Metody a způsoby čištění vod

Nemocí způsobených pitím nekvalitní vody nebo jejím základním nedostatkem dnes trpí více než 500 milionů lidí na celém světě. Tento problém se týká zejména velkých měst. V některých okresech Minsku, jako je Frunzenskij nebo Moskovskij, se voda z vodovodu odebírá z povrchových zdrojů a prochází komplexní úpravou v úpravnách vody. Jednou z fází čištění vody je dezinfekce chlórem, na jehož zápach je těžké si zvyknout.

Pro mnohé, kteří se potýkají s takovým problémem, se spásou stává buď balená voda, která však není schopna uspokojit všechny potřeby domácnosti, nebo instalace filtrů pro čištění vody. Jaké metody a způsoby čištění vody se dnes používají v různých fázích čištění vody.

Metody úpravy vody

• Mechanické metody – filtrování, pasírování, usazování. Tyto metody jsou relativně levné a používají se hlavně pro izolaci různých suspenzí.
• Chemické metody čištění se používá k neutralizaci všech druhů anorganických nečistot. Odpadní voda se odbarvuje, dezinfikuje a neutralizuje rozpuštěné sloučeniny pomocí činidel.
• Fyzikálně-chemické metody se používají k neutralizaci koloidních nečistot a rozpuštěných sloučenin ve vodě a k odstranění hrubých a jemně rozptýlených částic. Metoda se od ostatních liší vysokou produktivitou.
• Biologické metody založené na schopnosti mikroorganismů rozkládat organické sloučeniny. Používají se především k neutralizaci rozpuštěných organických sloučenin.

Dnes se z celkového objemu odpadních vod používají metody mechanického čištění z 68 %, biologické metody z 29 %, fyzikálně chemické metody pouze 3 %.

Metody čištění vody

Existuje mnoho způsobů, jak čistit vodu. Některé, jako je vaření, mrazení nebo usazování, používáme a známe již od starověku. Mnohem efektivnější a spolehlivější jsou však technologicky vyspělejší a dražší způsoby čištění vody jako je odstraňování železa, změkčování, adsorpce, membránové metody, čištění vody ozonem a mnohé další. Podívejme se na některé z nich podrobněji:

Adsorpce – jedna z fyzikálních a chemických metod čištění vody. Jedná se o proces tzv. selektivní absorpce pevnými absorbéry s velkým specifickým povrchem jedné nebo více složek z kapalného média. Adsorbenty mohou být různé umělé nebo přírodní porézní materiály: aktivní jíly, rašelina, popel, koksový vánek, silikagel, aktivní uhlí atd.

Membránová metoda spočívá v tom, že vodný roztok prochází polopropustnou přepážkou, jejíž otvory jsou menší než velikost částic kontaminantu. Tato metoda je základem vysoce účinných systémů reverzní osmózy při čištění vody.

Odžehlení je proces odstraňování železa z vody. Existuje několik typů deferrizace vody, které se používají podle toho, jaký druh železa je ve vodě obsažen: dvojmocné, trojmocné, organické nebo bakteriální. Často se z vody odstraňuje také mangan, což je proces zvaný demanganizace.

Měknutí je proces extrakce solí tvrdosti (vápník a hořčík) z vody. Selektivní odstranění solí tvrdosti se provádí několika metodami: změkčením činidel, iontovou výměnou, při které si ionty kontaminovaného roztoku vymění místo s ionty iontoměničového materiálu, který využívá různé iontoměničové pryskyřice.

Ozonace má výhodu oproti úpravě vody chlórem, protože netvoří toxiny. V evropských zemích je široce používán pro dezinfekci vody jako preferovaná metoda.

Dnes existuje mnoho způsobů, jak získat chutnou, nezávadnou a kvalitní vodu. Výrobci nejlepších filtrů pod dřez doporučují používat pouze ty nejúčinnější. Cenové rozpětí a široký sortiment umožňuje všem segmentům populace s různou úrovní příjmů vybrat si pro sebe to správné zařízení a užívat si výhod čisté a zdravé vody.

Existuje několik způsobů, jak čistit vodu. Které z nich bychom měli používat, abychom efektivně čistili vodu pro pitné účely?

Pro správnou odpověď na tuto otázku je nutné v každém konkrétním případě vědět, od čeho se bude muset voda čistit. To lze určit pomocí chemických a bakteriologických analýz, ale zpravidla jsou takové testy poměrně drahé a v některých případech se bez nich obejdete. Podívejme se na nejběžnější způsoby čištění vody.

