Zasada działania odżelaziacza wody jest stosunkowo prosta. Proces redukcji stężenia żelaza polega na przeprowadzeniu tego metalu z formy rozpuszczonej w wodzie do postaci związków trudno rozpuszczalnych i zatrzymaniu ich na specjalistycznym złożu. Okresowo takie złoże należy regenerować w celu przywrócenia mu pierwotnych właściwości filtracyjnych. O tym jak działa odżelaziacz wody decyduje m.in. budowa urządzenia oraz rodzaj zastosowanej mieszanki.
Spis treści:
- Zasada działania odżelaziaczy wody – co warto wiedzieć?
- Budowa odżelaziacza wody
- Jak działa odżelaziacz wody ze wstępnym napowietrzaniem?
- Jak działa odżelaziacz ze złożem regenerowanym preparatem chemicznym?
- Jak działa odżelaziacz wody – podsumowanie
Zasada działania odżelaziaczy wody – co warto wiedzieć?
Jeśli żelazo w wodzie przekracza dopuszczalne normy, wówczas nie ma miejsca na kompromisy w kwestii uzdatniania. W ramach redukcji wysokiego stężenia tego pierwiastka stosuje się zazwyczaj odżelaziacze wody wymagające wstępnego napowietrzania ze złożem płukanym wstecznym prądem wody lub specjalistyczne urządzenia wymagające regeneracji preparatami chemicznymi (odżelaziacze wody zawierające np. złoże typu Greensand oraz stacje wielofunkcyjne).
Do tej pierwszej grupy zalicza się urządzenia współpracujące z zewnętrznym aeratorem (np. odżelaziacze wody Ecoperla Ironitower oraz odżelaziacze i odmanganiacze wody Ecoperla Sanitower), a także odżelaziacze wody z wbudowaną komorą sprężonego powietrza (np. Ecoperla Oxytower).
We wszystkich wymienionych wyżej rozwiązaniach proces odżelaziania polega na przeprowadzeniu związków żelaza z formy rozpuszczonej w wodzie do trudno rozpuszczalnej. Częstotliwość regeneracji złoża, na którym zostają zatrzymane zanieczyszczenia, zależy m.in. od stężenia żelaza w wodzie oraz jej zużycia. Bez względu jednak na rodzaj urządzenia, działanie odżelaziaczy wody można opisać trzema etapami:
- Utlenianie – z udziałem powietrza lub preparatu chemicznego
- Osadzanie – żelazo w formie nierozpuszczalnych związków zostaje zatrzymane na złożu filtracyjnym
- Wypłukiwanie – w trakcie regeneracji odfiltrowany z wody osad żelaza zostaje wypłukany ze złoża
W procesie płukania złoża dużą rolę odgrywa moc zainstalowanej pompy do wody. Jeśli okaże się zbyt mała, złoże filtracyjne nie zostanie przepłukane wystarczająco dokładnie. W konsekwencji na jego powierzchni pozostaną osady, a co za tym idzie spadnie wydajność odżelaziania.
Niemal codziennie otrzymuję pytania jaki odżelaziacz wody wybrać i zawsze odpowiadam tak samo – nie ma jednego, uniwersalnego urządzenia, które poradzi sobie w każdych warunkach. W podjęciu właściwej decyzji z pewnością jednak pomoże wiedza jak działa odżelaziacz wody oraz znajomość parametrów kranówki.
Piotr Pisarski
Odżelaziacze wody są wybierane przede wszystkim w oparciu o jakość surowej wody. Sposób uzdatniania oraz rodzaj i ilość złóż filtracyjnych należy bowiem dopasować indywidualnie. Jeśli zastanawiasz się jak usunąć żelazo z wody w swojej instalacji, zacznij od badania wody, a następnie z wynikami analizy zgłoś się po pomoc do eksperta z branży.
Budowa odżelaziacza wody
Choć poszczególne urządzenia różnią się między sobą konstrukcją oraz rodzajem zastosowanego złoża filtracyjnego, budowa odżelaziaczy wody jest w większości przypadków taka sama.
Najważniejsze komponenty odżelaziacza wody to butla ciśnieniowa wypełniona złożem oraz głowica sterująca całym procesem uzdatniania. Jeśli złoże wymaga regeneracji środkami chemicznymi, obok butli ciśnieniowej pojawi się także zbiornik na regenerant.
Butle powstają zazwyczaj ze stali niskowęglowej lub austenicznej, dzięki czemu charakteryzują się wysoką odpornością na rdzę. Na zewnątrz stosuje się dodatkowo emalię o właściwościach antykorozyjnych, natomiast wnętrze zbiornika jest zazwyczaj pokryte farbą z atestem PZH obowiązującym dla aktualnej normy wody pitnej w Polsce. Na rynku można znaleźć odżelaziacze wody skonstruowane jako pionowy lub poziomy zbiornik ze złożem filtracyjnym, przy czym te pierwsze cieszą się znacznie większą popularnością.
