Woda dla potrzeb ludności oraz do celów przemysłowych musi odpowiadać ściśle określonym normom i wymogom, dlatego surowe wody poddaje się odpowiednim procesom, które określa się ogólnie terminem uzdatniania.
Polega ono na usuwaniu z wody niepożądanych składników - szkodliwych domieszek (występujących w nadmiernych ilościach) oraz na dodawaniu do wody pewnych substancji poprawiających jej jakość.
Utleniacze
Technologia uzdatniania wody wykorzystuje wiele utleniaczy chemicznych. Są wśród nich utleniacze o niewielkich właściwościach utleniających, jak i bardzo silnie działające indywidua chemiczne. Działanie utleniacza często niesie z sobą niebezpieczeństwo reakcji, których produkty mogą negatywnie wpływać na jakość wody.
Najczęściej stosowane utleniacze to powietrze (a raczej tlen w nim zawarty), chlor, ozon, dwutlenek chloru i nadmanganian potasu. Także niektóre procesy mikrobiologiczne wykorzystywane są w technologii uzdatniania wody do procesu utleniania, np. nitryfikacja, biologicznie aktywne filtry węglowe stosowane do usuwania materii organicznej. Procesy te przebiegają z dobrą wydajnością pod warunkiem wysokiej zawartości tlenu.
Jakie są cele utleniania:
- usuwanie żelaza (II) i manganu (II),
- usuwanie siarkowodoru i siarczków,
- usuwanie substancji odpowiedzialnych za barwę, smak i zapach wody,
- unieszkodliwianie fito- i zooplanktonu,
- destrukcja materii organicznej zawartej w wodzie surowej,
- destabilizacja koloidów (wspomaganie koagulacji),
- dezynfekcja końcowa
Powietrze
Powietrze było jednym z pierwszych zastosowanych czynników technologicznych w procesie uzdatniania wody, szczególnie podziemnej. Wykorzystanie powietrza w technologii uzdatniania wody jest dwojakiego rodzaju:
- może służyć do desorpcji gazów lub lotnych związków organicznych z wody,
- może służyć jako źródło tlenu w niektórych procesach utleniania oraz w procesie natleniania wody.
Utlenianie powietrzem, a czystym tlenem
Coraz częściej wody podziemne są wykorzystywane do celów bytowo-gospodarczych. Często zawierają one rozpuszczone gazy, metale ciężkie, pojawia się w nich także amoniak.
Przeprowadzono badania technologiczne bezpośrednio na ujęciu wody głębinowej, w skali ułamkowo-technicznej, w układzie ciągłym i na wodzie naturalnej. Wzbogacono ją o sole żelaza, manganu i amoniaku oraz związki organiczne.
Porównano dwa sposoby utleniania związków azotowych, badając efekty odżelaziania i odmanganiania w dwóch układach technologicznych, w których w różny sposób dostarczano tlen do wody. Jeden z nich polegał na napowietrzaniu sprężonym powietrzem, zaś drugi na natlenianiu czystym tlenem technicznym.
Efekty usuwania żelaza były zadowalające. Gorzej natomiast przebiegał proces odmanganiania wody. Stwierdzono, że uzależniony jest on od ilości tlenu, sposobu jego dostarczania i odczynu wody. Zdecydowanie lepsze wyniki uzdatniania wody głębinowej uzyskano w układzie natleniania i filtracji niż samego napowietrzania.
Zaletą układu z czystym tlenem technicznym jest również fakt, że opory filtracji rosną wolniej i łagodniej.
Gdzie indziej?
Poza procesami odżelaziania i odmanganiania - napowietrzenie wykorzystuje się również do usuwania nadmiernej ilości rozpuszczonego dwutlenku węgla (agresywnego CO2) ? proces ten nosi nazwę odkwaszania wody. Usuwanie rozpuszczonego siarkowodoru to kolejne zastosowanie aeracji. Proces ten wykorzystuje się również do usuwanie NH3 (po uprzednim alkalizowaniu wody) oraz do usuwania promieniotwórczego radonu. Aeracja wykorzystywana jest także przed nitryfikacją oraz w wielu innych procesach.
Źródło:
M. Sobczyk: Wpływ sposobu natleniania na proces odżelaziania i odmanganiania wód głębinowych. "Gaz, woda i Technika Sanitarna" 2 / 2008