Wody używane w przemyśle oraz w gospodarstwach domowych muszą zostać przed dopuszczeniem do obiegu uzdatnione (oczyszczone). Taki stan jest wynikiem tego, że w wodzie naturalnie występującej w przyrodzie najczęściej występującymi pierwiastkami chemicznymi są żelazo i mangan – oba, niestety, spożywane w nadmiarze szkodzą organizmowi człowieka i mogą doprowadzić do poważnych jego zniszczeń. Aby do tego nie dopuścić, wodę należy oczyścić przy pomocy specjalnych filtrów. Systemy te, których na rynku występuje mnogość pod względem rodzajów i firm, sprawiają, że woda dotąd niezdatna do użytku traci swoje niebezpieczne właściwości i z powodzeniem może być używana.

Ponieważ wybór filtrów jest tak niesamowicie ogromny, zwykły użytkownik często będzie miał problem z podjęciem właściwej decyzji. Dokonując jej, niekoniecznie należy kierować się jak najniższą ceną w myśl zasady, że na zdrowiu się nie oszczędza. Jeśli zakładamy system uzdatniający w swoim domu, warto zapytać sąsiadów, czy również nie mają problemów z nieoczyszczoną wodą oraz na jakie filtry się zdecydowali. Po zasięgnięciu takiej opinii będzie nam łatwiej zdecydować się na konkretne urządzenie, które zagości w domu. Warto również zastanowić się nad wyborem firmy, która będzie umiała odpowiednio wyjść naprzeciw naszym oczekiwaniom jeśli chodzi o obsługę. Największe firmy, będące jednocześnie producentami, rzadko kiedy obsługują klientów prywatnych. Warto jednak zakupić ich urządzenia, ponieważ gwarancją takiego urządzenia jest chociażby fakt popularności i potencji producenta. Na pewno należy powstrzymać się przed zakupywaniem filtrów uzdatniających na bazarach, w marketach czy w Internecie.

Aby systemy odpowiednio filtrowały, należy uprzednio wykonać analizę składu chemicznego wody, a jeszcze lepiej zlecić ją w SANEPID’zie – koszt analizy waha się między 150 a 350 złotych. Dopiero po uzyskaniu informacji, jakie substancje czają się na nas w wodzie będziemy mogli zgłosić się do firmy specjalizującej się w filtrach. Uzbrojeni w komplet informacji szybciej dojdziemy do porozumienia ze sprzedawcą, jakich konkretnie filtrów potrzebujemy.

Jak wiemy już z poprzednich artykułów, aby woda była zdatna do użycia, niezbędne jest wcześniejsze przygotowanie jej składu fizykochemicznego, aby nie był szkodliwy dla żyjących organizmów. W tym celu powinno przeprowadzić się następujące procesy:

• filtrację mechaniczną
• odżelazianie i odmanganianie
• usunięcie wolnego chloru poprzez filtrację na aktywnym węglu
• zmiękczenie
• filtrację ochronną
• odwróconą osmozę

Istnieje kilka metod uzdatniania wody, zależnych właśnie od jej składu. Zanim przeprowadzi się ten proces, należy poddać wodę badaniom fizykochemicznym w profesjonalnym laboratorium, co pozwoli na uniknięcie ewentualnych błędów. Prawidłowa ocena stanu wody pozwoli na dobranie odpowiednich filtrów oraz zwiększy efektywność uzdatniania.

Usuwanie żelaza i manganu z wody polega na sprowadzeniu ich łatwo rozpuszczalnych form do form trudno rozpuszczalnych, które da się zatrzymać w filtrze o odpowiednim złożu. Wybór filtra zależy od kilku czynników:

• składu wody
• postaci występującego żelaza i manganu
• zawartości tlenu, dwutlenku węgla i związków organicznych

Usuwanie żelaza i manganu polega na napowietrzaniu wody surowej za pomocą inżektora lub sprężarki i mieszacza wodno-powietrznego, przeprowadzeniu korekty odczynu, jeśli zachodzą podejrzenia, że jest taka potrzeba oraz na finalnej filtracji filtrem ze specjalnie dobranym złożem.

