Witam tak na wstępie co to jest oczyszczanie wody
Oczyszczanie wody polega na usunięciu z wody niepożądanych domieszek zanieczyszczeń obejmuje to pewne zabiegi stosowane które mają na celu zmiany właściwość wody na lepsze. Tym samym woda staje się zdatna do pica czy wykorzystania w innych celach gospodarczych czy przemysłowych .
Uzdatnianie wody
Polega to na dostosowaniu właściwość wody i jej składu do wymagań wymagań wynikających z jej przeznaczeniem czy to spożywczym czy przemysłowym a także innym.
Procesy uzdatniania wody
-Adhezja
-Aeracja (napowietrzanie)
Koagulacja
Sedymentacja
Flokulacja (kłaczkowanie)
Filtracja
Wymiana Jonowa
Sorbcja
Są to metody stosowane przy różnych procesach przykładem może być Aeracja ,która służy do usuwania dwutlenku węgla , każdy proces jest wykorzystywany w różnych zadaniach.
Czytając dogłębniej stronę dowiesz się więcej o tych procesach , zauważysz jak są one ważne w życiu codziennym
Jest wiele metod oczyszczania wody jednym procesem ale mogą różnic się na przykład użytym koagulantem tym samym ceną
Metody oczyszczania wody służą do oczyszczania wód takich jak Wody powierzchniowe, wody z ujęć płynących, wody z ujęć stojących , i innych.
Koagulacja
Koagulacja z punktu widzenia procesy technologicznego, jest to usuwanie z wody , zanieczyszczeń w nim rozproszonych, za pomocą procesu zwanego Flokulacją. Proces następuje po dodaniu elerolitu czy koloidu czy podaniu wody promieniowaniu ultrafioletowemu .Elekrolity są w postaci (reagentów), takie jak: sole glinu, sole żelaza.
Koagulacja przebiega w dwóch etapach , w pierwszym następuje zmiana potęciału elektrokinetycznego do stanu gdzie drobiny zaczną się przyciągać.
W drugim stopniu formują się aglomeraty tak zwanych - kłaczków , ten drugi etap nazywa się kłaczkowanie.
Koagulacja jest stosowana do usuwania z wody cząsteczek drobieniu koloidalnym. Zapewnia destabilizację oraz agregację cząsteczek koloidalnych , zarówno organicznych jak i nie organicznych które formują się w (aglomeraty). Następnie aglomeraty usuwane są z wody w procesach (sedymentacji) i (filtracji). łącznie z koloidami usuwane są : bakterie, jony metali, węglowodory, pestycydy oraz inne związki.
Dezynfekcja
Dezynfekcja jest to niszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie. Proces ten zazwyczaj jest stosowany na końcu układy oczyszczania wody. W wypadku ujmowania wód, z których obecnie są liczne bakterie oraz wirusy.
W tych sytuacjach muszą być stosowane denzyfekanty taki jak chlor czy ozon. celem dezynfekcji końcowej jest zniszczenie wszystkich mikroorganizmów , oraz tym samym powstanie jak najmniej innych skutków tej dezynfekcji/
Proces chlorowania - Chlorowanie odbywa się z chloratorach , wykorzystywane są chloraminy, dwutlenek chloru i inne. stężenie chloru na początku sieci nie powinno przekraczać od 02 g/m3 - 0,5g/m3.
Ozonowanie wody -Ozonowanie wody odbywa się z ozonatorach (wytwornikach ozony) , ozon wytwarza siew tak zwanych komorach 9cichych wyładowań) chlor do wody jest wprowadzany razem z powietrzem.
Stężenie ozonu na początku sieci nie powinno przekraczać od 0,2 g/m3 - 2 g/m3.
Filtracja
Filtracja to usuwanie z zawiesiny i zanieczyszczeń podczas przepływu
przez ośrodek porowaty. Ośrodek porowaty mogą stanowić
przegrody płaskie (tkaniny , różnego rodzaju siatki) i przegrody
przestrzenne o wypełnieniu z piasku , antracytu (wypalany dolomit w 400c)
różnica się one właściwościami.
Rodzaje filtracji i filtrów
- Jedno warstwowe
- Wielo warstwowe
Że względu na prędkość filtracji
- Powolne (otwarte, grawitacyjne)
- pośpieszne (otwarte, zamknięte i ciśnieniowe)
- Super pośpieszne (zamknięte, ciśnieniowe)
Wypełnienia filtrów
- Piasek kwarcowy
- Antracyt
- Grys marmurowy
- Masa magno
- Węgiel aktywny
- Syntetyczne ( produkty syntezy chemiczne).
