Oczyszczanie wody do celów 
przemysłowych



Woda do celów 
chłodniczych



Woda do celów 
kotłowych

Opracował: Krzysztof Olender ChN III

 

 

Wymagania stawiane wodzie 
chłodzącej:

Dopuszczalny skład wody zależy od systemu chłodzenia (obieg 

otwarty/cyrkulacyjny otwarty). Uogólniając problem woda 
powinna:

-

mieć możliwie niską temperaturę

-

być stabilna i nie korozyjna

Nie powinna natomiast zawierać:
- zawiesin organicznych i nieorganicznych
- olejów
- związków żelaza i manganu oraz nadmiernej ilości substancji 

rozpuszczonych

- mikroorganizmów, substancji biogennych i związków 

organicznych

 

 

Wymagania stawiane wodzie 
chłodzącej:



Zawiesiny obecne w wodzie chłodzącej, odkładając się na 
chłodzonych powierzchniach , utrudniają wymianę ciepła i wody.



Większa ilość związków żelaza i manganu oraz substancji 
rozpuszczonych jest powodem wytrącania się ich trudno 
rozpuszczalnych związków



Aby uniknąć masowego rozwoju mikroorganizmów woda nie 
powinna zawierać organizmów żywych i związków biogennych



Wśród substancji rozpuszczonych bardzo niebezpieczne są głównie 
siarczany i chlorki, intensyfikujące korozyjny charakter wody w 
stosunku do metali.

 

 

Wymagania stawiane wodzie 
chłodzącej:

Skład wód chłodzących w obiegach otwartych i zamkniętych 

w przemyśle petrochemicznym wg. norm amerykańskich 

podano w tabeli. Z danych tych wynika, iż woda w obiegu 

zamkniętym musi być lepszej jakości niż w obiegu 

otwartym. Wymagania dotyczące składu wody zależą 

różnież od stosowanego systemu chłodzenia.

 

 

Wymagania stawiane wodzie 
chłodzącej:

 

 

Powstawanie osadów w systemach 
chłodnicznych



W przypadku gdy woda do chłodzenia nie spełnia 
stawianych jej wymagań, może być powodem 
zanieczyszczenia:



Chłodnic



Przewodów



Zbiorników wody 



Innych elementów systemu chłodnicznego



Ilość i szybkość odkładania się osadów zależy także 
od prędkości przepływu wody w systemach 
chłodzenia

 

 

Powstawanie osadów w systemach 
chłodniczych

Głównym powodem wytrącania osadów chemicznych jest 

twardość węglanowa oraz nadmiernie zasolenie wody. 
Substancje rozpuszczone zagęszczone zagęszczone są w 
wodzie chłodzącej, a po przekroczeniu iloczynu 
rozpuszczalności wytrącają się z wody. Główny komponent 
osadów – węglan wapniowy powstaje w wyniku rozkładu 
wodorowęglanu wapniowego zgodnie z rekcją: 

Ca(HCO

3

)

2

 →  ↓CaCO

3

 + CO

2

 + H

2

O

 

 

Powstawanie osadów w systemach 
chłodniczych

Do utrzymania w roztworze Ca(HCO

3

)

2 

konieczna jest 

obecność określonej ilości CO

2

 przynależnego, która 

zwiększa się wraz z temperaturą wody. Wzrost 
temperatury wody chłodzącej z jednej strony powoduje 
zmniejszenie rozpuszczalności dwutlenku węgla w 
wodzie (a więc zmniejszenie stężenia), z drugiej zwiększa 
wymaganą ilość przynależnego CO

2

 niezbędną do 

zapobiegania wytrącaniu się CaCO

3

 

 

Powstawanie osadów w systemach 
chłodnicznych

 

 

Powstawanie osadów w systemach 
chłodniczych

Jeżeli woda wykazuje twardość węglanową magnezową, to w 

wyniku rozkładu Mg(HCO

3

)

2

 powstaje MgCO

3

. Jednak z 

uwagi na większą rozpuszczalność MgCO

3

 niż CaCO

3

 oraz 

zwykle mniejsze stężenie w wodzie Mg(HCO

3

)

2

 niż 

Ca(HCO

3

)

2

, węglan magnezowy praktycznie nie wydziela 

się w postaci osadu, a małe ilości MgCO

3

 w osadzie są 

wynikiem jego adsorpcji na powierzchni węglanu 
wapniowego.

