Uzdatnianie wody

Firma ChemTech świadczy kompleksowe usługi z zakresu uzdatniania wody pitnej oraz przemysłowej. W zależności od Państwa oczekiwań inżynierowie firmy opracują technologię, dostarczą i uruchomią Stację Uzdatniania Wody. Wybór odpowiedniej technologii uzależniamy od źródła pochodzenia wody, jej parametrów fizykochemicznych, przeznaczenia i stawianych jej wymogom oraz oczekiwanej wydajności stacji. Nasza oferta z zakresu uzdatniania wody skierowana jest do klientów indywidualnych, komunalnych oraz przemysłowych.

Ponieważ samo zagadnienie przygotowania wody oraz wybór spośród dostępnych technologii oczyszczania wody jest ogromny prosimy o kontakt z naszą firmą w sprawie realizacji konkretnych rozwiązań.

ChemTech-FilterTech blisko współpracuje z najbardziej uznanym na świecie dostawcą układów ultraczystej wody, firmą Osmonics, mając w ofercie zarówno układy standaryzowane (takie jak typoszereg Osmo PRO) jak i oferując pełen cykl wdrożenia metody membranowej (Odwrócona Osmoza RO, Nanofiltracja NF, Ultrafiltracja UF, Mikrofiltracja MF) na bazie membran spiralnych i kapilarnych.

Woda jest podstawowym i niezbędnym czynnikiem do życia wszystkich organizmów żywych. Stanowi około 70% ogólnej wagi ciała ludzkiego a dzienne zapotrzebowanie na wodę dla dorosłego człowieka wynosi około 2-3 litrów. Ponieważ często zawiera zbyt duże ilości różnych związków pochodzenia naturalnego jak również pochodzących z działalności człowieka istnieje konieczność jej uzdatniania. Zagadnienia związane z uzdatnianiem wody mają ogromne znaczenie ze względu na powszechność jej stosowania. Woda odpowiada za prawidłowe funkcjonowanie naszego organizmu. Jest konieczna nie tylko dla utrzymania zdrowia i życia ludzkiego ale również wszelkiej jego działalności gospodarczej. Stąd obserwuje się ciągły rozwój technologii przygotowania wody oraz próby poprawy ekonomiczności tych procesów.

Wymagania dotyczące jakości wody zależą przede wszystkim od jej przeznaczenia. W związku z różnym przeznaczeniem wody warunki stawiane wodzie określają odpowiednie normy branżowe, użytkownicy lub producenci urządzeń. Jakość wody przeznaczonej do picia i na potrzeby gospodarcze w Polsce określa Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa. Większość zakładów produkujących wody mineralne i napoje czerpie wodę z własnych ujęć. Woda występująca na większości obszaru Polski zawiera  nadmiar żelaza i manganu oraz zawiesiny. W celu usunięcia  nadmiaru  żelaza i manganu należy utlenić je do postaci nierozpuszczalnej i odfiltrować wraz z pozostałą zawiesiną, najczęściej wykorzystując w tym celu filtry żwirowe. Coraz częściej stosowane w przemyśle ultra-czułe techniki analityczne, różnego rodzaju badania biotechnologiczne, przemysł produkcji półprzewodników oraz wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) są głównym obszarem zastosowań i jednocześnie motorem napędowym rozwoju technik pozyskiwania wody o bardzo wysokim stopniu czystości  określanej mianem wody ultra-czystej.

Główne zanieczyszczenia wody

• Zawiesiny cząstek stałych, których głównym źródłem są zanieczyszczenia pochodzące z rurociągów oraz koloidy pochodzenia organicznego lub nieorganicznego powodujące mętnienie wody. Cząsteczki ciał stałych mogą powodować blokowanie membran oraz kolumn analitycznych, wpływać na pracę aparatury kontrolno-pomiarowej. W celu oczyszczenia wody z zawiesin cząstek stałych stosuje się filtry wstępne najczęściej w postaci filtrów żwirowych o zdolności zatrzymania cząstek na poziomie 10-20 mikronów. Gdy zależy nam na  uzyskaniu dokładniej oczyszczenie wody, należy zastosować  mikrofiltrację,  wykorzystując w tym celu np. filtry świecowe.

