Uzdatnianie wody z rzek i jezior obejmuje filtrację mechaniczną oraz poprawę jej składu fizykochemicznego i czystości mikrobiologicznej. Jest to skomplikowany i wieloetapowy proces, którego realizację warto powierzyć profesjonalistom.
Spis treści:
- W jakim celu uzdatnia się wodę z rzek i jezior?
- Zanieczyszczenia wody z rzek i jezior
- Jak pobiera się wodę z rzek i jezior?
- Metody uzdatniania wody z rzek i jezior
- Regulacje prawne związane z uzdatnianiem wody z rzek i jezior
- Uzdatnianie wody z rzek i jezior – podsumowanie
W jakim celu uzdatnia się wodę z rzek i jezior?
Rzeki i jeziora to odpowiednio – płynące i stojące wody powierzchniowe. W ciągu roku ich skład podlega naturalnym zmianom, jednak w wyniku działalności człowieka pojawiają się w nich dodatkowe zanieczyszczenia.
Ze względu na dużą dostępność, woda z rzek i jezior jest wykorzystywana przez zakłady wodociągowe (choć w mniejszym stopniu niż woda podziemna). Zanim jednak trafi do odbiorcy końcowego, musi zostać odpowiednio oczyszczona, aby jej parametry spełniały surowe normy wody pitnej. Z zasobów powierzchniowych korzystają także zakłady przemysłowe, dla których rzeki i jeziora stanowią tanie źródło wody procesowej.
Ponieważ nie ma w tym przypadku instalacji uniwersalnych, uzdatnianie wody z rzek i jezior wymaga doboru indywidualnych rozwiązań dedykowanych dla konkretnego ujęcia i optymalnych pod kątem danej lokalizacji. Już na etapie planowania takiego systemu warto skorzystać z pomocy eksperta.
Zanieczyszczenia wody z rzek i jezior
Niestabilny skład fizykochemiczny i mikrobiologiczny to największy minus wykorzystywania wody powierzchniowej do celów komunalnych i w aplikacjach przemysłowych. Wśród najczęściej występujących źródeł zanieczyszczeń wymienia się:
- Pobór wód na cele związane z procesami technologicznymi w zakładach przemysłowych
- Wprowadzanie ścieków komunalnych oraz przemysłowych, wód kopalnianych i pochłodniczych
- Regulacje rzek, ochrona przeciwpowodziowa (zmiany morfologiczne)
- Zanieczyszczenia obszarowe, które spływają z wodami opadowymi z terenów rolniczych i przemysłowych
Podstawę poprawnego doboru systemu uzdatniania stanowi zawsze szczegółowa analiza składu wody. Profesjonalne badania wody z rzeki lub jeziora należy zatem wykonać przed przystąpieniem do projektowania instalacji oraz w ramach testowania skuteczności przyjętych rozwiązań.
System przeznaczony do uzdatniania wody z rzek i jezior to instalacja, która musi eliminować zanieczyszczenia o różnym pochodzeniu, często stanowiące bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia człowieka. W wodach powierzchniowych mogą znajdować się pestycydy, azotany, farmaceutki, ołów, arsen, a także wiele innych substancji chemicznych.
Do wody trafiają także substancje pochodzenia naturalnego, w tym resztki roślin i zwierząt, a także związki mineralne wymywane ze skał i gleby. W tej kategorii zanieczyszczeń największe zagrożenie stanowią mikroorganizmy, będące źródłem groźnych chorób zakaźnych. Poważny problem to również nieszczelne szamba, wysypiska śmieci, a także przemysłowe hodowle zwierząt znajdujące się w okolicach rzek i jezior.
Jak pobiera się wodę z rzek i jezior?
Woda powierzchniowa jest dostarczana do zakładów wodociągowych i przemysłowych za pomocą specjalnych konstrukcji dostosowanych do danej lokalizacji.
Jedno z takich rozwiązań przewiduje obiekty inżynieryjne w postaci progów piętrzących. Taka konstrukcja ułatwia czerpanie wody nawet w sezonach, kiedy jej poziom jest dość niski. Spiętrzona woda jest kierowana na system krat zabezpieczających ujęcie przed dużymi zanieczyszczeniami mechanicznymi, a potem kolejno do koryta oraz komory zbiorczej. Następnie, przez odstojnik przepływa do komory czerpalnej. Tego typu obiekty mogą być zlokalizowane na brzegu rzeki lub jeziora i posiadają własne profesjonalne stacje uzdatniania wody.
Inna możliwość pobierania wody powierzchniowej to systemy drenażowe, które zakłada się promieniście pod dnem rzeki (np. studnia Gruba Kaśka w Wodociągach Warszawskich). Odbiór wody zachodzi grawitacyjnie w centralnie usytuowanej studni szybowej. Taki rodzaj ujęcia zabezpiecza wodę przed nagłym zanieczyszczeniem, np. substancjami ropopochodnymi oraz umożliwia usuwanie glonów, większości bakterii, mętności, manganu i żelaza.