W większości odżelaziaczy wody przeznaczonych do montażu w gospodarstwach domowych, głowica sterująca to zautomatyzowany i praktycznie bezobsługowy zawór, wymagający jedynie zasilania energią elektryczną. Ponieważ to właśnie ten komponent steruje całym procesem odżelaziania wody, przy zakupie urządzenia warto zwrócić szczególną uwagę na jego jakość i wykonanie.
Jak działa odżelaziacz wody ze wstępnym napowietrzaniem?
Odżelazianie wykorzystujące wstępne napowietrzanie wody to najchętniej wybierana i zarazem bardzo skuteczna metoda uzdatniania, która nie wymaga stosowania żadnych preparatów chemicznych (złoże filtracyjne jest przepłukiwane tylko wodą).
Proces wstępnego napowietrzania wody prowadzi do utleniania żelaza i podnosi efektywność dalszych etapów odżelaziania.
Żelazo w wodzie występuje naturalnie zazwyczaj w formie rozpuszczonej na drugim stopniu utleniania, np. jako wodorowęglan żelazowy Fe(HCO3)2 lub siarczan żelazowy FeSO4, jednak w zetknięciu z powietrzem szybko ulega procesowi hydrolizy. Wskutek zachodzącej reakcji powstaje wodorotlenek, a to oznacza, że z formy rozpuszczalnej żelazo jest przekształcane w trudno rozpuszczalny osad zgodnie z poniższymi reakcjami:
Fe(HCO3)2 + H2O → Fe(OH)2 + H2CO3 → Fe(OH)2 + H2O + CO2
2Fe(OH)2 + O2 + H2O → 2Fe(OH)3
W procesie wstępnego napowietrzania usuwany jest dwutlenek węgla, a woda zostaje nasycona tlenem. Nieznacznej korekcie ulega tym samym jej odczyn pH. Jednocześnie, wysokie stężenie tlenu hamuje namnażanie bakterii żelazistych będących składnikiem biofilmu, który może powodować wtórne skażenie wody.
Jeśli przy okazji redukcji stężenia żelaza zastanawiasz się jak usunąć siarkowodór z wody, polecam metody uzdatniania wykorzystujące właśnie wstępne napowietrzanie.
Piotr Pisarski
Odżelaziacze wody z zewnętrznym aeratorem
Choć redukcja stężenia żelaza z zastosowaniem wstępnego napowietrzania cieszy się dużą popularnością wśród użytkowników, niewiele osób wie tak naprawdę jak działa odżelaziacz wody pracujący w tej technologii i jaki zbiornik hydroforowy wybrać, aby oba urządzenia optymalnie ze sobą współpracowały.
Duża część dostępnych na rynku produktów to odżelaziacze wody wymagające instalacji zewnętrznego aspiratora powietrza, a w takim przypadku konieczny jest montaż ocynkowanego zbiornika hydroforowego. Tego typu system zajmuje w konsekwencji sporo miejsca, ale za to daje świetne efekty nawet przy stężeniach żelaza sięgających powyżej 3-5 mg/l oraz dla bardzo dużego zapotrzebowania na wodę. Jak zatem działa odżelaziacz wody z zewnętrznym aeratorem?
Surowa woda najpierw przechodzi przez zwężkę napowietrzającą, gdzie zostaje wzbogacona w tlen, a następnie trafia do hydroforu, w którym rozpoczyna się wstępny proces utleniania żelaza. W kolejnym etapie woda trafia na złoże odżelaziające, gdzie zachodzi dalsze utlenianie tego metalu. W efekcie, żelazo w formie nierozpuszczalnego osadu (na trzecim stopniu utlenienia) zostaje zatrzymane na złożu, a oczyszczona woda trafia do instalacji i dalej do punktów poboru.
Odżelazianie wody z wbudowaną komorą sprężonego powietrza
Odżelaziacz wody z wbudowaną komorą sprężonego powietrza zajmuje mniej miejsca niż jego odpowiednik z zewnętrznym aeratorem i współpracuje z hydroforem przeponowym. Skutecznie zredukuje też wyższe stężenie żelaza w wodzie, o ile pozwalają na to inne parametry, w tym stężenie manganu, barwa, odczyn pH wynoszący minimum 7,5 oraz intensywność zapachu.
W tym przypadku, surowa woda wpływa bezpośrednio do urządzenia, po czym trafia do komory sprężonego powietrza, w której wysyca się tlenem. Następnie przemieszcza się na złoże filtracyjne, gdzie żelazo jest utleniane i wytrącane, a następnie w formie nierozpuszczalnego osadu zostaje zatrzymane na złożu filtracyjnym.