Zdarzyć się może również sytuacja, w której woda będzie zanieczyszczona w takich ilościach, do których potrzebne jest przeprowadzenie podwójnej filtracji. Powinna być ona wtedy przeprowadzona dwustopniowo, gdzie w pierwszym etapie stosuje się filtr usuwający żelazo.

Aby woda została prawidłowo oczyszczona ze szkodliwych związków, ważne jest również odpowiednie dobranie filtrów. Wyboru tego dokonuje się w zależności od wybranego materiału filtracyjnego. Istnieją trzy główne rodzaje filtrów:

• przy większych wydajnościach poleca się użycie filtrów piaskowo-żwirowych, których zadaniem jest przeprowadzenie płukania wodno-powietrznego
• filtry ze złożem Birm lub ze złożem wielowarstwowym katalitycznym – zapewniają płukanie wodne
• filtry ze złożem Greensand, które przeprowadzają płukanie wodne z dozowaniem manganianu(VIII) potasu, zwanego inaczej nadmanganianem potasu

Ważną informacją, chociaż czysto praktyczną, jest fakt, że wszelkie filtry służące do odżelaziania i odmanganiania wody powinno się koniecznie montować za filtrami mechanicznymi, ale przed urządzeniami, które zmiękczają wodę.

Aby proces odżelaziania i odmanganiania wody przebiegał efektywnie, ważne jest zastosowanie odpowiedniego do sytuacji specjalistycznego złoża. Przykładowe złoża, jakie można użyć to:

• BIRM – czyli złoże występujące w postaci granulatu. Posiada ono właściwości katalityczne, co nie zmienia faktu, że, aby użyć tego złoża w procesie odżelaziania i odmanganiania wody, wymaga ona konkretnego pH (odczynu). Podczas przeprowadzania procesu płukania wstępnego usuwane są w wody nagromadzone zanieczyszczenia. Podczas uzdatniania wody nie jest standardem zużywanie nadmanganianiu potasu, jednakże często zdarza się, że konieczne jest wprowadzeniem korekty pH, aby proces odmanganiania mógł zostać dokończony.
• GREENSAND – czyli złoże, które utlenia i filtruje. Złoże to otrzymywane jest z naturalnego produktu zwanego glaukonitem. Stosuje się je przede wszystkim w procesach oczyszczania wody z żelaza, manganu i siarkowodoru. Wymaga regeneracji przy pomocy nadmanganianu potasu (KmnO4). Może być ona przeprowadzana okresowo lub ciągle w zależności od zawartości żelaza i manganu w wodzie. W przypadku, kiedy nie dojdzie do regeneracji złoża lub będzie ona opóźniona, może to spowodować jego trwałe uszkodzenie, po którym złoże trzeba będzie wymienić na sprawne. Przy użyciu złoża Greensand w procesie odżelaziania i odmanganiania wody nie jest konieczne przeprowadzenie korekty odczynu (pH) wody.
• MTM – czyli złoża stosowane do usuwania z wody żelaza, manganu i siarkowodoru – podobnie jak złoże Greensand. Również tak samo wymagana jest jego regeneracja za pomocą nadmanganianu potasu (KmnO4). Przeprowadza się ją okresowo lub trwale, zależne jest to od zawartości pierwiastków chemicznych w wodzie. Również nieprzeprowadzenie regeneracji bądź zbyt późne jej wykonanie skutkuje trwałym zniszczeniem złoża.

Najlepsze filtry do uzdatniania wody powinny wykazywać między innymi następujące cechy:

• nie wymagają ingerencji człowieka przy ich obsłudze – działają bezobsługowo, można nimi sterować automatycznie
• cechują się bardzo wydajnymi „złożami o właściwościach katalitycznego utleniania związków żelaza i manganu”
• działają przez wiele lat, nie podlegają zbyt szybkiemu wyeksploatowaniu
• cechują się napowietrzaniem kompresorowym lub inżektorowym
• mają długi okres gwarancji – minimum 3 lata – który świadczy o zainteresowaniu firm swoimi klientami
• cieszą się opinią niezawodnych i skutecznych
• cechują się niskimi kosztami utrzymania i eksploatacji
• posiadaj zbiorniki o zwiększonej wytrzymałości

