Dodatkowe uzdatnianie wody
Do dodatkowego uzdatniania wody wodociągowej służą filtry domowe, stosowanie których ma na celu usunięcie skutków wtórnego zanieczyszczenia wody w systemach wodociągowych oraz do polepszenia jakości wody do picia. W filtrach domowych mogą zachodzić procesy filtracji, sorpcji, wymiany jonowej, odwróconej osmozy, utleniania i wzbogacania wody, nie oznacza to, że w każdym filtrze zachodzą te procesy łącznie.
Filtry mechaniczne oparte są na zjawisku filtracji polegającym na zatrzymaniu zanieczyszczeń na siatkach metalowych lub materiale porowatym - włókninowym, celulozowym lub ceramicznym. Filtry sorpcyjne wykorzystują zjawisko sorpcji na węglu aktywnym, natomiast urządzenia z odwróconą osmozą oparte są na zjawisku filtracji i sorpcji, ponieważ w skład urządzenia wchodzą zarówno filtry węglowe jak i mechaniczne (włókninowe, celulozowe).
Rodzaje filtrów stosowanych w domowych instalacjach wodociągowych zestawiono w tabl. 1.
Tabela 1 rodzaje filtrów stosowanych w domowych instalacjach wodociągowych.
Rodzaj filtru
|
Element lub substancja czynna
|
Zastosowany proces
|
Rodzaj usuwanych lub wprowadzanych substancji do wody
|
Filtry mechaniczne
|
wkłady włókninowe
|
filtracja
|
usuwanie produktów korozji, drobnych zawiesin, koloidów (cząstki o wielkościach około 1-100μ m)
|
|
wkłady celulozowe
|
|
|
|
wkłady ceramiczne
|
|
usuwanie makro- i mikroorganizmów: bakterie (średnica porów filtra poniżej 0,45 μm), wirusy (średnica porów filtra poniżej 0,22 μm)
|
Filtry sorpcyjne
|
węgiel aktywny
|
sorpcja
|
usuwanie związków organicznych nadających wodzie barwę i zapach (np. chlor, kwasy humusowe, chloraminy, itp.)
|
Urządzenia do odwróconej osmozy
|
błona półprzepuszczalna
|
odwrócona osmoza
|
usuwanie soli i mikrocząsteczek o wielkości 0,001- 0,1μm
|
Urządzenia jonowymienne
|
kationit
|
wymiana jonowa (zmiękczanie wody)
|
usuwanie kationów wapnia, magnezu
|
|
anionit
|
|
usuwanie anionów chlorkowych, siarczanowych i azotanowych
|
Filtry utleniające
|
materiał o silnych zdolnościach utleniających (np. spiek cynkowo-miedziowy KDF)
|
utlenianie
|
usuwanie chloru, żelaza, metali ciężkich, węglanu wapnia i magnezu
|
Urządzenia wzbogacające
|
dolomit, marmur, masa Magno (jony wapnia i magnezu)
|
rozpuszczanie
|
uzupełnianie w wodzie jonów wapnia i magnezu
|
Urządzenia dezynfekujące
|
promieniowanie UV, jony srebra
|
dezynfekcja bakteriologiczna
|
działanie bakteriobójcze (śmierć mikroorganizmów) lub bakteriostatyczne (zahamowanie wzrostu mikroorganizmów)
|
Mikrostacja uzdatniania wody.
Mikrostacja uzdatniania wody dla potrzeb domowych pokazana jest na rys. 1.
Rysunek 1 Mikrostacja uzdatniania wody.
Składa się z dwóch kolumn filtracyjnych: filtru węglowego i dolomitowego oraz kolumny dezynfekującej z promiennikiem ultrafioletowym. Urządzenie pozwala na dechlorację wody, poprawienie smaku i zapachu, absorpcję innych „śladowych" zanieczyszczeń, wzbogacenie wody o magnez i wapń oraz ponowną dezynfekcje wody. Urządzenie przeznaczone jest do zamontowania w kuchni nad lub pod zlewozmywakiem. Wydajność przy ciągłym poborze wody waha się w granicach od l do 2 dm3/min.
Stosowanie w instalacjach wodociągowych armatury czerpalnej wysokiej klasy (z termoregulacją, fotokomórką itp.), oraz nowoczesnej armatury regulacyjnej i pomiarowej wymaga zapewnienia przepływu wody pozbawionej zanieczyszczeń mechanicznych, które na drodze od stacji uzdatniania do odbiorcy mogą znaleźć się w wodzie z powodu procesów korozji, remontów sieci lub awarii. Dla zatrzymania zanieczyszczeń mechanicznych nanoszonych z sieci miejskiej do instalacji stosuje się filtry siatkowe montowane w budynku za wodomierzem głównym (domowym). Filtry o małych średnicach mogą być instalowane w mieszkaniach przed wodomierzem mieszkaniowym, stanowiąc wspólną konstrukcję z zaworem odcinającym i redukcyjnym. Filtry siatkowe, zależnie od konstrukcji, mogą zatrzymać aż 80- 90% cząstek stałych. W praktyce, rodzaj filtra powinien być dobrany zależnie od rodzaju instalacji, warunków eksploatacji i jakości wody wodociągowej dopływającej do instalacji wewnętrznej. Stosuje się filtry z możliwością ich płukania lub z wkładami wymiennymi.
