FILTRACIJA VODE – POTREBA ALI NUJA
PRIMERJAVA RAZLIČNIH SISTEMOV ZA PRIPRAVO ČISTE PITNE VODE
1. del

1. UVOD

Kljub temu, da je pitna voda, ki priteče in naših pip v povprečju zelo dobre kvalitete, nas skrb za zdravje, ki je vedno bolj ogroženo tudi zaradi stresa, hitrega tempa, spremenjenih prehranjevalnih navad in ne gibanja zaradi pomanjkanja časa privedlo do tega, da nam ni več vseeno kaj zaužijemo vsak dan.
Voda, kot osnova za življenje in osnovo živilo je ves čas prisotna v našem življenju. Zahvaljujoč napredku, skrbi za zdravje in okolje, že dobavitelj vode (vodovod), poskrbi za osnovno kvaliteto vode. Izbor kvalitetnih črpališč, tehnološko napredni sistemi za črpanje, delna priprava vode (filtracija) in po potrebi dezinfekcija, zagotavljajo kvalitetno vodo, ki jo mi in naši otroci pijemo vsak dan. Dnevna potreba človeka po vodi je cca 2 – 5L. To pomeni, da povprečna družina na dan popije ali zaužije cca 20L vode v različnih oblikah (napitki, čaji, kava, juha ....). Kljub zagotovilom dobavitelja pa na samo kemijsko sestavo pitne vode ne moremo vplivati kar tako, saj je zelo odvisna od terena na katerem jo pridobivamo oz črpamo.

2. IZVORI PITNE VODE

Pitno vodo lahko pridobivamo iz površinskih vod (reke, jezera) ali podtalnih (studenci, globinska vodna zajetja). Površinske vode so bolj podvržen onesnaženjem, saj so ves čas v stiku oz na udaru vplivov iz okolja (prah, plini, padavine, izpusti ...) in so uporaben za pripravo pitne vode le izjemoma oz tam kjer ni drugih izvorov. Večjo uporabnost, predvsem pri nas pa imajo podtalnica in globinska (izvirska) voda, ki pa na svoji poti do zbirališča teče skozi različne plasti zemlje in kamnin in jih pri tem bolj ali manj raztaplja. Tako dobimo v globinskih vodah sicer fizikalno čisto in bistro vodo, ki pa ima raztopljene določene minerale. Vode z več minerali (ki se raztopijo pod posebnimi pogoji – »kisle vode«) vsebujejo 1 ali več g soli na L, medtem ko »navadna vode« vsebujejo do 0,3 g soli/L vode.

3. MERJENJE KEMIJSKE SESTAVE VODE IN TRDOTA

V pitni vodi, ki priteka iz naših pip je raztopljena določena količina soli. To najbolje vidimo, ko nam nehote povre voda za kavo in na dnu posode ostane bel prah. Odvisno od sestave vode, je le ta bele do blago rumenkaste barve, lahko je praškast ali pa trden in se prime na stene. To kar je izpadlo iz vode so soli. Zaradi terena in sestave vode, je ta oborina sestavljena večinoma iz kalcijevih (Ca) in magnezijevih (Mg) soli. Govorimo o »trdoti« vode. Soli kalcija in magnezija, ki kristalizirajo počasi (bojlerji, grelniki, tuši, pipe, vlažilci zraka ....) so zelo trdne obloge, ki jih po domače imenujemo »kamen« ali kotlovec. Po kemijski sestavi je kotlovec mešanica kalcijevega in magnezijevega karbonata, kar s kemijsko formulo prikažemo kot:

CaCO3 in MgCO3

Kalcijev in magnezijev karbonat nastaneta oz »izpadeta« iz vode pri kemijski reakciji ko vodo segrejemo nad 50°C. V hladni vodi so te soli topne in ne izpadejo, pri segrevanju pa pride do kemijske reakcije, kar ima za posledico nastanek nove spojine, ki ni več topna v vodi.


Kemiki količino soli v vodi merimo oz. prikazujemo kot stopnjo trdote izraženo z nemškimi stopinjami trdote (°dH). 1°dH je enaka 10 mg CaO (kalcijevega oksida)/L vode. Tabela trdote vode:
Trdota vode°dH
Zelo mehka0 - 4
Mehka4 - 8
Srednje trda8 - 12
Precej trda12 - 18
Trda18 - 30
Zelo trda>30
Seveda je v vodi poleg kalcija in magnezija ter hidrogen karbonata lahko še železo, natrij, kalij, karbonati, sulfati, kloridi in nitrati. Vsi ti elementi vplivajo na »okus« vode, saj večkrat slišimo »ta voda pa je studenčnica ali pa ima okus po slami«.

