Na czym polega i czym jest uzdatnianie wody ?

Woda jest nam niezbędna do życia i prawidłowego funkcjonowania. Aby służyła naszemu zdrowiu, musi mieć odpowiednią jakość: być krystalicznie czysta, bezbarwna i bez zapachu.

Będzie nam jednak szkodzić, gdy jest zanieczyszczona poniższymi, niebezpiecznymi dla nas substancjami lub gdy znajdujące się w niej związki osiągają niebezpieczne dla nas stężenie:

• przekroczenia stężenia glinu (Al), który przyśpiesza rozwój choroby Alzheimera, a którego źródłem w wodach powierzchniowych mogą być ścieki przemysłowe lub osady wodociągowe powstałe w procesie uzdatniania wody pitnej;
• nadmiar fluoru jest rakotwórczy, a do wód głębinowych przedostaje się on z gleby, gdzie występuje naturalnie;
• nadmierne ilości azotanów i azotynów, będących przyczynami niedotlenienia ośrodkowego układu nerwowego, a których obecność w wodach wynika w dużej mierze ze stosowanych powszechnie w rolnictwie nawozów azotowych, które wypłukiwane z gleby dostają się do wód powierzchniowych i podziemnych;
• nadmiar żelaza i manganu, które sprzyjają schorzeniom układu krążenia i układu pokarmowego, a których obecność może wynikać zarówno z wymywania tych pierwiastków ze skał i gleby, jak i pochodzić ze ścieków przemysłu wydobywczego i metalurgicznego, czy z nawozów sztucznych;
• związki chloru mogą podrażniać skórę i śluzówki, a także powodować nudności i bóle głowy, jednak chlor jest powszechnie stosowanym środkiem do dezynfekcji;
• zanieczyszczenia bakteriologiczne, które są przyczyną infekcji i chorób układu pokarmowego, a ich obecność może być spowodowana wieloma czynnikami (nieszczelne szamba, nieodpowiednio zabezpieczone instalacje czy lokalne podtopienia i powodzie).

Skąd czerpiemy wodę ?

W Polsce wodę czerpiemy głównie ze źródeł powierzchniowych (83%), w mniejszym stopniu z wód podziemnych i innych źródeł (17%). Większość z nas (92% społeczeństwa) korzysta z wody dostarczanej sieciami wodociągowymi. I choć jakość tej wody jest stale monitorowana u źródła, to istnieje możliwość jej wtórnego zanieczyszczenia przez osady odkładające się na powierzchni przewodów, korozję rur, czy zbyt dużą zawartość stosowanego do dezynfekcji chloru. Dlatego woda, jaką otrzymujemy, jest twarda, mętna, może mieć nieprzyjemny zapach, metaliczny posmak, a także zbyt dużą zawartość azotanów, czy chlorków i stąd potrzeba jej uzdatniania. Nawet woda z własnych studni i ujęć też zwykle wymaga oczyszczenia, z uwagi na duże stężenia jonów żelaza, manganu czy związków azotu.

Analiza wody

Analiza wody pozwala ustalić, czym zanieczyszczona jest woda, która mamy z sieci wodociągowej, czy studni. Polega ona na określeniu jej fizykochemicznych i bakteriologicznych parametrów jak: mętność, barwa, zapach, odczyn pH, twardość, utlenialność, stężenie: żelaza, manganu, chlorków, azotanów, azotynów, amoniaku, siarkowodoru oraz wolnego chloru (co może być istotne w przypadku wody z wodociągu). Badania można zlecić w terenowych stacjach sanitarno-epidemiologicznych albo laboratoriach prywatnych, czy działających na niektórych wyższych uczelniach. Często także firmy sprzedające urządzenia do uzdatniania wody, oferują przeprowadzenie badania wody wraz z kupnem urządzeń do jej oczyszczania.

Wybór technologii wody

O wyborze technologii uzdatniania decydują przede wszystkim wyniki analizy wykorzystywanej przez nas wody, właściwości, jakie chcemy jej nadać (lub pozostawić) oraz skala rozwiązań, jakie bierzemy pod uwagę. Na rynku dostępnych jest wiele zestawów uzdatniających wodę dostosowanych do różnych potrzeb, począwszy od dzbanków i butelek filtrujących, po rozbudowane systemy zapewniające wodę o wymaganych parametrach w całym domu.