Urządzenia do odżelaziania i odmanganiania wody to różnego rodzaju filtry, przez które przepuszczana jest zanieczyszczona woda. Ich rodzaj, jaki jest stosowany, zależy od rodzaju wody. Tak, jak nie istnieją uniwersalne filtry do odżelaziania wody, tak samo nie ma takiego samego składu fizyczno-chemicznego wody z dwóch różnych ujęć. Każdy system powinien być dobrany indywidualnie pod klienta, który zamawia odżelazianie wody, zgodnie ze wskazaniami z badań jakości wody.

Budowa stacji odżelaziająco-odmanganiającej wodę zależna jest od wielu czynników, między innymi:

• parametry fizyko-chemiczne wody
• wydajność pompy istniejącej już stacji hydroforowej
• zastosowany zbiornik przeponowy istniejącej już stacji hydroforowej

Stacje (filtry), służące do odżelaziania i odmanganiania wody, standardowo zbudowane są ze:

• zbiornika ciśnieniowego
• złoża, którego pracą jest filtracja
• elektronicznej (bądź elektromechanicznej) głowicy, która odpowiada za proces filtracji i regeneracji złoża wody

Układy odżelaziająco-odmanganiające wodę mają również różne wydajności, np. w przedziałach od 0,4 do 22 metrów sześciennych na godzinę. Wiadomo również, iż układy oczyszczające wodę dzielą się między sobą w zależności od ich przeznaczenia – istnieją stacje do stosowania domowego oraz do użytku przemysłowego.

Stacje do stosowania w gospodarstwach domowych najczęściej charakteryzują się niewielkimi rozmiarami (ok. metra wysokości), w odróżnieniu od układów przemysłowych, których wielkość może znacznie przekraczać metr. Koszta urządzeń wahają się od dwóch do nawet kilkunastu tysięcy złotych. Jedno jest na pewno ważne – na zdrowiu nie należy oszczędzać.

Ważne jest, aby przy zakupie filtrów oczyszczających wodę zwracać uwagę na firmę, która je nam oferuje. Nie dajmy skusić się „firmom-krzakom”. Decydując się na usługi konkretnego przedsiębiorstwa, kupujemy nie filtr, ale czystą wodą. Dlatego też, zanim urządzenie zostanie zamontowane w domu, w naszym interesie powinno leżeć poinformowanie dostawcy o tym, jak wysokie i jakimi substancjami mamy zanieczyszczenie, jakich oczekujemy efektów oraz ilu mamy domowników – te informacje pomogą w odpowiednim dobraniu rodzaju układu oczyszczającego.

Żelazo i mangan to pierwiastki, które występują w złożach wody na terenie prawie całej Polski. Mimo tego, że są składnikami naturalnymi, to ich obecność w wodzie, zwłaszcza tej pitnej, chociaż nie tylko – cierpi na tym również przemysł papierniczy i włókienniczy, jest wysoce niepożądana. Woda „naładowana” żelazem jest zabójcza dla armatury sanitarnej oraz dla odzieży, do prania której używa się takiej wody. Zasadnicze pytanie brzmi – dlaczego żelazo szkodzi?

Żelazo to pierwiastek, który w wodach podziemnych występuje w różnorakim stężeniu – od nieznacznej, śladowej ilości aż do dawki nawet (!) kilkudziesięciu miligramów na litr. Zawartość żelaza w źródłach może zmieniać się – wzrastać – podczas dłuższego czasu eksploatacji ujęcia wody lub w efekcie zmiany poziomu wód gruntowych. Występuje przede wszystkim w postaci rozpuszczonych wodorotlenków żelaza Fe(OH)2 i siarczany FeSO4. Dosyć istotnym wyznacznikiem stopnia korozji elementów instalacji wodociągowej jest ponad naturalna zawartość żelaza.