 

 

Zabezpieczanie układów chłodniczych 
przed wytrącaniem się osadów oraz przed 
korozją.

W celu zapobiegania wytrącaniu się osadów w elementach 

układu chłodniczego uzdatnia się wodę przeznaczoną do 
chłodzenia. W przypadku obiegów zamkniętych stosuje 
się ponadto okresowe odmulanie obiegu i uzupełnianie 
zładu właściwie uzdatnioną wodą dodatkową. Związkiem 
najczęściej wytrącającym się z wody obiegowej jest 
węglan wapnia.

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Uzdatnianie tych wód najczęściej polega 

na:



Niszczeniu mikroorganizmów



Usuwaniu substancji biogennych



Zmniejszeniu twardości węglanowej 



Usunięciu zawiesin, koloidów, 
zanieczyszczeń organicznych



Eliminacji właściwości korozyjnych wody

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Mikroorganizmy niszczone są w 

procesie dezynfekcji, zaś 

zanieczyszczenia 

koloidalne, organiczne i 

zawiesiny najczęściej są 

usuwane w procesie 

koagulacji, sedymentacji, i 

filtracji.

Zmniejszenie

twardości

węglanowej

uzyskuje się

przez:

Dekarbonizację

wapnem

Zmianę

twardości

węglanowej

na niewęglanową

,tj. przez

szczepienie wody

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Szczepienie wody kwasami stosuje się wyłącznie przy 

uzdatnianiu wody chłodzącej. Polega to na dodawaniu do 
wody mocnego kwasu mineralnego, najczęściej HCl, 
rzadziej H

2

SO

4

 , z uwagi na niebezpieczeństwo 

wytrącania siarczanu wapniowego i intensyfikację korozji 
siarczanowej betonu. W wyniku działania kwasu 
następuje zmiana twardości węglanowej na 
równoważnikową niewęglanową: 

Ca(HCO

3

)

2

 + 2HCl → CaCl

2

 + 2CO

2

 + 2H

2

O,

Mg(HCO

3

)

2

 + 2HCl → MgCl

2

 + 2CO

2

 + 2H

2

O,

CaCO

3

 + 2HCl → CaCl

2

 + 2CO

2

 + 2H

2

O,

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Do tego celu można stosować również kwas siarkowy, pod 

warunkiem że nie zostanie przekroczony iloczyn 
rozpuszczalności CaSO

4

. Zmiana twardości węglanowej 

na niewęglanową przy użyciu H

2

SO

4

 przebiega zgodnie z 

reakcjami:

Ca(HCO

3

)

2

 + H

2

SO

4

 → CaSO

4

 + 2CO

2

 + 2H

2

O,

Mg(HCO

3

)

2

 + H

2

SO

4

 → MgSO

4

 + 2CO

2

 + 2H

2

O,

Podczas szczepienia wody kwasem konieczna jest kontrola 

dawki kwasu, gdyż przedawkowanie może 
zintensyfikować korozyjny charakter wody.

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Ponadto powstający w wyniku 

reakcji z kwasami 
dwutlenek węgla powinien 
być usunięty z wody przed 
wprowadzeniem jej do 
układu chłodniczego. 
Uzyskać to można 
stosując desorbery CO

2

.

W wyniku szczepienia wody 

kwasem solnym powstają 
chlorki wapnia i magnezu 
zwiększający niestety 
charakter korozyjny wody.

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Dekarbonizacja wody 

wapnem jest najtańszą 

metodą zmiękczania 

wody polegającą na 

usuwaniu z niej twardości 

węglanowej w wyniku 

wytrącania trudno 

rozpuszczalnych 

związków wapnia 

częściowo magnezu. 

Oczyszczanie wody przez 

dekarbonizację 

umożliwia często 

równoczesne usunięcie 

twardości magnezowej 

oraz mikroorganizmów.