Je třeba poznamenat, že ve většině případů se čištění vody pomocí filtru neprovádí jednou metodou, ale jejich kombinací. Právě tento komplexní přístup přináší nejlepší výsledky.

mechanická filtrace

Nejjednodušší způsob čištění vody. Mechanické čištění vody je zajištěno zachycením částic nerozpuštěných látek v důsledku rozdílu ve velikostech samotných částic a filtračních kanálků, kterými vyčištěná voda protéká. Jednoduše řečeno, voda prochází jakýmsi „sítem“.

Velikost částic zadržených filtrem je určena průměrem kanálků v materiálu čističky vody, kterými voda protéká (tj. velikostí otvorů v „sítu“).

Například kolony naplněné granulovaným aktivním uhlím o průměru granulí 0,1–1 mm (100–1000 mikronů) mohou účinně zadržovat částice přibližně stejné velikosti. Většina částic nerozpuštěných ve vodě má mnohem menší velikost – 0,1–20 mikronů. Je pravda, že mikroorganismy se během mechanické filtrace nezadržují, protože jejich velikost je 0,4–3 mikrony.

Mechanická filtrace je široce používána v komunálních úpravnách vody. Tento typ čištění je zvláště důležitý při shromažďování vody z otevřených zdrojů: řek, jezer, nádrží.

V městských bytech je mechanická filtrace zastoupena použitím předfiltrů (předfiltrů).

Iontová výměna

Iontová výměna je specifický případ sorpce nabitých částic (iontů), kdy absorpce jednoho iontu je doprovázena uvolněním do roztoku dalšího iontu, který je součástí sorbentu. V tomto případě je iont, jehož přítomnost ve vodě je nežádoucí, fixován na sorbentu. Některé ionty (říkejme jim „škodlivé“) jsou tedy „nahrazeny“ jinými (říkejme jim „neškodné“).

Sorbenty pracující pomocí tohoto mechanismu se nazývají iontoměničové materiály nebo iontoměniče. Iontoměniče jsou schopny extrahovat některé rozpuštěné soli z vody a nahradit je jinými solemi (například soli vápníku a hořčíku lze nahradit solemi sodnými).

Nejčastěji se v procesu úpravy vody využívá iontová výměna k odstranění kationtů těžkých kovů (například olova) z vody, které představují nebezpečí pro lidské zdraví, a také k odstranění dusičnanů.

Další aplikací iontoměničů je změkčování tvrdé vody, tedy odstranění přebytečných iontů vápníku a hořčíku z vody.

Základní charakteristikou iontoměničových pryskyřic je jejich výměnná kapacita, tedy schopnost „nahradit“ určité množství „škodlivých“ iontů. Jednou z hlavních vlastností iontoměničových pryskyřic je jejich schopnost regenerace po vyčerpání „zdroje“.

Reverzní osmóza

Reverzní osmóza je čištění vody pomocí membrány pro reverzní osmózu. Při tomto způsobu čištění voda prochází membránou (jakýmsi „sítem“), jejíž póry propouštějí vodu, ale nedovolují procházet nečistotám v ní rozpuštěným (instalace však neprochází umožnit průchod jakýchkoli nečistot, které nejsou škodlivé ani prospěšné).

Systém reverzní osmózy umožňuje získat vodu s velmi vysokým stupněm čištění (blízko destilované). Reverzní osmóza dokonce dokáže z vody odstranit jednomocné ionty, jako jsou ionty sodíku a chlóru.

Jednotky reverzní osmózy musí nutně obsahovat aktivní uhlí, protože samotná membrána nezadržuje nízkomolekulární, vysoce těkavé organické látky (jako je chloroform) a bakterie.

Kvalita vody filtrované takovou instalací je stabilní.

Tato metoda má však řadu nevýhod:

za prvé, jednotky reverzní osmózy jsou velmi drahé (cena od 100 USD a výše);

za druhé, obvykle mají nízkou produktivitu (20–25 litrů za den), a proto v některých případech vyžadují instalaci akumulační nádrže;

za třetí, voda před membránou reverzní osmózy musí projít důkladnou mechanickou filtrací;

za čtvrté, voda se po takové úpravě stává „příliš čistou“ a neobsahuje pro tělo potřebné mikroelementy, které vyžadují jejich přidání do vody po filtraci;

za páté, při provozu systému reverzní osmózy se až 50–75 % vyčištěné vody vypustí do kanalizace. Na výstupu dostává uživatel pouze 25–30 % vody. Pravda, voda je velmi dobře čištěná.