Procesy membranowe
Procesy membranowe są stosowane głównie do odsalania wody oraz do produkcji wody superczystęj. Do procesów membranowych należą
- odwrócona osmoza
- elektrodializa
- odwrócona elektrodializa
- ultrafiltracja
- nanofiltracja
Największym współczynnikiem separacji zanieczyszczeń organicznych
charakteryzuje sie odwrócona osmoza . Ultrafiltracja i nanofiltracja
są wykorzystywane do usuwania z wody związków barwnych prokursorów, trihalometalów i niektórych zanieczyszczeń organicznych
jak też wirusów i bakterii. zastosowanie procesów membranowych wymaga wstępnego oczyszczenia , którego celem jest maksymalnie usunięcie zawiesin, koloidów i innych domieszek rozpuszczonych w wodzie.
Sorpcja
Sorpcja to ogólna nazwa zjawiska pochłaniania : pochłanianie powierzchniowe nosi nazwę Adsorpcji,
pochłanianie zaś objętościowe absorpcji. Technologie jest to oddzielenie
od wody zawartych w niej zanieczyszczeń oddzielanie to polega na
pochłanianiu ich przez aktywny materiał zwany sorbentem.
Sorpcja przebiega zazwyczaj równolegle z procesem adhezji.
Adsorpcja jest także wykorzystywana w odtłuszczaniu wody
w tym procesie tłuszcz jest pochłaniany przez tak zwany węgiel aktywny
może on pochłonąć : 1kg węgla pochłania 0,25 tłuszczów
Filtr po po pracy jest płukany ługiem o podniesionej temperaturze
dzięki temu jest usuwany tłuszcz.
Oczyszczanie i uzdatnianie wody
W dzisiejszych czasach spotkanie jakiegokolwiek źródła wody, z którego moglibyśmy bezpośrednio napić się wody jest rzeczą niewątpliwie trudną. Coraz rzadziej możemy spotkać miejsce, z którego napicie się wody nie zagrozi naszemu zdrowiu czy życiu. Jednak wszystkie organizmy żywe potrzebują czystej wody. O to abyśmy mogli pić czystą wodę dbają ludzie odpowiedzialni za gospodarkę wodną mają za zadanie nie tylko dostarczyć wodę do mieszkań, muszą też zadbać o to, by woda ta miała odpowiednią jakość. Jakość wody ocenia się na podstawie jej właściwości fizycznych (kolor, temperatura i smak), biologicznych (tu najważniejsze jest by nie zawierała bakterii) i chemicznych (stopień twardości i zawartość związków mineralnych). Na przykład woda pochodząca z pokładów wapieni z dużą zawartością tlenków magnezu jest zwykle bardzo twarda. Kąpiąc się w takiej wodzie, niezwykle trudno jest się namydlić, nie można jej też wykorzystywać w przemyśle włókienniczym.
Różny skład i właściwości wód pochodzących z naturalnych źródeł oraz niejednakowe wymagania co do ich jakości ze strony użytkowników sprawiają że stosuje się wiele metod uzdatniania . Woda do picia musi spełniać ostrzejsze warunki niż służąca do nawadniania pól. Istnieją ścisłe rozporządzenia określające jakość wody i sposób jej używania przy uwzględnieniu m.in. kryteriów takich , jak barwa , mętność , odczyn , twardość, stężenie pierwiastków chemicznych oraz ilość bakterii i mikroorganizmów . Usuwaniem z wody szkodliwych składników , a także zmianą jej składu i własności za pomocą procesów fizyko-chemicznych zajmują się stacje uzdatniania wody. Wody podziemne i powierzchniowe różnią się między sobą stopniem zanieczyszczenia i dlatego sposoby ich uzdatniania nie są identyczne .
W pierwszym przypadku oczyszczanie przebiega w dwóch etapach . W pierwszym następuje usunięcie metali przez napowietrzenie wody ( najpierw utlenia się jony żelaza i manganu , które w efekcie wytrącają się w postaci wodorotlenków , a pozostałe osady zostają odfiltrowane ). Drugim ( i na ogół ostatnim etapem ) jest dezynfekcja , czyli usunięcie z wody zbędnych i niebezpiecznych mikroorganizmów . Pożądany efekt osiąga się , chlorując wodę , to znaczy działając na nią gazowym chlorem . Mniej popularnymi metodami zwalczania drobnoustrojów są m.in. ozonowanie , naświetlanie promieniami nadfioletowymi oraz stosowanie ultradźwięków . Uzdatnianie wód powierzchniowych , bardziej narażonych na kontakt z zanieczyszczeniami , rozpoczyna się od usunięcia zawiesin w procesie zwanym koagulacją , polegającym na zespalaniu cząsteczek . Wytrącony osad opadający na dno osadnika usuwa się , a jego resztki oddziela w wyniku filtracji wody przez piasek lub - w wypadku większych zanieczyszczeń - przez węgiel aktywowany.
