Biblioteka

Uzdatnianie wody - rodzaje filtrów i eksploatacja

Dodano: środa, 14 stycznia 2015 14:57

Do uzdatniania wody stosuje się filtry mechaniczne, węglowe, zmiękczające, odżelaziacze i odmanganiacze oraz systemy odwróconej osmozy. Decydując się na zakup filtrów, warto wybrać takie, które produkowane są zarówno do użytku domowego, jak i przemysłowego. Czym charakteryzują się poszczególne rodzaje filtrów i jak wygląda ich eksploatacja?

Zmiękczacze wody

Zmiękczacz wody - zmniejsza m.in. twardość wody, chroniąc urządzenia AGD przed zniszczeniem

Zmiękczacz wody - zmniejsza m.in. twardość wody, chroniąc urządzenia AGD przed zniszczeniem (fot. Secura)

Zmiękczacz składa się z:

  • zbiornika filtracyjnego, w którym jest wsypana żywica jonowymienna; zmiękczanie wody następuje na zasadzie wymiany jonowej na kationitach sodowych - jony wapnia i magnezu wymieniane są na jony sodu;
  • głowicy sterującej, która kieruje procesem filtracji oraz regeneracji (najczęściej w wersji objętościowej, czyli to, kiedy włączy się regeneracja zależy od zużycia wody); ważne jest, aby głowica miała zawór mieszający, pozwalający ustalić pożądaną twardość wody w końcowych punktach odbioru;
  • zbiornika solanki, która powstaje po wsypaniu soli tabletkowanej.

Jak duży zmiękczacz zastosować, a dokładnie, jaka ilość żywicy jest potrzebna, zależy od twardości wody i przewidywanego zużycia. Im większa twardość i im większe zapotrzebowanie na wodę, tym więcej żywicy powinno się użyć, aby regeneracja nie przebiegała zbyt często.

Eksploatacja. Złoża do zmiękczania wody, wypełniające kolumny zmiękczaczy, to żywice jonowymienne, a konkretnie kationity. Struktura chemiczna ziarenek kationitu pozwala na wymianę jonów wapnia i magnezu, które są odpowiedzialne za twardość wody, na jony sodu. Główne zadanie zmiękczacza to zmniejszanie twardości wody, mogą też w pewnym zakresie usuwać żelazo i mangan.

Przy odpowiedniej eksploatacji, głównie regularnej regeneracji solanką (to zadanie użytkowników - dosypywanie soli tabletkowanej do zbiorników solanki), złoże będzie pracowało wiele lat, bez konieczności wymiany. Jeśli kationit zmiękczający narażony jest na dopływ wody bardzo zażelazionej, może ulec destrukcji i w konsekwencji trzeba będzie taką żywicę wymienić. Zmiękczacze potrzebują okresowego sprawdzenia, czyszczenia lub wymiany inżektorów. Można również stosować środki chemiczne do czyszczenia żywic zmiękczających.

Czasami po instalacji zmiękczacza może pojawić się problem - woda jest słona. Gdzie popełniono błąd w doborze filtrów? W celu rozwiązania problemu, niezbędna jest analiza źródła powstawania słonego smaku. Przyczyny tego stanu można podzielić na trzy grupy.

  1. Woda jest wysokozmineralizowana, ma wysokie stężenie rozpuszczonych soli (zawartość chlorku sodu jest wyższa niż 250 mg/l, jakie dopuszcza norma). W przypadku wód podziemnych, ich zasolenie zależy m.in. od skał podłoża, wieku wody. Najczęściej są to chlorki pochodzenia geologicznego. W takim razie należy przewidzieć dodatkowy system uzdatniania wody do picia w kuchni, np. odwróconą osmozę.

  2. Czasem, przy wysokiej twardości wody (podwyższonej zawartości soli wapnia i magnezu), po zmiękczeniu na wymienniku jonowym (po którym do wody, w zamian za wapń i magnez, dostaje się sód), przy wstępnym wysokim stężeniu chlorków, woda zmiękczona może mieć słony smak, choć surowa nie wykazuje takich właściwości. Wówczas trzeba zmienić ustawienie zmiękczania wody, zmniejszając twardość wody tylko do poziomu, który nie pogarsza jej smaku.

  3. Zmiękczacz wody zawiera kationit, który regenerowany jest solanką. Podczas regeneracji wprowadzany jest roztwór soli (NaCl). Przy nieprawidłowej pracy zmiękczacza, kiedy system sterujący niewłaściwie kieruje fazami solankowania i wypłukiwania, w kranach może płynąć woda słona. To jednak bardzo rzadko się zdarza i wymaga naprawy systemu.