Filtracja mechaniczna

Filtracja mechaniczna stanowi pierwszy, podstawowy element zestawów uzdatniania. Zwykle realizowana jest w postaci filtrów wstępnych na rurach doprowadzających wodę do mieszkań czy budynków. Filtry mogą być stosowane pojedynczo lub w układzie szeregowym o zróżnicowanej wielkości usuwanych cząstek. Nagromadzone zanieczyszczenia mogą być usuwane ręcznie, z płukaniem przeciwprądowym, automatycznie lub półautomatycznie, a także z zastosowaniem wymiennych wkładów. Filtry chronią instalację i przedłużają żywotność innych podłączonych do niej urządzeń.

Usuwanie żaelaza i manganu

Duże ilości rozpuszczonego żelaza i manganu występują zwykle w wodzie pochodzącej z ujęć głębinowych. Żelazo i mangan nadają wodzie nieprzyjemny, metaliczny smak, zmieniają jej barwę i powodują zmętnienie. Skutkiem ich obecności jest pojawienie się rdzawych zacieków na armaturze i ceramice łazienkowej oraz plamy na pranych tkaninach. Woda bogata w te pierwiastki jest również bardziej narażona na skażenie mikrobiologiczne. Proces usuwania związków żelaza i manganu realizowany jest na złożu filtracyjnym ze wstępnym napowietrzaniem, dzięki któremu utleniają się one do związków nierozpuszczalnych w wodzie. Po procesie aeracji woda jest podawana na katalityczne złoże filtracyjne, które wspomaga proces utleniania i zatrzymuje na swojej powierzchni powstały osad, a do użytkownika trafia oczyszczona woda. Ostatnim elementem procesu jest wypłukanie osadu ze złoża.

Zmiękczanie wody

Woda o wysokim stopniu twardości powoduje powstawanie osadów, które zatykają rury i niszczą sprzęty – zwłaszcza te, których nie nie jesteśmy w stanie regularnie czyścić. W warunkach domowych wodę zmiękcza się metodą wymiany jonowej w urządzeniach zwanych zmiękczaczami. W zmiękczaczu znajduje się odpowiednie złoże (żywica jonowymienna), przez które przepływa woda, co powoduje wymianę jonów wapnia oraz w mniejszym stopniu jonów magnezu, na neutralne jony sodu. W ten sposób następuje jej zmiękczenie i demineralizacja. Złoże można automatycznie regenerować roztworem soli kuchennej, a jego żywotność sięga nawet 10 lat. Zmiękczacze podłącza się na wejściu instalacji wody zimnej, należy też zapewnić im dostęp do prądu i kanalizacji. Woda poddawana zmiękczaniu powinna już być pozbawiona żelaza i manganu, celem przedłużenia żywotności żywicy jonowymiennej. Wskazane jest również poprzedzenie urządzenia zainstalowanym filtrem mechanicznym. Poza tym są to urządzenia działające automatycznie i wymagają jedynie okresowego uzupełniania soli. Zmiękczenie niweluje powstawanie osadów wapiennych na armaturze łazienkowej i ceramice oraz zmniejsza zużycie środków piorących i detergentów. Obniża też zużycie energii i przedłuża życie używanych przez nas sprzętów jak pralka czy zmywarka.

Dezynfekcja

Dezynfekcja ma za zadanie zniszczenie wszystkich żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych poprzez ich deaktywację oraz zapobieżenie wtórnemu rozwojowi. Najczęściej do biologicznych skażeń dochodzi w wodach płytkich i powierzchniowych, dlatego tak ważna jest dezynfekcja wody, gdy pochodzi ona ze studni. Dezynfekcja może być realizowana poprzez: chlorowanie, ozonowanie lub lampy z promieniami UV.