Oczyszczanie wód podziemnych.
Wody podziemne wymagają z zasady zbadania składu chemicznego i ewentualnie odkażenie (dezynfekcja), natomiast ich cechy fizyczne (barwa, mętność, smak, zapach, temperatura) są zwykle odpowiednie. Z niepożądanych domieszek chemicznych zazwyczaj w wodzie podziemnej występuje nadmiar żelaza i manganu, czasem jest niepewna bakteriologicznie. Praktycznie podstawowymi zabiegami jakim jest poddana woda podziemna to:
Odżelazianie,
Odżelazianie wody.
Nadmiar żelaza w wodzie wodociągowej nie jest wprawdzie szkodliwy dla zdrowia, ale woda wówczas ma nieprzyjemny smak i zapach, pozostawia plamy na pranej bieliźnie, wpływa na pogorszenie jakości przygotowywanych posiłków, pozostawia żółte osady w naczyniach, umywalkach itp., powoduje wytrącanie żelaza w rurociągach i w ten sposób ich zarastanie osadami żelazistymi. Dlatego nadmiar żelaza w wodzie ponad 0,2 mg/l należy z wody usunąć.
Usunięcie żelaza z wody następuje w urządzeniach nazywanych odżelaziaczami, w których woda miesza się z powietrzem, w wyniku tego znajdujące się w wodzie rozpuszczalne związki żelaza pod wpływem utleniania zmieniają się na związki nierozpuszczalne (wodorotlenki). Wodorotlenki te wytrącają się z wody w postaci kłaczków, które następnie zatrzymywane są na filtrze piaskowym, o ziarnach 1mm i większych. Co pewien okres czasu filtr taki musi być przepłukiwany odwrotnym prądem wody, wypłukującym z niego osady żelaziste i odprowadzającym je do urządzeń kanalizacyjnych.
W instalacjach domowych mogą być stosowane przede wszystkim odżelaziacze zamknięte, pracujące pod ciśnieniem. Powietrze doprowadzane jest w większych urządzeniach za pomocą sprężarki do specjalnego mieszacza, aeratora, gdzie miesza się z wodą. W instalacjach domowych powietrze może być doprowadzane przy zastosowaniu pomp samozasysających za pomocą zasysacza powietrza, umieszczonego na rurociągu ssawnym. Odżelaziacz ciśnieniowy jest umieszczany na przewodzie tłocznym między pompą a siecią wewnętrzną. Schemat odżelaziacza zamkniętego przedstawia rys. 2
Rysunek 2 Schemat odżelaziacza zamkniętego.
Działanie odżelaziacza jest następujące:
Woda surowa tłoczona jest rurociągiem 8 z ujęcia do górnej części odżelaziacza. Po drodze, do wody doprowadzane jest powietrze przez pompę samozasysającą za pomocą zasysacza na rurociągu ssawnym lub za pomocą sprężarki do aeratora 15. Mieszanina wody i powietrza dochodzi do zbiornika ciśnieniowego przez zasuwę 1, następnie woda przechodzi przez filtr piaskowy 13 do dolnej części zbiornika i w końcu przez rurociąg odpływowy i zasuwę 3 dostaje się do rurociągu oraz sieci wewnętrznej. W czasie przejścia wody przez filtr zostaje wytrącony z wody wodorotlenek żelaza. Nadmiar powietrza wraz z gazami uchodzi samoczynnym odpowietrznikiem 14 na zewnątrz. Odpowietrznik połączony jest z przewodem spustowym.
W czasie zwykłej pracy odżelaziacza otwarte są zasuwy 1, 2 i 3, a zamknięte 4, 5 i 6 (bieg wody oznaczony jest strzałkami ciągłymi).
W czasie przepłukiwania filtru zamykamy zasuwę 1, a otwieramy 6 pozostawiając inne zasuwy bez zmian. Wówczas woda z sieci wewnętrznej pod ciśnieniem zbiornika górnego lub ciśnienia panującego w hydroforze wraca przez otwarte zasuwy 3 i 2 do odżelaziacza, przechodzi przez filtr od dołu, wypłukując z niego zanieczyszczenia i wypływa rurociągiem odpływowym przez zasuwę 6 do kanalizacji. W tym przypadku otwarte są więc zasuwy 2, 3 i 6, a zamknięte 1, 4 i 5 (strzałki przerywane).
Filtr możemy przepłukiwać również wodą surową z ujęcia. Wówczas zasuwy 1, 3 i 5 są zamknięte, a 2, 4 i 6 otwarte. Pompa musi mieć odpowiednią wydajność do wytworzenia niezbędnej prędkości przepływu przez filtr.
Płukanie przeprowadzamy ,w odstępach czasu zależnych od szybkości zatykania się filtru osadami żelazistymi, np. raz na tydzień.
W celu opróżnienia zbiornika odżelaziacza otwiera się zasuwę 5, zamykając inne. Woda z odżelaziacza spłynie wówczas do rurociągu spustowego 12 i do kanalizacji.
W przypadku całkowitego wyłączenia odżelaziacza, np. w celu przeprowadzenia kontroli wewnątrz zbiornika lub wymiany filtru, zamyka się zasuwy 1, 2, 5 i 6 a otwiera 4 i 3, tłocząc wodę z ujęcia wprost do sieci.
SPIS TREŚCI
3
Dodatkowe uzdatnianie wody