Mangan w wodzie występuje w znacznie mniejszych ilościach – rzędu kilku miligramów w litrze. Nie zmienia to jednak faktu, że jego zawartość, tak samo jak obecność żelaza, jest równie wysoce niepożądana. Nie dość, że mangan jest czynnikiem, który stanowi poważne zagrożenie zarówno dla organizmu człowieka, jak i dla dla urządzeń technicznych, to dodatkowo, w połączeniu z innym pierwiastkiem – miedzią, jest powodem powstawania korozji galwanicznej.

Usuwanie manganu z wody jest bardzo skomplikowanym procesem, w którym kluczowym czynnikiem jest wykorzystanie katalizatorów. Natomiast związki żelaza są mniej trwałe niż związki manganu, dlatego ich usuwanie z wody jest łatwiejsze. Odżelazianie wody jest podstawowym procesem uzdatniania wody. Generalnie opisując, polega ono na „jonowymiennym wiązaniu żelaza” lub, jako druga dostępna opcja, na przeprowadzeniu reakcji chemicznej – utlenienia żelaza dwuwartościowego (II) do trójwartościowego (III), dzięki czemu możliwe staje się użycie specjalnego złoża filtracyjnego, które usuwa z wody nierozpuszczalne sole żelaza.

Aby zanieczyszczona woda mogła nadawać się do bezpiecznego picia przez człowieka, musi najpierw przejść przez proces uzdatniania. Brzmi strasznie, prawda? Po bliższym zapoznaniu się z tematem okazuje się jednak, że nie taki diabeł straszny, jak go na obrazach malują – a czasem wręcz może całkiem gustownie przyozdobić niejedno mieszkanie.

Uzdatnianie wody, mimo wszystko, to proces wielostopniowy i skomplikowany. Aby woda nadawała się do spożycia czy do innego zastosowania, musi uzyskać właściwości odpowiadające określonym normom, a tym samym w trakcie uzdatniania przejść przez szereg etapów oczyszczania z chemicznych i biologicznych czynników, które mogłyby zaszkodzić naszemu zdrowiu. W zależności od tego, jaki zamierzamy osiągnąć finalny wynik, stosowanych jest kilka składników potrzebnych do oczyszczenia wody. Głównymi metodami, między innymi, jest odżelazianie, odmanganianie, zmiękczanie, demineralizacja, filtracja (tutaj wyróżniamy filtrację węglową, mechaniczną i mineralną), dezynfekcja, aeracja i proces odwróconej osmozy.

Głównymi „odbiorcami” uzdatnianej wody jest przemysł spożywczy, medycyna i farmacja oraz odbiorcy komunalni (woda wodociągowa oraz woda pitna).

Sam przebieg procesu jest również zależny od tego, jaką wodę zamierzamy uzdatniać – gruntową, powierzchniową, podskórną czy wcześniej już uzdatnianą. Proces uzdatniania trzech ostatnich zaczyna się od wstępnego oczyszczenia, czyli mechanicznego przefiltrowania i usunięcia piasku. Następnie wodę wstępnie się utlenia, aby mogła znaleźć się w kolejnym etapie – klaryfikacji. Podczas klaryfikacji woda przechodzi przez proces flokulacji, podczas którego wytrącają się osady z koloidów. Po flokulacji woda jest filtrowana. Kolejny etap to rafinacja, czyli oczyszczanie biologiczne, oksydacja (utlenianie), regulacja twardości wody i tym podobne zabiegi. Aby mieć pewność, że żadne szkodliwe składniki chemiczne czy biologiczne nie przeżyją w wodzie, przechodzi ona do następnego etapu, którym jest proces ponownego i ostatecznego oczyszczenia w oczyszczalni drugiego stopnia. Teraz jeszcze tylko chlorowanie i woda jest gotowa do „wypuszczenia w świat”. Warto dodać tu jeszcze, że proces uzdatniania wody gruntowej, w przeciwieństwie do pozostałych trzech rodzajów, zaczyna się dopiero od rafinacji.

Jak pisaliśmy już wcześniej, rodzajem wody, który nadaje się do picia, jest woda słodka. Jej zasoby na Ziemi szacuje się na około 3% wszystkich wód zdatnych do spożycia, z czego 1% jest możliwy do w miarę łatwego wydobycia.