Filtry wielofunkcyjne

Powszechnie spotykane złoże w filtrach wielofunkcyjnych to Crystal Right 100 lub Crystal Right 200. Obydwa materiały filtracyjne zmiękczają wodę, potrafią usunąć żelazo i mangan, a to pierwsze dodatkowo zmniejsza zawartość jonu amonowego. Budowa i działanie filtru z takim złożem nie różni się od zmiękczacza. Istnieją za to pewne ograniczenia w jakości wody, o których często się zapomina przy polecaniu tego typu rozwiązania. Woda powinna mieć stosunkowo wysoką twardość, a płukanie filtru przebiegać z większą intensywnością, szczególnie przy podwyższonej zawartości żelaza. Ten typ filtrów należy wybierać tylko w określonych sytuacjach.

Eksploatacja. Podobnie jak w przypadku standardowego kationitu zmiękczającego, przy prawidłowej eksploatacji filtru, czyli regularnej regeneracji solanką, tego złoża nie należy wymieniać. Okresowo konieczna jest dodatkowa regeneracja sodą. Niestety przy znacznym obciążeniu zanieczyszczeniami, prawdopodobnie wskazana będzie okresowa wymiana zeolitu.

Odżelaziacze ze złożem Greensand Plus

Odżelaziacz usuwa z wody mangan i żelazo

Odżelaziacz usuwa z wody mangan i żelazo (fot. Econet)

Chcąc usunąć żelazo i mangan, w systemach domowych stosuje się najczęściej odżelaziacze ze złożem katalitycznym, czyli takim, którego ziarna pokryte są tlenkami manganu, co ułatwia usuwanie związków żelaza i manganu. Obecnie to właśnie Greensand Plus można uznać za jedno z najskuteczniejszych rozwiązań.

Odżelaziacz taki składa się z następujących elementów:

  • zbiornika filtracyjnego, do którego woda wpływa od góry i filtrowana jest całą powierzchnią złoża, najpierw przez hydroantracyt, potem przez złoże Greensand Plus;
  • głowicy sterującej, działającej czasowo (po zadanym okresie włącza się proces płukania złoża). W przypadku odżelaziaczy, błędem jest stosowanie cyklu objętościowego. Odżelaziacz musi płukać się regularnie;
  • zbiornika chemii, do którego wsypuje się nadmanganian potasu w postaci proszku; podczas regeneracji określona objętość proszku zasysana jest automatycznie.

Wielkość odżelaziacza dopasowuje się do jakości i zużycia wody. To równocześnie wpływa na częstotliwość regeneracji. Zbyt mały odżelaziacz (zawierający mniej złoża filtracyjnego) będzie musiał bardzo często być płukany.

Eksploatacja i serwis. Wymiana złoża w odżelaziaczu konieczna jest, jeśli - mimo prawidłowej eksploatacji filtru, uzdatniana woda nie spełnia już norm. Dłużej bez wymiany działają złoża, które regeneruje się nadmanganianem potasu, np. Greensand Plus (wymiana może być konieczna po 10-15 latach pracy). W odżelaziaczach wody, bardziej od wymiany złoża, potrzebna jest okresowa konserwacja filtru, czyszczenie lub wymiana inżektorów oraz sprawdzenie poszczególnych elementów systemu uzdatniania wody.

Filtry węglowe

Filtr węglowy poprawia smak i zapach wody

Filtr węglowy poprawia smak i zapach wody (fot. BWT)

Filtry takie wypełnione są węglem aktywnym (aktywowanym), usuwają zanieczyszczenia organiczne, poprawiają smak i zapach wody.

Filtr węglowy składa się z takich elementów: zbiornika filtracyjnego, w którym znajduje się materiał filtracyjny (węgiel aktywny). Jest to złoże, które ma bardzo rozwiniętą powierzchnię właściwą, dzięki temu może adsorbować duże ilości zanieczyszczeń, nawet tych niebezpiecznych (np. metali ciężkich: chromu, arsenu), uciążliwych, pogarszających smak i zapach wody (np. pestycydów). Filtracje węglowe może posłużyć też do dechloracji wody (usuwania chloru), co skutkuje wyraźną poprawą zapachu wody; głowicy sterującej, pracującej w trybie czasowym (płukanie po zadanym przedziale czasowym).

Filtry węglowe dobiera się w zależności od jakości wody oraz tego, czy działają w układzie z innym filtrem, czy samodzielnie. Jeśli są jedynym stopniem filtracji, wówczas konieczne są częstsze zabiegi serwisowe.

Eksploatacja. Proces adsorpcji na węglu aktywnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń na powierzchni adsorbentu. Równocześnie zachodzi adsorpcja fizyczna (cząsteczki adsorbatu są zatrzymywane na powierzchni złoża) oraz adsorpcja chemiczna (cząsteczki zanieczyszczeń łączą się w sposób chemiczny z powierzchnią węgla aktywnego). Chemisorpcja jest trwała, stąd wynika okresowa potrzeba wymiany złoża węglowego. Po badaniach jakości wody, które określają skuteczność działania węgla aktywnego (np. w usuwaniu barwy), należy podjąć decyzję o wymianie węgla aktywnego.