Metody uzdatniania wody z rzek i jezior
Uzdatnianie wody z rzek i jezior odbywa się na trzy sposoby – fizycznie, chemicznie i biologicznie. W zależności od oczekiwanego efektu końcowego, można je stosować niezależnie od siebie lub kolejno.
Uzdatnianie wody z rzek i jezior obejmuje m.in. takie procesy jak napowietrzanie, koagulacja, sedymentacja, usuwanie zawiesin, wymiana jonowa, strącanie chemiczne, sorpcja na węglu aktywnym, filtracja membranowa, dezynfekcja.
Warto przy tym pamiętać, że dobór poszczególnych etapów filtracji jest natomiast bardzo indywidualny i powinien być w pełni dostosowany do lokalnych warunków.
- Napowietrzanie wody – poprzez zwiększenie stężenia tlenu, z wody zostają wyeliminowane rozpuszczone gazy, w tym dwutlenek węgla
- Koagulacja – usuwanie cząstek o rozdrobnieniu koloidalnym oraz innych zanieczyszczeń (w tej metodzie wykorzystuje się sole glinu i żelaza)
- Sedymentacja i flotacja – metoda opadania oraz metoda wznoszenia – usuwanie zawiesin o ciężarze właściwym mniejszym lub większym od ciężaru wody
- Mikrosita – usuwanie zawiesin i glonów
- Filtracja pospieszna oraz powolna – usuwanie zawiesin połączonych z innymi rodzajami zanieczyszczeń
- Wymiana jonowa – redukcja wysokiego stopnia twardości wody, demineralizacja wody w przemyśle oraz jej odsalanie
- Chemiczne strącanie – eliminacja niektórych jonów (głównie do celów przemysłowych)
- Sorpcja na węglu aktywnym – usuwanie rozpuszczonych związków organicznych, które odpowiadają za zmianę barwy, zapachu oraz smaku wody
- Utlenianie – usuwanie żelaza, manganu, związków organicznych oraz poprawa barwy wody (w tej metodzie wykorzystuje się chlor, ozon, nadmanganian potasu)
- Filtracja membranowa – elektroliza, nanofiltracja, przemysłowa odwrócona osmoza, ultrafiltracja (procesy stosowane w celu osiągnięcia wody ultraczystej)
- Dezynfekcja – usuwanie mikroorganizmów (najczęściej stosuje się chlorowanie, ozonowanie lub działające w oparciu o promieniowanie UV lampy bakteriobójcze)
- Infiltracja – usuwanie zawiesin, bakterii, koloidów, glonów, pestycydów – w metodzie naturalnej woda oczyszczana jest w gruncie, natomiast metodą sztuczną w pierwszej kolejności oczyszcza się ją w stawach infiltracyjnych, dopiero następnie w gruncie
Cząsteczki zawiesin obecnych w wodach powierzchniowych mogą maskować nawet duże zanieczyszczenia mechaniczne, dlatego podkreślam, że wiedza jak usunąć mętność wody jest kluczowa dla poprawnego przeprowadzenia procesu jej uzdatniania.
Piotr Pisarski
Regulacje prawne związane z uzdatnianiem wody z rzek i jezior
Jakość wody wody z rzek i jezior przeznaczonej do celów bytowych reguluje Rozporządzenie Ministra Gospodarki Wodnej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 29 sierpnia 2019 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia przez ludzi. Dokument podaje trzy kategorie jakości takich wód:
- Kategoria A1 – wody wymagające prostego uzdatniania fizycznego, najbardziej filtracji oraz dezynfekcji
- Kategoria A2 – wody wymagające typowego uzdatniania fizycznego oraz chemicznego, utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji, chlorowania końcowego
- Kategoria A3 – wody wymagające zaawansowanej filtracji fizycznej oraz chemicznej, a niekiedy także uzdatniania metodami biologicznymi
Rozporządzenie wymienia utlenianie, koagulację, flokulację, dekantację, adsorpcję na węglu aktywnym, dezynfekcję przez ozonowanie oraz chlorowanie końcowe jako optymalne metody uzdatniania wody z rzek i jezior. Dokładne parametry oraz częstotliwość poboru próbek zostały określone w załącznikach i przypisane konkretnym kategoriom jakości wody.
Uzdatnianie wody z rzek i jezior – podsumowanie
Uzdatnianie wody z rzek i jezior to złożony proces, który wymaga zastosowania zaawansowanych technologii oraz ścisłego monitoringu. Dzięki temu możliwe jest pozyskiwanie wody wysokiej jakości, zgodnej z surowymi normami bezpieczeństwa. W celu znalezienia optymalnej metody filtracji zaleca się kontakt ze specjalistą z branży uzdatniania wody.