Moderní systémy reverzní osmózy však nejsou všechny stejně nákladné na údržbu a ne všechny vyžadují velkou, volně stojící nádrž. V závislosti na výrobci a modelu se tyto systémy liší rychlostí, velikostí a objemem koncentrátu s nečistotami, který je vypouštěn do odpadu. Ze všech možností domácí filtrace jsou právě membránové filtry nejúčinnější nejen v boji s vodním kamenem, ale také při odlučování škodlivých nečistot, zejména dusičnanů a dusitanů, se kterými si sorpce neporadí.

Řada moderních systémů reverzní osmózy AQUAFOR DWM poskytuje přesně tuto kombinaci: nejvyšší možný stupeň čištění v domácnosti, vysokou rychlost filtrace, malé rozměry ve srovnání s tradičními systémy a efektivnější poměr čisté vody a drenáže.

Elektrochemické čištění

Je založena na komplexních redoxních reakcích, ke kterým dochází ve vodě při vystavení silnému elektrickému proudu a vedou ke vzniku tzv. „živé“ a „mrtvé“ vody.

Tato metoda je ekonomická, protože umožňuje dosáhnout vysoké produktivity při nízkých nákladech.

Elektrochemické čištění je běžné v Rusku, ale v každodenním životě na Západě se nepoužívá (slouží pouze k průmyslovému čištění, ale ne k čištění pitné vody).

Elektrochemické čištění skutečně umožňuje čistit vodu od všech mikroorganismů. Zároveň se ale ničí i některé organické látky. Navíc, jelikož přesné složení zdrojové vody není známo, nikdo neví, jak při vystavení této vody silnému elektrickému proudu budou látky v ní obsažené vzájemně reagovat. V důsledku těchto reakcí lze získat zcela „nejedlé“ sloučeniny.

Destilace

Méně běžný typ čištění vody. V destilačních systémech se voda nejprve odpařuje a poté kondenzuje.

To znamená, že destilace je proces čištění kapalin, který se skládá z odpařování kapaliny s následnou kondenzací páry. V tomto případě se kapalné vícesložkové směsi dělí na frakce, které se liší složením částečným odpařením směsi a kondenzací vzniklých par.

Destilaci lze použít k oddělení kapaliny od rozpuštěných pevných látek nebo kapalin s velmi rozdílnými body varu. Destilovaná voda je relativně čistá, ale proces destilace je poměrně drahý.

Destilační systémy musí také obsahovat aktivní uhlí, protože neexistuje žádný jiný způsob, jak odstranit nízkomolekulární, vysoce těkavé organické látky (jako je chloroform).

Sorpce. Sorbenty. Sorpční filtry

Sorpce je pohlcování nečistot z plynu nebo kapaliny pevnými látkami, které se nazývají sorbenty.

Proces sorpčního čištění spočívá v průchodu plynu nebo kapaliny nádobou naplněnou sorbentem – sorpčním filtrem. Pokud je správně zvolen režim filtrace a sorbent, je dosaženo požadovaného výsledku – odstranění škodlivých nečistot z plynu nebo kapaliny. Přesně tak fungují plynové masky a vodní filtry.

Nebylo by velkou nadsázkou říci, že sorpční filtry jsou primárně uhlíkové filtry. Nejpoužívanějšími sorbenty jsou aktivní uhlí, které se vyrábí v milionech tun ročně. Jedná se o univerzální sorbenty používané k odstraňování nečistot široké škály chemické povahy.

Aktivace umožňuje získat sorbent s plochou pórů asi 1000–1500 metrů čtverečních na 1 gram uhlí. Tyto extrémně vysoké hodnoty vysvětlují neobvykle vysokou účinnost aktivního uhlí.

Ne každé aktivní uhlí je však vhodné pro kvalitní čištění vody. Důležitá je také velikost uhelných granulí a jejich původ.

Moderní sorpční směsi obsahují nejen uhlí, ale i další prvky, které posilují synergii. Takovým prvkem pro moduly sorpčních filtrů AQUAFOR je iontoměničové vlákno Aqualen™. Je schopen nevratně fixovat i malé nečistoty těžkých kovů a také strukturovat celou směs, což umožňuje použití velmi malých granulí uhlí, což znamená zvětšení plochy kontaktu s vodou a hloubky čištění.

Který způsob je lepší?

Jak jsme zmínili na začátku, neexistuje jen jeden „skutečný“ způsob čištění vody. Dokonce i membrány s reverzní osmózou vyžadují mechanickou a sorpční předfiltraci pro efektivní a dlouhodobý provoz. V každém případě je nejlepší zvolit filtrační systém podle vlastností zdrojové vody z vodovodu. Naši specialisté call centra vám pomohou s výběrem: 0 800 504 500-