W instalacjach biegnących za filtrami węglowymi, celowe jest wprowadzanie lamp bakteriobójczych UV, szczególnie jeśli filtr ma długie przerwy w działaniu (przestoje wody). Prócz wymiany węgla aktywnego, ważna jest też okresowa konserwacja filtru, czyszczenie lub wymiana inżektorów oraz sprawdzenie poszczególnych elementów systemu uzdatniania wody.

Filtry ze złożem neutralizującym

Takie filtry są zbudowane podobnie, jak węglowe. Ich funkcją jest neutralizacja, czyli podnoszenie odczynu pH, oraz usuwanie manganu i żelaza w niewielkich stężeniach. Złoże, to najczęściej dolomit lub podobne kruszywo. Ponieważ jest to skała zbudowana z węglanów wapniowo-magnezowych, rozpuszcza się, jednocześnie wykorzystując dwutlenek węgla, będący przyczyną kwaśnego odczynu wody.

Eksploatacja. Złoże z czasem zużywa się i po pewnym okresie trzeba je wymienić, ewentualnie uzupełnić.

Filtry mechaniczne

Filtr mechaniczny montuje się często na początku stacji uzdatniania wody

Filtr mechaniczny montuje się często na początku stacji uzdatniania wody (fot. L. Jampolska)

W domach jednorodzinnych filtry mechaniczne przeważnie instaluje się jako wstępne. Istnieje możliwość działania filtru mechanicznego także przed konkretnymi urządzeniami, jeśli jest to wymagane. Po filtrach węglowych można montować tzw. filtry końcowe, najczęściej siatkowe, szczególnie samopłuczące oraz filtry z wymiennymi wkładami, np. piankowe.

Eksploatacja. Sposób eksploatacji zależy od zastosowanego wkładu filtracyjnego. Może to być siatka, którą należy wymienić lub wyczyścić. Wkład z pianki polipropylenowej lub sznurkowy zawsze wymaga wymiany. Filtry samoczyszczące potrzebują okresowego przeglądu, a w przypadku niskiej jakości wody, dodatkowego wyczyszczenia elementu filtracyjnego.

Lampy bakteriobójcze UV

Urządzenia bazują na bakteriobójczym promieniowaniu UV o długości fali 254 nm. Podczas dezynfekcji promieniami UV nie wprowadza się do wody żadnej chemii, czyli nie ma również problemu z nieprzyjemnym smakiem i zapachem wody.

Lampa składa się z dwóch zasadniczych części: korpusu ze stali kwasoodpornej oraz szafki sterowniczej.

Warunkiem skutecznego oczyszczania jest usunięcie z wody zawiesin - mętna woda nie może być w ten sposób dezynfekowana. Dodatkowo producenci lamp UV zwracają uwagę, aby chronić rurę osłonową przed osadami, dlatego woda powinna być odżelaziona i odmanganiona.

Lampy bakteriobójcze warto stosować, gdy w wodzie wykryto mikroorganizmy oraz w celach profilaktycznych, jako sanitarne zabezpieczenie wody, zarówno z własnego ujęcia, jak i z wodociągu. Wówczas wodę można pić bez przegotowania! Urządzenia montuje się na końcu stacji uzdatniania wody.

Eksploatacja. Najważniejszą sprawą jest wymiana promiennika UV. W lampach UV w domach jednorodzinnych stosuje się zwykle promienniki, które pracują wydajnie przez ok. 8000 godzin - po roku wymagają więc wymiany.

Systemy kuchenne

Taki system przygotowania wody do picia warto wybrać szczególnie wtedy, gdy nie ma innej możliwości centralnego oczyszczania wody lub ten centralny wymaga uzupełnienia. Wówczas pod zlewozmywakiem z osobną wylewką, montuje się urządzenie, najlepiej z odpowiednio dopasowanymi wkładami filtracyjnymi. Jaki ma być ten układ, zależy od problemów z wodą. Jeśli to woda wodociągowa, a przeszkadza nam głównie jej zbyt intensywny zapach chloru, wówczas układ: dwa wkłady mechaniczne + wkład węglowy jest wystarczający. Czasem może być on uzupełniony o lampę bakteriobójczą UV, dodatkowo dezynfekującą wodę.

Eksploatacja. System kuchenny najczęściej zawiera wymienne wkłady filtracyjne. Częstotliwość ich wymiany zależy od jakości i intensywności zużycia wody. Wkłady piankowe, węglowe, zmiękczające wymienia się co 3-6 miesięcy lub częściej, jeśli jakość wody już nie spełnia potrzeb użytkowników. W systemach z lampą UV należy wymieniać promiennik UV, a z odwróconą osmozą - membrany, mineralizatory, wkłady doczyszczające, z częstotliwością podawaną przez producentów.

Anna Chmiel
fot. otwierająca: Watersystem