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Podczas dekarbonizacji dodany jest do wody wodorotlenek 

wapniowy początkowo reaguje z dwutlenkiem węgla, z 
następnie wodorowęglanem wapniowym wg reakcji:

CO

2

 + Ca(OH)

2

 →  ↓CaCO

3

 + H

2

O

Ca(HCO

3

)

2

 + Ca(OH)

2

 → 2↓CaCO

3

 + 2H

2

O

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Przy dużym nadmiarze Ca(OH)

2

 (pH > 10,5) mogą przebiegać 

również reakcje chemiczne między wodorotlenkiem 
wapniowym i solami powodującymi twardość magnezową 
wody:

Mg(HCO

3

)

2

 + 2Ca(OH)

2

 → ↓Mg(OH)

2

 + 2 ↓CaCO

3

 + 2H

2

O

MgSO

4

 + Ca(OH)

2

 → ↓Mg(OH)

2

 + CaSO

4

MgCl

2

 + Ca(OH)

2

 → ↓Mg(OH)

2

 + CaCl

2

Powyższe reakcje są reakcjami niepożądanymi w procesie 

dekarbonizacji wody przeznaczonej do celów chłodniczych, 
gdyż w ich wyniku następuje główna zmiana twardości 
niewęglanowej magnezowej na niewęglanową wapniową oraz 
dodatkowo wytrąca się Mg(OH)

2

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

Na proces dekarbonizacji wapnem hamująco wpływają 

koloidy organiczne i związki wielkocząsteczkowe, gdyż są 
to związki o charakterze koloidów ochronnych silnie 
stabilizujących krystalizację węglanu wapniowego. Do 
dekarbonizacji można stosować wapno palone CaO i 
wapno hydratyzowane. Wapno może być dawkowane w 
postaci wody wapiennej lub mleka wapiennego.

 

 

Uzdatnianie wody do chłodzenia

 

 

Woda do celów kotłowych

W obiegach nisko i średnioprężnych źródłem soli 

wprowadzanych z wodą zasilającą do kotła jest woda 

zmiękczona. Od jej zasolenia oraz jej udziału w wodzie 

zasilającej zależy szybkość zagęszczania wody kotłowej. 

Woda kotłowa zasilająca kotły oraz woda dodatkowa muszą 

odpowiadać określonym wymaganiom, które zależą od 

konstrukcji kotła i zależą i rosną wraz z ciśnieniem. Woda 

doprowadzana do kotła musi być tak uzdatniona, aby nie 

powodowała wytrącenia się kamienia kotłowego, korozji 

urządzeń kotłowych oraz nie pieniła się.

 

 

Wymagania jakościowe wody

Powodem powstawania kamienia kotłowego jest 

głównie obecność:



węglanów



siarczanów



krzemianów



zawiesin



olejów w wodzie

Pienienie się wody powodują związki organiczne, duże 

zasolenie oraz nadmierna jej alkaliczność

 

 

 

 

Wymagania jakościowe wody

Jakość wody kotłowej i zasilającej kotły parowe decyduje o 

czystości pary zasilającej turbiny. Zanieczyszczenie pary 
powoduje nadmierną zawartość substancji i soli 
wytrąconych w wodzie kotłowej, które unoszone ze 
strumieniem pary przedostają się do układu łopatkowego 
turbiny. Osadzając się na łopatkach mogą powodować 
zakłócenia w pracy turbiny, a niekiedy są przyczyną 
poważnych awarii.

 

 

Wymagania jakościowe wody

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – wstępne oczyszczanie

W zależności od rodzaju wody ujmowanej z przeznaczeniem 

na cele kotłowe różny jest zakres wstępnego 

oczyszczania. Jeżeli jako wodę surową wykorzystuje się 

wodę wodociągową, to nie stosuje się jej wstępnego 

oczyszczania. Jeżeli źródłem wody są naturalne 

nieoczyszczone - stosuje się wstępne oczyszczanie 

polegające m.in. na:



odolejaniu (np. na ziarnistym węglu aktywnym)



klarowaniu



sorpcji



koagulacji



filtracji

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

W zależności od konstrukcji i wydajności kotła oraz od 

panującego w nim ciśnienia, woda wymaga zmiękczania 
lub demineralizacji. Wyróżnia się metody strąceniowe i 
jonitowe.

Metody strąceniowe polegają na wytrącaniu z wody w 

postaci osadów trudno rozpuszczalnych związków wapnia 
i magnezu. Wytrącone osady usuwane są z wody w 
procesie sedymentacji i filtracji.

Zmiękczanie jonitowe prowadzi się na kationach, a efektem 

procesu jest dekationizacja oraz obecność w wodzie 
związków o dużej rozpuszczalności. 

