Osnovni pojmovi o vodi

Kruženje vode u prirodi nazivamo hidrološkim ciklusom. Isparavanjem sa velikih vodenih površina (okeana, mora, jezera, reka i sl.), zemlje i biljaka voda odlazi u gornje slojeve atmosfere gde se kondenzuje u vidu oblaka, da bi se kao atmosferske padavine (kiša, sneg) ponovo vratila na zemlju.
Na svom putu kroz atmosferu ona rastvara različite gasove prisutne u vazduhu kao što su kiseonik i ugljen dioksid, kao i neke vrlo štetne gasove kao što su sumporni i azotni oksidi, a i skuplja i razne nečistoće kao što su čestice čađi, prašine, bakterije i sl. Dalje na svom putu kroz različite slojeve zemlje do nekog vodonepropusnog sloja, ona rastvara različite soli kao soli natrijuma, kalcijuma, magnezijuma, gvožđa i mangana, a i neke organske materije, tako da se u prirodi nikad ne nalazi čista.

Tvrdoća vode

Ukupnu tvrdoću vode (UT) čine sve soli kalcijuma i magnezijuma rastvorene u njoj. Ukupna tvrdoća se deli na karbonatnu (KT) i nekarbonatnu (NT) tvrdoću. Karbonatnu tvrdoću čine bikarbonati kalcijuma i magnezijuma: Ca(HCO₃)₂ i Mg(HCO₃)₂, a nekarbonatnu uglavnom njihovi hloridi CaCl₂, MgCl₂ i sulfati CaSO₄, MgSO₄.
U mnogim tehnološkim procesima tvrdoća vode smeta, npr:

• Kod termoenergetskih postrojenja karbonantna tvrdoća izaziva taloženje kamenca na zidovima rezervoara, cevovoda i kotlova, te stvara velike probleme u njihovom radu,
• Sapuni i deterdženti npr. reaguju sa solima koje čine tvrdoću vode i talože ih gradeći nerastvorne sapune i tek kada ih sasvim istalože mogu početi svoju funkciju pranja. Zbog toga se kod pranja u tvrdoj vodi nepotrebno troše velike količine sapuna i deterdženata,
• Kod proizvodnje žestokih alkoholnih pića sa tvrdom vodom dolazi do pojave zamućenja i stvaranja taloga, pošto se soli koje čine tvrdoću vode ne rastvaraju u alkoholu,
• Kod proizvodnje prirodnih ili veštačkih voćnih sokova, soli tvrdoće vode mogu reagovati sa voćnim kiselinama iz baze soka i tako mu kvariti organoleptičke osobine (ukus i miris), a mogu dovesti i do pojave taloga.

Ovo su samo neki jednostavni primeri koji ukazuju na potrebu određene obrade vode za pojedine namene. Najčešće korišćene metode za obradu vode za piće ili za potrebe određenih tehnoloških procesa su:

• Filtracija vode
• Deferizacija vode
• Dehlorisanje i dezodorizacija vode
• Omekšavanje vode
• Dekarbonizacija vode
• Denitratizacija vode
• Uklanjanje organskih supstanci
• Demineralizacija vode
• UV sterilizacija vode

Filtracija vode

Filtracija vode je osnovna operacija čiji je cilj da iz vode ukloni sve mehaničke čestice dispergovane u njoj. Način filtracije se bira prema vrsti i veličini dispergovanih čestica. Uglavnom se koriste različita kućišta filtera sa odgovarajućim filter ulošcima raznih poroziteta, a postoji čitava paleta poluautomatskih i automatskih filtera, koji se mogu ispirati tokom rada, te nema diskontinuiteta u radu zbog zamene ili čišćenja filter uložaka. Kod jače zaprljanih voda mogu se koristiti klasični peščani filtri sa višeslojnom silikatnom ispunom različite granulacije. ( Detaljnije )