Chlorowanie

Chlorowanie jest najtańszą i najbardziej powszechną metodą dezynfekcji wody, stosowaną w sieciach wodociągowych. Najpopularniejszym środkiem do dezynfekcji jest podchloryn sodu (NaOCl). Jego dawkowanie odbywa się za pomocą stacji dozującej, na którą składa się pompa membranowa oraz polietylenowy zbiornik na roztwór. Skutkiem ubocznym chlorowania jest pogorszenie smaku i zapachu wody dlatego w przypadkach stosowania dużych dawek chloru konieczne może być przeprowadzenie dechloracji – absorpcji chloru na węglu aktywnym.

Filtracja węglem aktywnym, czyli dechloracja

Celem filtracji na węglu aktywnym jest pozbycie się chloru stosowanego do dezynfekcji w ujęciu komunalnym. Po przejściu przez taki filtr z wody znikają także zanieczyszczenia organiczne, przykry zapach i żółte zabarwienie. Jednocześnie woda po przejściu filtra węglowego jest bardziej narażona na wtórne zanieczyszczenia, dlatego nie powinna być spożywana bez przegotowania lub zastosowania dodatkowej dezynfekcji lampą UV. W filtracji węglowej trzeba również pamiętać o okresowej wymianie złoża, które się zużywa.

Ozonowanie

Ozonowanie jest jednym z procesów dezynfekcji wody. Ozon stosuje się również jako utleniacz. Ozonowanie jest bardziej skuteczne od chlorowania, bo likwidując substancje zaburzające prawidłowy smak i zapach wody, podnosi jednocześnie jej walory smakowe i zapachowe, nie pozostawiając żadnych szkodliwych produktów ubocznych.

Lampy bakteriobójcze (UV)

Lampy bakteriobójcze eliminują materiał biologiczny z wody. W wyniku absorpcji promieniowania UV-C przez struktury genetyczne DNA drobnoustrojów następuje takie ich zniekształcenie, że ponowne ich odtworzenie jest już niemożliwe. Lampy UV są stosunkowo niedrogie i stanowią dość popularny sposób oczyszczania wody pitnej z wirusów i bakterii, bo nie zmieniają jednocześnie jej składu fizykochemicznego oraz smaku i zapachu. Ich zastosowanie wymaga jednak wstępnej filtracji mechanicznej, usuwającej z wody zawiesiny i cząstki koloidalne, które mogą sorbować pewne ilości promieni UV, zmniejszając efekty dezynfekcji.

Filtry osmatyczne -odwrócona osmoza

Odwrócona osmoza polega na przepływie wody pod ciśnieniem przez specjalną membranę, która przepuszcza cząsteczki wody, ale zatrzymuje rozpuszczone w niej zanieczyszczenia (w tym 99% bakterii i wirusów). Odwrócona osmoza powinna stanowić ostatni element uzdatniania wody. Typowa technologia z wykorzystaniem odwróconej osmozy zakłada, że woda przechodzi najpierw procesy: filtracji mechanicznej, odżelaziania, odmanganiania, usuwania wolnego chloru na węglu aktywnym, zmiękczania, filtrację ochronną i dopiero odwróconą osmozę. W wyniku filtracji osmotycznej powstaje zupełnie czysta, całkowicie odsolona woda, którą dla potrzeb spożywania jej przez człowieka powinno się poddać dodatkowej mineralizacji na przykład przez przejście przez złoże dolomitowe. Dzięki takiej operacji do wody przenikają jony wapnia, magnezu, sodu oraz potasu, których spożywanie ma korzystny wpływ na nasz organizm.

Metodę odwróconej osmozy stosuje się też w częściowej demineralizacji, dzięki której z wody pozbywamy się azotanów i innych soli.

 Odpowiednio dobrana domowa stacja uzdatniania wody jest w stanie zapewnić smaczną, zdrową i pozbawioną zapachów wodę. Na rynku znaleźć można firmy, które nie tylko przeprowadzą pobór próbek wody i dokonają analizy jej składu, po czym dostosują metodę uzdatniania do jej właściwości oraz naszych oczekiwań i możliwości finansowych, ale dodatkowo podejmą się przeprowadzania okresowych serwisów i dostarczania niezbędnych materiałów eksploatacyjnych.

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie redakcja : (A.K.) Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.pasywny-budynek.pl