czwartek, 28 kwietnia 2016

Zmiękczacze wody dla budynku wielorodzinnego - przykład

Dobierając zmiękczacze dla budynku wielorodzinnego należy jednocześnie brać pod uwagę:

- zużycie wody,
- twardość wody,
- możliwości montażowe.

Opisywana stacja została dobrana o następujące dane:

- ilość lokali: 216
- przyjęto maksymalne zużycie wody 2500 m3/miesiąc, średnio 2000 m3/miesiąc
- twardość wody – 260 mgCaCO3/l, obniżenie do 60 - 100 mgCaCO3/l
- pomieszczenie o standardowej wysokości, stosunkowo niewielka powierzchnia, możliwość podłączenia do kanalizacji i wpięcia do prądu.

Dobrane i zainstalowane urządzenia:
Wybrany układ to zmiękczacze działające równolegle Econet FZm 18 - 3 sztuki.
Podczas regeneracji jednego filtra, wydajność układu spada o 1/3.
Taki system pozwala na to, że ilość regeneracji, a co się z tym wiąże zużycie soli tabletkowanej i powstawanie wód popłucznych jest optymalna.

poniedziałek, 9 listopada 2015

Dobór stacji uzdatniania wody dla domu


     Przy doborze każdej stacji uzdatniania wody, należy wziąć pod uwagę różne czynniki, najważniejsze z nich to:

1. jakość wody – od tego zależy jakie procesy uzdatniania wody są konieczne do zastosowania, co z wody należy usnąć,
2. zużycie wody (związane z liczbą osób, ilością łazienek) – wpływa na wielkość urządzeń, standardowo dla domu przyjmuje się ok 1 m3/h (to raczej nie zużycie tylko chwilowe zapotrzebowanie na wodę, założenie, że różne punkty poboru wody działają równocześnie, np. pralka, prysznic, zmywarka),
3. warunki montażowe – co realnie da się zastosować, z uwagi na powierzchnię, wysokość pomieszczeń, rozmieszczenie instalacji wodnej i kanalizacji,
4. wymagania użytkowników, co do jakości wody, również odczucia estetyczne (twarda woda nie dla wszystkich oznacza to samo,  niektórym przeszkadza nawet śladowy zapach wody, itd.)
5. budżet przeznaczony na stację uzdatniania wody, w razie potrzeby stację buduje się stopniowo, zaczynając od niezbędnych urządzeń.


     Woda występująca w warunkach naturalnych to mieszanina wieloskładnikowa i wielofazowa, co sprawia, że nigdy do końca nie można poznać jej składu i parametrów. Jednakże da się minimalizować niekorzystne jej właściwości, poprzez znajomość podstaw teoretycznych i doświadczenie w zastosowaniu konkretnych urządzeń – głównie odpowiednich złóż filtracyjnych, sposobu ich wykorzystania i eksploatacji (np. Greensand Plus, Crystal Right).
 
Uzdatnianie wody polega na dostosowaniu właściwości fizykochemicznych wody do wymagań wynikających z jej przeznaczenia. Rezultat uzyskuje się stosując przede wszystkim odpowiednie filtry do wody: odżelaziacze i odmanganiacze, filtry węglowe, wielofunkcyjne i zmiękczacze, filtry mechaniczne i neutralizujące. Do dezynfekcji wody w warunkach domowych poleca się lampy UV.
Każdy filtr, z uwagi na funkcję ma odpowiednie złoże filtracyjne (każde złoże ma swoje specyficzne zastosowanie, optymalne warunki pracy, np. minimalną wysokość zasypania) oraz system sterowania.
Czasami, przy szczególnie niskiej jakości wody, konieczne jest zastosowanie kilku stopni filtracji, przykładowo odżelaziacz i zmiękczacz. Ten drugi ma za zadanie nie tylko obniżanie twardości wody, ale i poprawę efektów usuwania żelaza i manganu.
Dopiero biorąc pod uwagę wiele czynników można odpowiednio dobrać skutecznie działającą stację uzdatniania wody.

wtorek, 13 października 2015

Wody wykorzystane jako surowiec do produkcji wody do spożycia



     Zwykle korzysta się z wód podziemnych. Praktycznie nie spotyka się sytuacji, żeby dom jednorodzinny korzystał z wody powierzchniowej, z uwagi na problemy jak takie ujęcie wody przystosować. Jednakże woda powierzchniowa może być i jest często pobierana w tym celu – by stanowiła źródło wody do picia i na potrzeby gospodarcze.