Deferizacija vode

U mnogim slučajevima kod voda sa većim sadržajem gvožđa postoji potreba da se njegova količina svede na minimum. Kod vode za piće povećani sadržaj gvožđa daje vrlo neprijatan ukus vodi, a takođe se u njoj stvara smeđi talog istaloženog fero-hidroksida, koji u cevovodima može stvoriti i ozbiljne mikrobiološke probleme. U mnogim proizvodnim procesima, naročito u tekstilnoj, papirnoj i prehrambenoj industriji sadržaj gvožđa se takođe mora svesti na minimum.
Deferizatori su uređaji koji se sastoje od kolone punjene specijalnom katalitičkom-filtarskom masom, koja katalitički prevodi gvožđe iz rastvorne forme u nerastvornu i taloži ga na sebi. Istaloženo gvožđe se povremeno izbacuju iz uređaja jednostavnim protivstrujnim pranjem, što uz visoku efikasnost rezultuje niskim eksploatacionim troškovima. ( Detaljnije )

Dehlorinacija i dezodoracija vode

Radi održavanja mikrobiološke ispravnosti vode za piće, voda se pre distribucije u gradsku vodovodnu instalaciju obavezno hloriše i to određenim viškom hlora (rezidualni hlor), kako bi joj se održala naknadna sterilnost. Upravo ovaj višak hlora može vrlo neugodno delovati na organoleptičke osobine vode za piće (miris i ukus), a u kontaktu sa organskim supstancama može graditi za ljude veoma opasna jedinjenja (neka od njih su i kancerogena). Za dehlorisanje vode danas se isključivo koriste filteri sa aktivnim ugljem. Pod dezodoracijom vode podrazumeva se popravka kvaliteta vode, tj. uklanjanje iz vode supstanci koje joj mogu davati loš ukus, miris, a u nekim slučajevima i boju. U ovakvim slučajevima se takođe koriste filteri sa aktivnim ugljem, koji kao veoma jak adsorbens, vezuje na sebe ove materije. Nakon iscrpljivanja adsorpcionih sposobnosti aktivnog uglja on se zamenjuje novim.
Najčešće se koriste za dehlorisanje i dezodoraciju vode za piće, kao i u prehrambenim tehnologijama koje koriste vodu iz vodovodne mreže. ( Detaljnije )

Omekšavanje vode

Danas se omekšavanje vode isključivo koriste jonoizmenjivački filteri, koji se sastoje od jonoizmenjivačke kolone punjene određenom količinom jonoizmenjivačke mase koja vezuje na sebe jone kalcijuma i magnezijuma, a zamenjuje ih jonom natrijuma, čime se uklanja tvrdoća vode. Kada se masa zasiti, propuštanjem određene količine rastvora kuhinjske soli (NaCl) ona se ponovo prevodi u aktivnu formu i ponovo je spremna za omekšavanje određene količine vode. Omekšivači se koriste za pripremu vode za kotlove niskih pritisaka, kod različitih grejnih i rashladnih sistema, kod raznih postupaka pranja ambalaže, u bolnicama, kasarnama, hotelima za pranje veša, kao i svim slučajevima u kojima smeta povećana tvrdoća vode. ( Detaljnije )

Dekarbonizacija vode

Dekarbonizacija vode je postupak kojim se iz vode uklanja karbonantna tvrdoća. Radi se o jonoizmenjivačkom uređaju punjenom specijalnom slabo-kiselom jonoizmenjivačkom masom, koja na sebe vezuje jone kalcijuma i magnezijuma iz soli karbonantne tvrdoće i zamenjuje ih jonom vodonika. Tako umesto soli karbonantne tvrdoće nastaje ekvivalentna količina ugljene kiseline koja se, ako smeta, može odvazdušiti. Soli nekarbonatne tvrdoće pri tome prolaze neizmenjene. Jonoizmenjivačka masa se nakon iscrpljivanja svog kapaciteta regeneriše propuštanjem rastvora slabe sone kiseline (HCl), posle čega je ponovo spremna za rad. Zbog problema koje soli karbonantne tvrdoće izazivaju u proizvodnji gaziranih osvežavajućih napitaka (otežano gaziranje, smanjenje kiselosti zbog reakcije sa voćnim kiselinama, smanjenje slasti zbog reakcije sa šećerima i nastajanjima kalcijum saharata, pojava zamućenja zbog reakcije sa pektinima itd.) dekarbonizacija je idealna priprema vode pri proizvodnji gaziranih osvežavajućih napitaka ako u vodi preovladava karbonantna tvrdoća, a što je najčešće slučaj.