Wodę uzyskuje się z różnych ujęć. Mogą być to wody gruntowe, podskórne, powierzchniowe i wody już wcześniej uzdatniane, czyli można je nazwać „z odzysku”.

Na początku, zanim przejdziemy do części właściwej, czyli procesu uzdatniania wody, warto dowiedzieć się czym są i czym się różnią te rodzaje wód.

Wody gruntowe to wody, które zalegają pod ziemią na większych głębokościach niż wody zaskórne. Nadają się do użytku w celach spożywczych z tego powodu, że leżąc na pewnych warstwach w głąb ziemi są przefiltrowane i nie podlegają wpływom czynników atmosferycznych. Sprawia to również, że wody gruntowe nie podlegają zmianom temperatury w ciągu dnia, a jedynie w zależności od pór roku – ich cechą jest równowaga termiczna. Wody gruntowe są wykorzystywane w studniach. Zgromadzenie jej zapasów wymaga dziesiątek lub nawet setek lat i jest zależne od opadów oraz ciśnienia atmosferycznego. Taka powolna regeneracja jest powodem, z którego zasoby wody gruntowej szybko się kończą przy intensywnym jej zużywaniu przez człowieka.

Wody zaskórne, nazywane również wodami podskórnymi, wodami wierzchówki czy wodami przypowierzchniowymi są wodami podziemnymi, których warstwy występują bardzo płytko pod gruntem ziemi. Taka bliskość powierzchni planety sprawia, że są bardzo podatne na zmiany temperatur oraz łatwo ulegają różnego rodzaju zanieczyszczeniom, dlatego też nie nadają się do spożycia bez wcześniejszego poddania procesom uzdatniania. Są niezbędne roślinom, które czerpią z tych źródeł wodę do bieżącego przeżycia. Wody wierzchówki są efektem zmian atmosferycznych (opadów i zmian temperatury).

Wody powierzchniowe, czyli te, z których łatwo jest czerpać, ponieważ występują na powierzchni ziemi. Rozróżniamy trzy rodzaje wód powierzchniowych: słone, czyli całkowicie niezdatne do użytku (morza, oceany) i stanowią ponad 97% całej puli wód powierzchniowych, wody słonawe (wody w ujściach rzek do mórz) oraz słodkie, zdatne do wykorzystania (jeziora, rzeki, strumienie, stawy).

Ostatnia grupa to wody uzdatniane, czyli te, które przeszły przez różne procesy chemiczne, np. odżelazianie lub odmanganianie.

Człowiek bez jedzenia jest w stanie wytrzymać kilkanaście dni, bez picia kilka, a bez powietrza – czas liczony w minutach. O ile tlenu w prawie każdej sytuacji mamy pod dostatkiem i raczej nic nie wskazuje na zmianę w tej materii naszego życia, o tyle zasoby wodne planety prędzej czy później ulegną wyczerpaniu i postawieni możemy zostać przed sytuacją, w której przyjdzie nam mocno główkować – „co zrobić?”.

Na samym wstępie warto przez chwilę zastanowić się i rozważyć, czymże zatem jest ta życiodajna woda? Prozaicznie, to związek chemiczny o wzorze H2O, czyli inaczej mówiąc tlenek wodoru. Występuje w przyrodzie w temperaturze pokojowej w postaci płynnej, bezbarwny i przejrzysty, o ile nie dolano czy nie dosypano do niego żadnych dodatków. Jako ciało stałe pod wpływem niższej temperatury zmienia się w lód, natomiast przy wyższej temperaturze zaczyna parować i zamienia się w parę wodną.

Woda jest obecna w prawie każdej dziedzinie ludzkiego życia. Występuje w powietrzu pod postacią pary wodnej (jej zawartość szacuje się w przedziale 0-4%, w zależności od warunków otoczenia – im więcej pary w powietrzu, tym bardziej odczuwalna jest jego wilgotność). Woda jest również składnikiem, który w ok. 60% buduje ciało dorosłego człowieka. Wraz z wiekiem procent ten się zmniejsza. Również kobiety mają mniej wody z uwagi na więcej tkanki tłuszczowej. Generalna zasada jest taka, że im więcej tłuszczu, tym mniej wody.