      Dyrektywa Rady z dnia 16 czerwca 1975 r. dotycząca wymaganej jakości wód powierzchniowych przeznaczonych do pozyskiwania wody pitnej w Państwach Członkowskich (75/440/EWG), została już uchylona mocy Decyzji Wspólnego Komitetu EOG Nr 125/2007 i nie obowiązują już od końca 2007 roku, ale ważne jest wciąż to, że dzieli ujmowane wody, które są lub mogą być wykorzystane jako surowiec do produkcji wody do spożycia na trzy kategorie jakości wody: A1, A2 i A3, w zależności od wartości granicznych wskaźników jakości wody i od w następstwie tego stosowanych procesów oczyszczania wody.
Z tą dyrektywą ściśle związane jest Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002, w sprawie wymagań jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczona do  spożycia (Dz.U. 2002 nr 204 poz. 1728).

     Do kategorii A1 zalicza się wody najczystsze, wymagające prostego uzdatniania fizycznego, przede wszystkim filtracji i dezynfekcji.

     Kategoria A2 obejmuje wody gorszej jakości, wymagające wielostopniowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności wstępnego utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji i dezynfekcji.

     Wody kategorii A3 to wody najbardziej zanieczyszczone, wymagające wysoko sprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego.

     Wymagania jakie powinna spełniać woda w danej kategorii określono w załączniku do rozporządzenia. Przykładowo graniczne stężenie żelaza i manganu wynosi odpowiednio:
Składnik wody
A1
A2
A3
Żelazo rozpuszczone
0,1 mg/l
1 mg/l
1 mg/l
Mangan
0,05 mg/l
0,1 mg/l
1 mg/l
     Dla przypomnienia woda przeznaczona do picia może zawierać maksymalnie 0,2 mg/l żelaza oraz 0,05 mg/l manganu*.

     Ponadto stwierdza się iż: Wody powierzchniowe posiadające cechy fizyczne, chemiczne i mikrobiologiczne różniące się nieznacznie od obowiązkowych wartości granicznych odpowiadających oczyszczaniu rodzaju A3 nie mogą być wykorzystywane do pozyskiwania wody pitnej. Jednakże także niższej jakości wody mogą w wyjątkowych okolicznościach być wykorzystywane pod warunkiem zastosowania odpowiednich procesów – w tym mieszania składników – w celu dostosowania cech jakościowych wody do poziomu standardu jakości dla wody pitnej.

wtorek, 6 października 2015

Kamień kotłowy - dlaczego stosować zmiękczacze wody


     Zalecana* twardość wody to taka, która mieści się w zakresie 60 do 500 mgCaCO3/dm3, w stopniach niemieckich to 3,36 do 28 dH. Jednakże są to zalecenia, a nie wartości do których dąży przedsiębiorstwo wodociągowe. Również woda ze studni może mieć bardzo wysoką twardość. Z tego powodu w kranie możemy mieć do czynienia najczęściej ze zbyt twardą wodą, która powoduje powstawanie nadmiernego kamienia kotłowego (o skutkach stosowanie twardej wody: Czy zmiękczona woda…., Twarda woda – czy trzeba zmiękczać wodę).

 
     Kamieniem kotłowym nazywa się warstwę osadu węglanów wapnia i magnezu, powstających w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu, zawartych w twardej wodzie.
     Kamień kotłowy powoduje straty energii cieplnej, bowiem trzeba dostarczyć więcej energii, by ogrzać taką samą porcję cieczy, niż wtedy, gdy kamień kotłowy nie występuje. Jest równocześnie przyczyną lokalnego niedogrzania (lub przegrzania), co może spowodować awarię instalacji i urządzeń grzewczych.
     Wytrącający się kamień kotłowy**, osadzając się na przewodach i elementach, zmniejsza przekroje przepływowe i uniemożliwia ich poprawną pracę. Ponadto kamień kotłowy charakteryzuje się małym przewodnictwem cieplnym, co powoduje wzrost temperatury różnych elementów, obniżając ich wytrzymałość. Olbrzymie straty energii w systemach centralnego ogrzewania sięgają wielu dziesiątków procent. Im większa warstwa osadu, tym większe straty energii. 
     Podsumowując, kamień kotłowy powoduje: niewłaściwą wymianę ciepła, mniejszą sprawność urządzeń grzewczych, zmniejszenie przekroju rur, niewłaściwą cyrkulację wody, obniżenie temperatury grzejników, awarie pieców.
     Zatem twarda woda jest bardzo często przyczyną podwyższonej awaryjności urządzeń grzewczych. Bez odpowiednich działań zapobiegawczych, tego typu awarie mogą się nieustannie powtarzać. Pociągnie to za sobą ciągłe inwestowanie w usuwanie usterek, nadmierne koszty z uwagi na straty energii, ciągłą konieczność czyszczenia instalacji, przy jednoczesnym niezadowoleniu z poziomu nagrzania.