Mając świadomość tego, jak działa odżelaziacz wody z wbudowaną komorą sprężonego powietrza, nie należy go stosować w przypadku bardzo intensywnego zapachu siarkowodoru.
Jak działa odżelaziacz ze złożem regenerowanym preparatem chemicznym?
Wśród rozwiązań przeznaczonych do usuwania żelaza z wody spotyka się również odżelaziacze wody ze złożem regenerowanym nadmanganianem potasu oraz stacje wielofunkcyjne, które wymagają stosowania roztworu solanki.
Stacja wielofunkcyjna
Odżelazianie wody na złożach jonowymiennych jest jak najbardziej możliwe i często praktykowane w przypadku kilku przekroczeń jednocześnie. Odpowiedni dobór złóż filtracyjnych pozwala nie tylko na redukcję stężenia żelaza i manganu, ale również jonu amonowego i związków organicznych, a równocześnie obniża stopień twardości wody. W przypadku stacji wielofunkcyjnych nie ma także znaczenia model zamontowanego zbiornika hydroforowego, co bywa często czynnikiem rozstrzygającym na etapie wyboru optymalnego rozwiązania do domu.
Stacja wielofunkcyjna zawdzięcza swoją skuteczność w usuwaniu żelaza specjalnie wyselekcjonowanej mieszance złóż filtracyjnych. Surowa woda przepływa przez kolejne warstwy złoża, przy czym na każdej z nich, na zasadzie wymiany jonowej zredukowane zostają kolejne zanieczyszczenia. Substancje usunięte z wody pozostają na złożu filtracyjnym, dlatego co pewien czas konieczna jest regeneracja złoża roztworem solanki, podobnie jak się to odbywa w przypadku zmiękczaczy wody.
Odżelaziacz wody ze złożem Greensand
Praca odżelaziacza wody ze złożem regenerowanym nadmanganianem potasu niewiele różni się od sposobu funkcjonowania urządzeń wymagających napowietrzania, ale inne jest źródło tlenu. Tego typu metodę można stosować do większości rodzajów wód (o różnym pH), nawet przy dużych przekroczeniach żelaza.
Najpopularniejszy rodzaj mieszanki filtracyjnej to w tym przypadku regenerowany nadmanganianem potasu – Greensand. Substancję aktywną w tym złożu stanowi glaukonit umożliwiający wymianę jonową oraz adsorpcję rozpuszczonego żelaza i towarzyszącego mu manganu.
Regenerant (nadmanganian potasu) tworzy na złożu filtracyjnym powłokę, która utlenia rozpuszczone w wodzie żelazo i mangan do form nierozpuszczalnych. W normalnym trybie pracy surowa woda wpływa do odżelaziacza i przepływa przez materiał filtracyjny. Na tym etapie, zawarte w wodzie metale utleniają się do formy trudno rozpuszczalnej i gromadzą się na powierzchni złoża. Oczyszczona woda wędruje następnie do systemu dystrybucyjnego.
Z biegiem czasu na złożu katalitycznym gromadzi się coraz więcej zawiesin oraz wytrąconego żelaza i manganu, co może powodować spadki ciśnienia i wydajności całego procesu odżelaziania. W takiej sytuacji niezbędna staje się regeneracja roztworem nadmanganianu potasu. Wypłukane ze złoża filtracyjnego zanieczyszczenia wraz z regenerantem trafiają do kanalizacji.
Jeśli w urządzeniu regenerowanym nadmanganianem potasu dojdzie do awarii lub regeneracja nie zostanie przeprowadzona w sposób prawidłowy, z kranu może popłynąć fioletowa woda, która stanowi realne zagrożenie dla ludzkiego zdrowia oraz środowiska naturalnego.
Odżelazianie wody na złożach regenerowanych preparatami chemicznymi nie jest metodą pozbawioną wad. Zachodzi bowiem m.in. konieczność kontroli poziomu regenerantu w zbiorniku oraz stanu wężyków, przez które płynie preparat. Warto więc zapamiętać jak dbać o odżelaziacz wody oraz ściśle stosować się do zaleceń producenta w zakresie prowadzonych czynności eksploatacyjnych i serwisowych.
Jak działa odżelaziacz wody – podsumowanie
Znając zasady działania odżelaziaczy wody można wybrać urządzenie najbardziej dopasowane do swoich potrzeb oraz indywidualnych warunków panujących w gospodarstwie domowym. Bez względu jednak na zainstalowany model należy pamiętać, że korzystanie z odżelaziacza wody jest ściśle związane z większą produkcją ścieków. Dokładną ilość wody niezbędnej do przeprowadzenia procesu regeneracji podaje zazwyczaj producent w specyfikacji technicznej danego modelu urządzenia.