Do osiągnięcia odpowiedniej jakości wody stosowane są dodatkowe procesy . Z sanitarnego punktu widzenia najważniejsze jest oczyszczanie wody do picia i potrzeb gospodarczych . Smak i zapach można zmienić w procesie odsalania i odgazowania ( przewietrzania ) wody . Dość trudne jest usuwanie z wody specyficznych zapachów i smaków , które wywołane są obfitą obecnością mikroorganizmów lub drobnych organizmów wodnych . Jeśli zwykłe sposoby uzdatniania wody do picia nie zmniejszają intensywności zapachów do takich granic, aby nie odczuwali ich użytkownicy, trzeba uciec się do specjalnych sposobów , np. utleniania chloru lub działania węglem aktywowanym .
Jednym z najważniejszym sposobów uzdatniania wody jest klarowanie. Ma ono na celu usunięcie mechanicznych zanieczyszczeń, jakie znajdują się w jeziorach i rzekach. Zanieczyszczenia mechaniczne można podzielić na następujące grupy:
1. lekki zawiesiny grube (szczątki roślin, liście, glony itp.) unoszące się na powierzchni wody, które usuwa się za pomocą krat
2. zawiesiny mniejsze usuwane za pomocą sit metalowych
3. zawiesiny drobne (mikrozawiesiny) usuwane za pomocą mikrosit i w osadnikach
Wymienione sposoby klarują wodę , lecz nie usuwają z niej bakterii i drobnoustrojów Koniecznym etapem ulepszania jakości wody jest więc jej dezynfekcja ( odkażenie ), odbywające się zazwyczaj przez po uprzednim przefiltrowaniu
Filtrowanie. Polega na usuwaniu zanieczyszczeń mechanicznych w których wielkość przekracza 10-4 cm i ma zastosowanie zarówno do oczyszczania wód surowych jak i wstępnie uzdatnionych. Zanim woda z zalewu, rzeki czy studni dotrze do naszego domu, musi być oczyszczona. Dokonuje się tego w stacji filtrów. Najpierw wodę umieszcza się w wielkich zbiornikach, aby się ustała i na dno opadł piasek, muł i żwir. Następnie kieruje się ją do filtrów, gdzie przecieka przez warstwy grubszego i cieńszego piasku usuwającego pozostałe zanieczyszczenia oraz część bakterii. W niektórych stacjach oczyszczania stosuje się szybsze metody filtrowania, polegających na oczyszczaniu wody w dużych bębnach metalowych, wypełnionych piaskiem i aktywną chemicznie emulsją.
Zanim woda opuści stację filtrów, wpompowuje się do niej chlor w postaci gazu, zabijający pozostałe jeszcze bakterie. W niektórych krajach poddaje się ją także fluoryzacji, co zapobiega psuciu się zębów. Teraz woda jest już oczyszczona, choć nie absolutnie czysta. W niektórych okolicach mogą być w niej rozpuszczone odrobinki skał, zupełnie nieszkodliwe, ale łatwe do zauważenia jako osadzający się w czajniku kamień .
Pompowanie i gromadzenie wody
Ze stacji filtrów wodę pompuje się rurami do zbiorników, najczęściej umieszczonych na wzgórzu lub na szczycie wieży. Takie wysokie położenie zbiornika zapewnia stałe ciśnienie wody, dzięki czemu dociera ona do naszych kranów.
Innym ze sposobów uzdatniania wody jest koagulacja. Koagulacja służy do usuwania z wody bardzo drobnych zawiesin- takich jak cząstki gliny, bakterie, glony. Polega na dodaniu do wody określonych substancji chemicznych tzw. koagulantów wytrącających się w postaci kłaczkowatych, łatwo opadających zawiesin. Ten życiodajny płyn w naturalnym stanie ma często nieodpowiedni smak , zapach ,i barwę oraz zawiera bakterie i wirusy chorobotwórcze. Mogą one spowodować rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych ( głównie przewodu pokarmowego) . Usuwanie mętności wody (sklarowanie ) polega na wyeliminowaniu drobnych cząstek sposobami naturalnymi (przepuszczenie przez osadniki i filtry) lub sztucznymi ( przez wstępne przygotowanie chemiczne , tzw. Koagulację ). Niepożądaną barwę usuwa się również podczas koagulacji .
Jak łatwo zauważyć woda zanim zostanie wykorzystana w gospodarstwie domowym, przemyśle czy rolnictwie musi przejść długą drogę oczyszczania i uzdatniania. Bo te procesy są w stanie umożliwić organizmom żywym korzystanie z czystej wody, która nie będzie stanowić zagrożenia dla ich życia. Sami doprowadziliśmy swoim beztroskim i bezmyślnym sposobem życia do skomplikowanych procedur umożliwiających nam w efekcie na korzystanie z czystej wody. Ona jak powinniśmy bardzo dobrze pamiętać warunkuje wszystkie procesy i życie organizmów na Ziemi.