     Z tego względu warto zastosować proces zmiękczania wody za pomocą filtrów z żywicą jonowymienną, czyli zmiękczaczy, które powodują usuwanie jonów wapnia i magnezu. Działanie zmiękczaczy opisano w: Zmiękczanie – jak działa zmiękczacz. Tylko odpowiedni proces, który ograniczy wytrącanie się kamienia kotłowego może skutecznie wyeliminować problemy, które będą się pogłębiały w miarę zarastania instalacji grzewczych.
     Należy zastosować odpowiednio dobrane filtrów zmiękczających – pod kątem wydajności i pojemności jonowymiennej oraz trwałości systemów sterujących (szczególne miejsce zajmują głowice CLACK, które nawet po latach pracy można w prosty i niedrogi sposób serwisować).
     Jeśli zmiękczacze przygotowują wodę tylko dla układów grzewczych układ sterowania może być uproszczony i działać w systemie czasowym. Zmiękczacze zwykle działają w oparciu o cykl objętościowy, czyli posiadają wodomierz, który wyznacza moment regeneracji zmiękczacza. Dodatkowo systemy zmiękczające mogą ograniczyć dopływ zanieczyszczeń mechanicznych, które często dostają się do wody wodociągowej np. wskutek awarii i nieszczelności na sieci przesyłowej, co również ogranicza sprawność urządzeń grzewczych.
     Koszty eksploatacji urządzeń zmiękczających są znikome w porównaniu do tych, które generuje „zarastająca” kamieniem kotłowym instalacja grzewcza. Ich obsługa polega tylko na uzupełnianiu soli tabletkowanej, całość procesu sterowana jest automatycznie.

     Powiązane zagadnienie to korozja. O tym można przeczytać w artykule: Woda może być korozyjna.



* Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. z 2006 r. Nr 123, poz. 858)

** Więcej na temat kamienia kotłowego: Woda dla kotłów parowych i obiegów chłodzących siłowni cieplnych, Jerzy Stańda

środa, 30 września 2015

Greensand Plus - złoże filtracyjne do odżelaziania i odmanganiania cz. 2.

Złoże Greensan Plus jest sprawdzonym, dobrze działającym materiałem filtracyjnym. Niestety czasem pojawią się:

PROBLEMY




PROBLEM 1:
Woda po filtrze jest klarowna, stężenie żelaza niskie, ale stężenie manganu wyższe niż w wodzie surowej.

przyczyna:
Mangan jest wypłukiwany z ziarenek złoża. Złoże jest niedostatecznie płukane.

rozwiązanie:
Konieczne jest zwiększenie częstotliwości regeneracji. Regeneracja złoża powinna odbywać się z odpowiednią dawką utleniacza (podano 1 oz/cu.ft, czyli ok 1 g/l), taką, żeby nadwyżka utleniacza przeszła przez złoże. Należy się upewnić, czy używana jest odpowiednia ilość utleniacza.
--------------------------

PROBLEM 2: 
Woda po filtrze jest mętna, zabarwiona na kolor od żółtego do brązowego. Stężenie żelaza i manganu jest wysokie.

przyczyna:
Przed filtrem dodano zbyt dużo substancji do podnoszenia pH.

rozwiązanie:
Należy ograniczyć ilość dodawanych alkaliów, utrzymując pH w granicach 6,2 - 6,5.
--------------------------

przyczyna:
Przed filtrem dodawane są polifosforany.

rozwiązanie:
Nie należy dodawać polifosforanów.
 --------------------------

przyczyna:
Doszło do zjawiska polegającego na tym, że przestrzenie pomiędzy ziarenkami złoża zostały zapchane, woda nie płynie przez złoże tylko szuka ścieżki o najmniejszym oporze przepływu (jest to tzw. kanalikowanie, ang. channeling).