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

Metoda termiczna usuwania twardości węglanowej. Polega 

na podgrzewaniu wody, w wyniku czego narusza się 
równowagę węglanowo-wapniową i wytrąca się węglan 
wapniowy wg reakcji:

Powstający MgCO

3

 jest dość dobrze rozpuszczalny w wodzie i 

dopiero przy pH = ok. 11 magnez jest wytrącany jako 
trudno rozpuszczalny wodorotlenek.

Skuteczność rozpadu wodorowęglanów wapnia i magnezu 

zwiększa się ze wzrostem temperatury i czasu 
ogrzewania.

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

Metody strąceniowe. Inną 

metodą usuwania twardości 

węglanowej jest 

dekarbonizacja wapnem. W 

wypadku zmiękczania wody 

zasilającej kotły proces 

dekarbonizacji może być 

prowadzony na zimno, jak i 

na gorąco. Zwiększanie 

temperatury 

dekarbonizowanej wody 

przyspiesza proces i 

zwiększa efekty 

zmiękczania.

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

Metoda strąceniowa zapewniającą usunięcie CO

2

, twardości 

węglanowej i niewęglanowej jest metoda wapno-soda. 

Wodorotlenek wapniowy wiąże dwutlenek węgla – 

powoduje wytrącenie węglanów wapnia i wodorotlenku 

magnezowego oraz zmianę twardości niewęglanowej 

magnezowej na twardość niewęglanową wapniową.

Węglan sodowy usuwa z wody twardość niewęglanową 

zgodnie z reakcjami:

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – zmiękczanie wody

Najskuteczniejszą metodą strąceniową jest zmiękczanie 

fosforanami sodowymi zapewniające usuwanie twardości 
węglanowej i niewęglanowej. Dodane do wody fosforany 
sodowe powodują wytrącenie bardzo trudnych 
rozpuszczanych fosforanów wapnia i magnezu. 

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – demineralizacja wody

Woda zasilająca kotły powinna się charakteryzować 

ograniczonym zasoleniem, gdyż w kotłach następuje jej 
zagęszczenie, co może prowadzić do wytrącania się 
osadów. Całkowite usunięcie soli z wody nazywa się 
demineralizacją, zaś odsalanie jest tylko częściowym 
usuwaniem soli z wody.

Do usuwania soli z wody stosuje się metody:

•

termiczne

•

elektrochemiczne

•

procesy membranowe

•

wymianę jonową

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – odkrzemowanie wody

Krzemionka musi być usuwana, jeżeli w wodzie kotłowej 

obecne są nawet niewielkie ilości wapnia i magnezu, z 

którymi tworzy krzemiany – głównie komponenty 

kamienia krzemianowego.

Krzemionkę można usunąć z wody przez jej chemiczne 

wytrącanie do osadów, w procesie sorpcji oraz wymiany 

jonowej na anionitach. Jako czynnik strącający 

krzemionkę do CaSiO

3

 stosuje się wapno, stąd podczas 

dekarbonizacji wody wapnem możliwe jest częściowe 

odkrzemowanie wody. Większą sprawność zapewnia 

sorpcja na wodorotlenkach: żelazowym, glinowym i 

magnezowym.

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – odgazowanie wody

Skuteczność odgazowania wody zależy głównie od jej 

temperatury decydującej o rozpuszczalności gazów; 

zwiększenie temperatury poprawia wody poprawia 

efekty odgazowania. Dobrą sprawność usunięcia CO

2

 

uzyskać można przy niekorygowanej temperaturze wody, 

natomiast skuteczne usunięcie tlenu wymaga podgrzania 

wody lub prowadzenia procesu przy podciśnieniu. 

W desorberach CO

2

 stosuje się przeciwprąd przepływowy 

wody i powietrza. Skuteczność odgazowania zależy od 

ilości powietrza doprowadzanego do desorbera oraz 

powierzchni kontaktu wody w powietrzem.

 

 

Oczyszczanie wody do celów 
kotłowych – odgazowanie wody

 

 

Inhibitorowa ochrona przed korozją 
i wytrącaniem osadów.

Do wody wprowadzanej do kotłów, mimo jej 

wcześniejszego uzdatniania, dodaje się inhibitory 
hamujące korozję, stabilizujące twardość węglanową i 
dyspergujące zawiesiny.

Skuteczność działania inhibitorów zależy od wielu 

parametrów, głównie od składu wody, warunków pracy 
instalacji, konstrukcji urządzeń oraz rodzaju i dawki 
inhibitora.