4. ODSTRANJEVANJE NEŽELENIH SESTAVIN VODE

Voda ki priteče iz pipe je na prvi pogled čista. Če pa na cevovod priključimo filter, hitro ugotovimo, da le ni vse tako kot se zdi na prvi pogled. Že po nekaj dneh takšne filtracije ugotovimo, da je v vodi še veliko mehanskih delcev, kar vidimo tudi po mašenju perlatorjev (razpršilcev) na pipah. Kar pa je raztopljeno v vodi pa ostane nevidno tako dolgo dokler vode ne segrejemo.

a. MEHANSKA FILTRACIJA
Mehanska filtracija je fizikalni postopek, pri katerem iz tekočine odstranimo mehanske delce. Velikost zadržanih delcev je odvisna od prepustnosti filternega medija. Poznamo grobe filtre (0,2 – 5 mm) srednje (0,05 - 0,2 mm) in fine (0,001 - 0,05 mm). Bolj uporabna mera je mikron ali μm (1 μm = 0,001 mm). Grobe filtre uporabljamo pri filtraciji bazenske vode, bolj fine pa pri čiščenju vodovodne vode. Na sliki so ohišja za mehanske filtre za vgradnjo doma. Vložki, ki jih vstavimo v tak filter so lahko zelo različni, tako po funkciji (samo mehanska filtracija) kot po uporabnosti (vložki z aktivnim ogljem, sredstvi za »kemijsko mehčanje vode - fosfati, ionskimi izmenjevalci za odstranjevanje posameznih ali skupin ionov (kalcij, magnezij, železo, nitrat ...). Takšni filtri so zelo enostavni in poceni, le kapaciteta oz življenjska doba vložkov je zelo kratka in s tem na daljši rok precej draga.

i. Prednosti:
a. nizka začetna cena
b. enostavna vgradnja
c. preprosti za uporabo
d. široka paleta vložkov

ii. Slabosti:
a. kratka življenjska doba vložkov – majhna kapaciteta
b. pogoste menjave
c. ne vemo kdaj je vložek izrabljen – ni indikatorja
d. ni servisa


Naprednejši »samočistilni« filtri pa so opremljeni z motornim pogonom in programatorjem, ki avtomatsko po programu oz določenem času avtomatsko očisti filter in ga pripravi za nadaljnje delo. Namenjeni so samo za mehansko filtracijo in zaščito naprav.


i. Prednosti:
a. Zelo dobra filtracija
b. Možnost avtomatizacije
c. Možnost nastavitve tlaka v instalaciji

ii. Slabosti:
a. Samo mehanska filtracija
b. Visoka začetna investicija
c. Ni možno dopolniti z različnimi vložki

b. KEMIJSKA FILTRACIJA
S kemijsko filtracijo vode iz nje odstranimo neželene sestavine, ki lahko škodijo nam ali pa strojem pri katerih tako vodo uporabljamo. Poznamo več vrst oz postopkov kemijske obdelave vode, ki jih lahko v grobem delimo na dva dela: na obdelavo z dodajanjem določenih kemikalij (fosfati, silikati, polisulfonske kisline ....) in z odstranjevanjem neželenih ionov (kalcij, magnezij, železo, nitrati ...).
Pri dodajanju kemikalij za pitno vodo lahko uporabljamo le fosfate in silikate ter njune kombinacije, saj je taka voda še vedno pitna, vendar ni več težav z izločanjem trdote pri topli vodi. Dodajanje fosfatov, polifosfonskih kislin in podobnih snovi pa pride v poštev le pri velikih industrijskih sistemih (hlajenje, klimatske naprave, kondicioniranje vode – termoelektrarne ...).
Selektivno odstranjevaje ionov iz vode s pomočjo ionskih izmenjevalcev je že preverjena in zelo uveljavljena metoda, običajna v razvitem svetu, saj ima veliko prednosti, malo slabosti in pa izredno veliko število aktivnih naprava po vsem svetu.
Proces lahko upravljamo z ozirom na potrebe po kvaliteti vode ali pogojih ki jih imamo na razpolago.
Ionske izmenjevalne smole so umetne mase v obliki majhnih kroglic, ki so na poseben način kemijsko obdelane, tako da lahko na sebe selektivno vežejo in odpuščajo določene ione raztopljene v vodi ali tekočini. Ionska izmenjava je kemijsko fizikalni proces, pri katerem pod določenimi pogoji iz vode odstranimo oz zamenjamo določene ione. Poenostavljeno imenujemo ione pozitivno in negativno nabite delce snovi, ki plavajo v vodi in imajo pozitiven ali negativen električni naboj.

Različni postopki ionske izmenjave so:
- mehčanje: iz vode odstranimo ione kalcija in magnezija in jih zamenjamo z natrijevimi ioni. V vodi ostanejo soli natrija, ki so topne in se ne izločijo iz vode razen če vodo izparimo do suhega. Voda je nevtralna in ima okus »kot studenčnica«. Ker smo odstranili elemente trdote, se to opazi na armaturah, (ni več ostankov kapljic), juhe imajo bolj poln okus, testo je bolj rahlo, čaj je bister, kava močnejša ...
- demineralizacija: iz vode odstranimo vse ione. Voda je kemijsko popolnoma čista, brez mineralov in kot taka bolj primerna za uporabo v strojih kot za pitje oz kuhanje.



Ste obiskovalec št. 5310 | © HTB, 2009