Denitratizacija

Sadržaj nitrata iznad dozvoljenih granica, osim izuzetno štetnog dejstva na ljudsko zdravlje, najčešće je znak zagađenja vode organskim supstancama koje mogu biti i fekalnog porekla. Za uklanjanje nitrata proizvode se uređaji na bazi specijalnih jon-selektivnih jonoizmenjivačkih masa kojima se nitratni jon konvertuje u neškodljivi hloridni jon. Nakon zasićenja denitratizatori se periodično regenerišu rastvorom kuhinjske soli.

Uklanjanje organskih supstanci

Najčešće se prisustvo organskih supstanci u većim količinama pokazuje kroz primetno obojenje vode. Kod dubokih bunara najčešće se radi o humusnim materijama, dok kod površinskih voda i plitkih bunara prisustvo organskih supstanci ukazuje na mogućnost fekalnog zagađenja vode. Za uklanjanje organskih supstanci iz vode proizvode se uređaji na bazi specijalnih ispuna za uklanjanje organskih materija (skavendžeri). Nakon zasićenja ispune, ista se regeneriše smešom kuhinjske soli i kaustične sode.

Demineralizacija vode

Često se za potrebe medicinskih, farmaceutskih, laboratorijskih, kozmetičkih ili drugih tehnoloških potreba, zahteva u hemijskom smislu apsolutno čista voda, oslobođena svih rastvorenih soli. Takva voda se dobija postupkom demineralizacije. Demineralizator je uređaj koji se u zavisnosti od kvaliteta napojne vode, sastoji od dve ili više serijskih spojenih jonoizmenjivačkih kolona sa različitim ispunama. Prolaskom vode kroz ovaj sistem voda se oslobađa svih rastvorenih soli. Jonoizmenjivačke mase u ovim kolonama se regenerišu rastvorima sone kiseline (HCl) i natrijum hidroksida (NaOH). ( Detaljnije )

UV sterilizacija voda

Pored hemijskog kvaliteta vode, često se za neke tehnološke potrebe postavlja i zahtev apsolutne sterilnosti vode. To je najčešće slučaj u prehrambenoj industriji gde voda većim delom ulazi u sastav nekog proizvoda, ili npr. u raznim kozmetičkim ili medicinsko-farmaceutskim zahtevima. Metoda sterilizacije UV sterilizatorima je izvanredno efikasna, jer praktično momentalno uništava gljivice, alge, kvasce, bakterije i viruse. Bazira se na osvetljavanju vode UV lampom smeštenom u kvarcnoj epruveti koju opstrujava voda u tanjem sloju. Eksploatacioni troškovi su veoma mali i svode se na periodično čišćenje kvarcnog stakla, kao i na godišnju zamenu UV lampi. Za pravilan rad UV sterilizatora mora se obezbediti maksimalna transparencija (prozirnost) vode, što se postiže određenim predtretmanom. ( Detaljnije )

Vrh strane

FILTRACIJA

DEFERIZACIJA

DEHLORINACIJA I DEZODORACIJA

OMEKŠAVANJE

DEKARBONIZACIJA

DENITRATIZACIJA

UKLANJANJE ORGANSKIH SUPSTANCI

DEMINERALIZACIJA

UV STERILIZACIJA