• Rozpuszczone sole nieorganiczne, będące przyczyną twardości wody. Sole pochodzące z warstw skalnych, wśród których wyróżnia się takie które powodują twardość wody tzw. przemijającą (wodorowęglany wapnia i magnezu) oraz powodujące nieprzemijającą twardość wody (siarczany i chlorki). Inne zanieczyszczenia nieorganiczne pochodzenia naturalnego: dwutlenek węgla, sole sodowe, krzemiany, związki żelazowe i żalazawe oraz związki pochodzące z działalności człowieka: aluminium, fosforany, azotany.

• Rozpuszczone związki organiczne, których głównym źródłem jest rozkład materii roślinnej, rolnictwo, przemysł papierniczy, ścieki przemysłowo – komunalne, systemy oczyszczania wody. Wśród najczęściej spotykanych zanieczyszczeń wody związkami organiczne spotyka się kwasy huminowe i fulwowe , detergenty, oleje, tłuszcze, rozpuszczalniki, pestycydy.

• Mikroorganizmy tj. bakterie, pierwotniaki, glony, zarodki grzybów, ameby, okrzemki, wrotki i algi.

• Rozpuszczone gazy; najczęściej rozpuszczonymi gazami w wodzie są tlen i dwutlenek węgla.

Zawartość cząstek w 1ml wody głębinowej            Zawartość cząstek w 1ml wody źródlanej (wody

                                                                      butelkowanej)

Podstawowe procesy wykorzystywane do oczyszczania wody

1.  Procesy membranowe

Techniki membranowe znajdują szerokie zastosowanie w procesach odsalania wód oraz produkcji wody ultra-czystej. Tendencje światowego rozwoju oraz zwiększającego się obszaru zastosowań technik membranowych, szczególnie odwróconej osmozy, przemawiają za tym, iż w niedługim czasie mogą one wyprzeć pozostałe metody oczyszczania wody. Rozdział składników przebiega na membranie definiowanej  jako przegroda cienkowarstwowa zdolna do selektywnego lub preferencyjnego przenoszenia składników mieszanin.  W trakcie rozdziału składników na membranie strumień roztworu zasilającego, określany mianem nadawy, ulega rozdziałowi na strumień retentatu (koncentratu) i strumień filtratu (permeatu). W procesie oczyszczania wody produktem procesu będzie  permeat , natomiast  retentat będą stanowić zatrzymane cząstki.

Wśród procesów membranowych wyróżnia się:

• odwróconą osmozę (RO)
• elektrodializę (ED
• odwróconą elektrodializę (OED
• ultrafiltrację (UV)
• nanofiltrację (NF)

Największym stopień zatrzymania zanieczyszczeń zarówno organicznych (w tym bakterii i wirusów) jak i nieorganicznych charakteryzuje się odwrócona osmoza.  Ze względu na konieczność ochrony membran zastosowanie procesów membranowych wymaga wstępnego oczyszczania wody. Koniecznym jest usunięcie zawiesin koloidów oraz innych domieszek rozpuszczonych, których nagromadzenie w pobliżu membrany powoduje zatykanie jej porów.

Szczegółowe informacje dotyczące oczyszczania wody z wykorzystaniem przegród membranowych znajdują się na stronie  „Techniki membranowe”.

„Mini instalacja membranowa”: długopis filtrujący (NORIT) przeznaczony do osobistego użytku w celu oczyszczenia wody przed wypiciem

2.  Napowietrzanie wody (aeracja wody)

Jeden z powszechnie stosowanych procesów uzdatniania wody, polega na nasycaniu wody tlenem, najczęściej przez przedmuchiwanie przez nią powietrza. Napowietrzanie wody ma na celu usunięcie niepożądanych rozpuszczonych gazów (C02, H2S, CH4), częściowe utlenienie związków żelaza i manganu oraz podniesienie stężenia  rozpuszczonego tlenu. Wprowadzenie do wody tlenu rozpuszczonego zapobiega również powstawaniu środowiska redukcyjnego pogłębiającego problemy smaku i zapachu.