Woda pokrywa aż 70,8% powierzchni Ziemi, przy czym zdatne do picia jest tylko ok. 2,5% wody słodkiej. Reszta, czyli 97,5% to woda słona (morska). Proporcje te nie są zbyt korzystne dla nas, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że prawie 69% wody pitnej i tak występuje w postaci lodu usytuowanego na Biegunie Północnym i Południowym. Różnica pomiędzy tymi typami wody polega na zawartości pierwiastków chemicznych – w wodzie słonej występują duże ilości soli i chlorków, które nie są przyswajane przez organizm człowieka, a podane w znacznych dawkach mogą być przyczyną wielu problemów zdrowotnych. Woda morska to przede wszystkim morza i oceany, a woda słodka to jeziora, rzeki oraz wody podziemne. Woda pitna, dostępna na Ziemi pochodzi z procesów parowania i skraplania. Zawiera bardzo mało soli, bo poniżej pół promila.

Przedstawiamy ciekawych faktów o wodzie, które mogą przydać się do zabłyśnięcia w towarzystwie podczas nudnej imprezy.

Procentowa zawartość wody w ludzkim organizmie, o której pisaliśmy w poprzednim artykule, zależna jest od:

• rodzaju tkanki – w kościach znajduje się ok. 25% wody, w tkance mięśniowej około 80% oraz jest podstawowym składnikiem krwi (90% osocza);
• wieku człowieka – embrion ludzki zbudowany jest w niemal 98% z wody, nowo narodzone dzieci „zawierają” w sobie ok. 75%.

Wielbłądy spacerujące w karawanach po pustyni mogą nie pić wody przez długi czas. Mitem jest powszechne przekonanie, że w swoich garbach magazynują wodę – tak naprawdę mają tam schowane zapasy tłuszczu, które w kryzysowej sytuacji są używane przez ich organizm jako źródło energii. W procesie jego przemiany, jako produkt uboczny metabolizmu, powstaje woda.

Każdego dnia wraz z wydychanym powietrzem pozbawiamy nasz organizm ok. 500 ml życiodajnej wody.

Możliwe jest „przepicie się” wodą. Nerki człowieka są w stanie w ciągu godziny przefiltrować od 500 ml do 1,5 litra płynu. Picie napojów przekraczających te ilości może spowodować przewodnienie organizmu. Częstymi objawami są wtedy nudności, wymioty, problemy ze złapaniem oddechu, obrzęk ciała, zaburzenia świadomości, mimowolne drżenie mięśni a nawet, w skrajnych przypadkach, śpiączka.

Woda mineralna wygrywa w przedbiegach z wodą kranową – jest o wiele czystsza pod względem chemicznym i dostarcza więcej składników mineralnych, takich jak np. wapń – jest bezpieczniejsza dla zdrowia oraz lepiej smakuje.

Dostępu do wody pitnej nie ma aż miliard ludzi na świecie!

W niektórych rejonach na świecie woda wykazuje wysoki poziom fluoru, którego nadmiar może spowodować pojawienie się plam na zębach, zwłaszcza u dzieci. Natomiast niedostatek tego pierwiastka może sprzyjać rozwijaniu się próchnicy.

Woda po wypiciu pozostaje w żołądku przez 5 minut. Całkowitej wymiany wody organizm dokonuje średnio co 1,5 miesiąca. Najwięcej wody człowiek traci podczas oddawania moczu, nieco mniej poprzez oddychanie i pocenie się.

Leki najbezpieczniej jest popijać czystą wodą, ponieważ nie ma ona wpływu na ich działanie. Soki, mleko czy alkohol mogą wywołać niepożądane efekty uboczne.

Czysta woda to najlepszy środek do uzupełniania jej zapasów w organizmie – mocna herbata czy kawa co prawda ugaszą chwilowe pragnienie, ale dodatkowo działają moczopędnie i powodują odwodnienie.