rozwiązanie:
Należy sprawdzić powierzchnię złoża, wykonać płukanie wsteczne, a jeśli się da również czyszczenie powietrzem.
--------------------------

przyczyna:
Żelazo występuje w połączeniach organicznych, które w reakcji z utleniaczami tworzą koloidy, nie ulegające filtracji.

rozwiązanie:
Należy zastosować przed filtrem koagulant glinowy lub inny.
--------------------------

PROBLEM 3: 
Obserwuje się nadmierny spadek ciśnienia po filtrze, zaraz po płukaniu filtrów.

przyczyna:
Nastąpiło nagromadzenie drobnego materiału na powierzchni złoża.

rozwiązanie:
Po płukaniu wstecznym należy zgarnąć drobny materiał z powierzchni złoża. W skrajnie trudnych przypadkach może być konieczna wymiana złoża.
--------------------------

przyczyna:
Płukanie wsteczne jest niewystarczające.

rozwiązanie:
Należy zwiększyć płukanie wsteczne do  ok.  24 - 30 m3/m2h (10 - 12 gpm/sq ft).
--------------------------

przyczyna:
Nastąpiło scementowanie złoża wzdłuż średnicy filtra.

rozwiązanie:
Należy zerwać scementowane obszary poprzez odpowiednie płukanie wodno - powietrzne. Może być konieczna wymiana złoża.
--------------------------

przyczyna:
W wodzie ze studni znajduje się drobny piasek, ił, glina koloidalna.

rozwiązanie:
Należy sprawdzić zasilanie studni, szczególnie bezpośrednio po uruchomieniu pompy. Na początku woda powinna być pompowana na zewnątrz.
--------------------------

PROBLEM 4: 
Po kliku różnych filtrach jakość wody jest różna - albo dobra, albo zła.

przyczyna:
Występuje nierównomierne dawkowanie chemikaliów.

rozwiązanie:
Substancje chemiczne powinny być dodawane w punkcie dokładnego wymieszania z wodą surową, przed rozdziałem na wszystkie filtry.
--------------------------

PROBLEM 5: 
W systemach z regeneracją ciągłą. Przebicie żelaza (stężenie żelaza jest wyższe niż dopuszczalne) następuje zbyt szybko, w stosunku do spadku ciśnienia na filtrze.

przyczyna:
Żelazo jest filtrowane wgłąb filtra, a to nie wywołuje strat ciśnienia.

rozwiązanie:
Płukanie wsteczne powinno być rozpoczynane z uwagi na przefiltrowanie odpowiedniej ilości wody, a strata ciśnienia może być tylko rezerwowym sygnałem do rozpoczęcia płukania.
--------------------------
PROBLEM 6: 
W systemach z regeneracją ciągłą. Popłuczyny mają słabo różowy kolor.

przyczyna:
Dawka utleniacza do regeneracji jest zbyt wysoka.

rozwiązanie:
Filtry powinny działać bez dawkowania utleniacza ok 1 - 2 godziny. Po tym czasie należy zmienić ustawienia dozowania, na niższe dawki. 
--------------------------

PROBLEM 7: 
W systemach z regeneracją okresową (np. w filtrach domowych). Filtr ma niską pojemność - nie może zatrzymać odpowiednio dużo zanieczyszczeń.

przyczyna:
Ziarna złoża zostały pozbawione warstwy tlenków mangan wskutek niewystarczającej regeneracji. Może to być wyjątkowo kłopotliwe w przypadku wody z wysoką zawartością siarczków.

rozwiązanie:
Należy zwiększyć częstotliwość regeneracji. Jeśli woda zawiera siarczki dodatkowo należy zastosować dawkowanie przed filtrem związków Cl2. Może zaistnieć konieczność wymiany złoża.
--------------------------
przyczyna:
Greensand Plus został znacząco zanieczyszczony żelazem.

rozwiązanie:
Należy zastosować dozowanie ciągłe środka do regeneracji oraz układ złóż antracyt - Greensand Plus do wstępnego zatrzymywania żelaza.

--------------------------
przyczyna:
Nastąpiło powiększenie się ziaren złoża, przez znaczny przyrost tlenków manganu.

rozwiązanie:
Należy zwiększyć częstotliwość regeneracji. Może zaistnieć konieczność wymiany złoża.

Opracowano na podstawie "Podręcznika do rozwiązywania problemów" - http://www.inversand.com/TS.htm