Dysza do napowietrzania wody firmy EDI

3.  Destylacja

Metoda od dawna powszechnie stosowana, w której woda jest ogrzewana do odparowania, po czym  para wodna jest kondensowana i zbierana. Destylarki są urządzeniami względnie niedrogimi lecz koszty oczyszczanie wody są bardzo wysokie ze względu na duże zużycie energii. Wyprodukowanie 1 kg  oczyszczonej wody wymaga zużycia ok. 1kW energii elektrycznej. Woda uzyskana w procesie destylacji charakteryzuje zazwyczaj rezystywność o wartości około 1 M •cm oraz sterylność. W późniejszym czasie sterylność wody zależeć będzie od sposobu jej przechowywania. Dla utrzymania sterylności, stosuje się sterylne butle magazynujące, a zbierana woda jest autoklawowana. W przypadku oczyszczania twardej wody destylarki wymagają częstego czyszczenia z użyciem kwasu, lub wstępnego zmiękczenia.

4.  Dejonizacja

W zależności od rodzaju zastosowanych żywic jonowymiennych w procesie dejonizacji wymieniane są kationy lub aniony na jony ruchliwe grup funkcyjnych jonitów. Wymianę kationów zapewniają kationity zaś anionów-anionity . Dobór odpowiedniego układu kationitów i anionitów zapewnia demineralizację wody. Proces dejonizacji wody polega na wymianie jonów wodorowych na zanieczyszczenia kationowe, oraz jonów hydroksylowych na zanieczyszczenia anionowe wody zasilającej. Proces polega na przepuszczeniu wody przez złoże żywicy jonowymiennej składające się ze  sferycznych ziaren. Kationy i aniony zastępują aktywne miejsca wodorowe i hydroksylowe w żywicy po pewnym czasie złoże wymaga wymiany lub regeneracji. Proces dejonizacji łączy się zazwyczaj z filtrami w celu oczyszczenia wody z drobnych fragmentów materiału jonowymiennego wymywanego ze złoża przez przepływającą wodę lub z procesem odwróconej osmozy jeśli zależy nam na oczyszczeniu wody ze związków organicznych i nieorganicznych.  Dejonizacja jest procesem usuwającym  tylko polarne związki organiczne z wody. Związki nieorganiczne należy usuwać innymi metodami.

5.  Adsorpcja

Proces oczyszczania wody na złożu adsorpcyjnym polega na zatrzymaniu zanieczyszczeń na powierzchni porowatej złoża. Zatrzymane cząstki utrzymywane są na powierzchni i wewnątrz porów złoża siłami fizycznymi lub chemicznymi o różnej mocy, natomiast cząsteczki wody swobodnie przepływają przez złoże. Podstawowe własności węgli aktywnych są determinowane rodzajem oraz własnościami surowców, z których są wytwarzane. Węgle aktywne otrzymywane są głównie z materiałów pochodzenia roślinnego takich jak: drewno, torf, lignina, pestki owoców, skorupy orzechów oraz węgle kopalne.  Węgle aktywne wykazują szczególnie dobre zdolności oczyszczania wody z chloru oraz rozpuszczonych związków organicznych. Bardzo często złoża węgli aktywnych instalowane są w celu ochrony membran odwróconej osmozy.

6.  Foto-utlenianie

Foto-utlenianie określane również jako foto-oksydacja polega na naświetlaniu wody promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Foto-utlenianie ma szczególnie istotne znaczenie w dezynfekcji wody. Własności promieniowania ultrafioletowego skutecznie niszczą bakterie oraz inne mikroorganizmów, powodują rozbicie i zjonizowania cząsteczek wszelkich związków organicznych, które następnie usuwa się poprzez zastosowanie wkładów z żywicami jonowymiennymi. Najsilniejsze działanie bakteriobójcze posiada promieniowanie o długości fali 254 nm, natomiast fale krótsze są bardziej  efektywne w utlenianiu związków organicznych.Podstawową zaletą metody jest to, że nie zmienia ona składu fizykochemicznego wody.