Słownik pojęć

Demineralizacja wody

Demineralizacja wody polega na usunięciu z uzdatnianej wody rozpuszczonych soli mineralnych.

Jednym ze sposobów demineralizacji wody jest proces odwróconej osmozy, gdyż nie wymaga stosowania jakichkolwiek środków chemicznych. Proces ten pozwala na otrzymanie wody o bardzo wysokim stopniu czystości – może to być woda całkowicie zdemineralizowana. W procesie odwróconej osmozy wstępnie oczyszczona woda podawana jest pod ciśnieniem na membranę półprzepuszczalną. Permeat (cząstki wody czystej) jest odprowadzany do wylotu urządzenia, natomiast koncentrat w postaci jonów, koloidów i bakterii odprowadzany jest do kanalizacji.

Dezynfekcja wody

Dezynfekcja wody to proces, który ma na celu zniszczenie bakterii i mikroorganizmów zawartych w wodzie. Dokonuje się tego np. przez dozowanie dwutlenku chloru, ozonowanie lub naświetlanie promieniami ultrafioletowymi. Sposób dezynfekcji wody powinien być indywidualnie opracowany i dobrany w zależności od instalacji wodnej i jej przeznaczenia.

Filtracja sedymentacyjna (mechaniczna)

Filtracja sedymentacyjna (mechaniczna) - jest pierwszym, niezbędnym etapem uzdatniania wody w przypadku każdej stacji. Woda z sieci wodociągowych (zwłaszcza tych długo eksploatowanych) zawiera różnego rodzaju zanieczyszczenia stałe, takie jak piasek, muł, blaszki rdzy czy nawet resztki materiałów uszczelniających. Filtracja sedymentacyjna ma na celu ich usunięcie, a co za tym idzie ochronę przewodów oraz zainstalowanej armatury przed zakłóceniami w działaniu oraz korozją.

Filtracja węglowa

Proces filtracji na węglu aktywnym polega na pochłanianiu zanieczyszczeń na powierzchni węgla. Pochłaniane są: substancje organiczne, humusy, fenole, chlor i jego związki, pestycydy, metale ciężkie oraz zanieczyszczenia chemiczne. Następuje poprawa smaku, barwy oraz nieprzyjemnego zapachu wody.

Odgazowanie wody

Odgazowanie ma na celu usunięcie gazów rozpuszczonych w wodzie. Jednym z nich jest dwutlenek węgla. Ta część dwutlenku węgla, która jest niezbędna do zabezpieczenia przed rozkładem rozpuszczonych w H2O wodorowęglanów, nazwana jest agresywnym dwutlenkiem węgla. Jest on bardzo aktywny i powoduje korozję metali. Ponadto rozpuszcza CaCO3, np. w betonie konstrukcyjnym. Agresywność wody wzrasta, gdy przy tym samym stężeniu agresywnego CO2 wzrasta zawartość soli. Wykorzystując spadek rozpuszczalności gazów wraz ze wzrostem temperatury, można je usunąć przez ogrzewanie wody. Obniżenie ciśnienia nad cieczą jest sposobem mniej energochłonnym i prowadzącym do podobnych rezultatów.

Odżelazianie i odmanganianie

Odżelazianie wody, odmanganianie wody polega na usunięciu (wytrąceniu) nadmiernych ilości związków żelaza i manganu. Odżelazianie i odmanganianie przeprowadza się napowietrzając zanieczyszczoną wodę manganem i żelazem, co powoduje wytrącenie się osadów wodorotlenków, które następnie są usuwane w wyniku filtracji na odpowiednich filtrach. Zwiększenie pH przez dodatek Ca(OH)2 powoduje szybszy przebieg procesu.

Uzdatnianie wody

Pojęcie to oznacza dostosowanie właściwości i składu wody do wymagań wynikających z jej dalszego przeznaczenia. Aby to osiągnąć, wodę należy poddać odpowiednim zabiegom. Może to być:

• klarowanie-usuwanie z wody związków zaburzających klarowność wody
• odbarwianie-usuwanie z wody związków nadających nienaturalną barwę
• odżelazianie-usuwanie z wody związków żelaza
• odmanganianie-usuwanie z wody związków manganu
• dezodoryzacja-usuwanie z wody związków nadających nieprzyjemny zapach
• dezynfekcja=odkażanie, niszczenie chorobotwórczych drobnoustrojów wraz z przetrwalnikami i biofilmem
• odgazowanie=wyodrębnianie składników gazowych z wody
• zmiękczanie=usuwanie jonów powodujących twardość wody
• odkrzemianie=usuwanie z wody krzemianów i innych związków krzemu
• odsalanie=usuwanie z wody rozpuszczonego w niej chlorku sodu (np. uzdatnianie wody morskiej)
• demineralizacja=usuwanie z wody składników mineralnych
• stabilizacja=ustabilizowanie pH wody
• dezaktywacja=usuwanie substancji powodujących skażenie promieniotwórcze

Wymienione zabiegi mogą być realizowane za pomocą różnych procesów. Nie stosuje się wszystkich jednocześnie, lecz dokonuje się odpowiedniej ich selekcji. Decydują o tym fizyczne, chemiczne i biologiczne badania wody z ujęć oraz badania mające na na celu ustalenie procesów niezbędnych do uzyskania wymaganego efektu uzdatniania.

Zmiękczanie wody

Jony wapnia i magnezu są wypłukiwane z gleby oraz ze skał przez infiltrującą w głąb wodę, a osiągnąwszy warstwę wodonośną są w niej kumulowane. Mianem wody twardej określa się taką, która zawiera dużo jonów wapnia i magnezu.

Klasyczne zmiękczanie wody oparte jest na wymianie jonowej realizowanej na kationicie silnie kwaśnym pracującym w cyklu sodowym. Zapewnia to prawie całkowitą wymianę jonów wapnia Ca++ i magnezu Mg++ oraz zapobiega tworzeniu się osadu w postaci trudno usuwanego kamienia jaki tworzą sole tych pierwiastków.

Pierwiastki wapń, magnez i sód są jonami dodatnimi zwanymi kationami. Wymiana zachodzi w trakcie przepływania wody przez żywicę jonowymienną znajdującą się w zbiorniku. Żywica, polistyren-DVB, w nowoczesnych urządzeniach zmiękczających, składa się z miliona drobnych plastikowych kuleczek (perełek). Każda z nich posiada wiele ujemnie naładowanych miejsc (centr aktywnych) przyciągających dodatnie kationy. Jony wapnia i magnezu wymieniane są na nie powodujące twardości jony sodu. Gdy wszystkie centra aktywne jonitu zajęte są przez wapń i magnez i dalsza wymiana nie może mieć miejsca - potocznie mówi się, że jonit się wyczerpał i musi zostać zregenerowany.

W trakcie procesu wymiany małe ilości silniej naładowanych kationów (np. żelazo, mangan) są również usuwane jak wapń i magnez powodując blokowanie się jonitu. Dlatego woda przed zmiękczeniem powinna być wstępnie uzdatniona tak aby ilość żelaza nie była wyższa od 0,2 mg/l, manganu 0,1 mg/l i utlenialność była poniżej 3 mg O2/l.

Regeneracja jest procesem w pełni automatycznym, podczas którego wypłukuje się do kanalizacji wszystkie zanieczyszczenia. Jonit regenerowany jest wodnym roztworem chlorku sodu (zwykłej soli kuchennej). Solanka zasysana jest ze zbiornika solanki (w którym jest wytwarzana poprzez rozpuszczanie soli tabletkowanej) i mieszana ze strumieniem wody, a następnie przepływa w dół poprzez jonit, którego centra aktywne zajęte są przez wapń i magnez. Mimo, że pierwiastki te posiadają jednostkowo większy ładunek niż sód to ze względu na nasycenie roztworu jest on w stanie wyprzeć z centr aktywnych zatrzymane w trakcie pracy jony powodujące twardość. W odpływie pojawia się wapń i magnez, a wszystkie centra aktywne zajęte są przez sód, żywica jest zregenerowana - gotowa do zmiękczania.

Reakcje zachodzące podczas zmiękczania:

Kt - kationit silnie kwaśny

Kt-Na2 + Ca(HCO3)2⇒Kt-Ca + 2NaHCO3

Kt-Na2 + MgCl2 ⇒ Kt-Mg + 2NaCl

Kt-Na2 + CaSO4 ⇒ Kt-Ca + Na2SO4

Regeneracja jonitu

Kt-Ca + 2NaCl ⇒ Kt-Na2 + CaCl2

Kt-Mg + 2NaCl ⇒ Kt-Na2 + MgCl2