Utlenialność wody - jak i dlaczego usuwać

     Utlenialność (czasem oznaczana jako ChZT-Mn, nieraz mierzona jako indeks nadmanganianowi) to wskaźnik opisujący, w sposób umowny, sumaryczną zawartość związków organicznych i niektórych łatwo utleniających się nieorganicznych w wodzie. 

     Wysoką utlenialność należy usuwać z wody, czyli odpowiednio zmniejszyć wartość tego parametru, gdyż bez tego nawet wizualnie, może wyglądać to tak, że woda odżelaziona dalej ma zabarwienie.

     O barwie wody po skutecznym odżelazianiu wspomniano w artykule: Żelazo - obecne.

Podstawy chemiczne

     Utlenialność wyraża się w jednostkach mgO₂/dm³, z tego względu, iż podczas badania określa się ilość tlenu jaka została wykorzystana do utlenienia substancji zawartych w wodzie z nadmanganianu potasu (KMnO₄), który został użyty do oznaczenia, a więc w ściśle określonych warunkach (próbkę ogrzewa się we wrzącej łaźni wodnej, z roztworem nadmanganianu potasu, w środowisku kwaśnym). Oznaczenie przebiega zgodnie z reakcjami:

1. utlenianie związków organicznych
5C₂H₅OH + 12Mn0₄^- + 36H⁺ = 12Mn²⁺ + 10CO₂ + 33H₂O
2. odmiareczkowanie nadmiaru kwasem szczawiowym
5C₂O₄^2- + 2Mn0₄^- + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

     Utlenialność ma znaczenie dla charakterystyki stopnia zanieczyszczenia wody związkami organicznymi pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.

Zmniejszanie utlenialności wody

     Utlenialność wskazuje na obecność w wodzie substancji organicznych oraz nieorganicznych, które są łatwo utleniane, np. związki żelaza, azotu. W celu usunięcia z wody rozpuszczonych związków organicznych pochodzenia naturalnego oraz antropogenicznego, czy też poprawy właściwości organoleptycznych wody, stosuje się filtry węglowe. Wykorzystuje się podczas ich pracy proces adsorpcji zarówno zanieczyszczeń, które pogarszają głównie smak i zapach jak również zanieczyszczeń, których nawet śladowe ilości mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia konsumentów wody. W ten sposób można osiągnąć zmniejszenie wartości utlenialności wody.

     Proces adsorpcji na węglu aktywnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń na powierzchni adsorbentu. Równocześnie zachodzi adsorpcja chemiczna – cząsteczki zanieczyszczeń łączą się w sposób chemiczny z powierzchnią węgla aktywnego, oraz adsorpcja fizyczna – cząsteczki adsorbatu są zatrzymywane na powierzchni złoża. Chemisorpcja jest trwała, stąd wynika okresowa potrzeba wymiany złoża węglowego, natomiast adsorpcja fizyczna wymaga tylko okresowego, wodnego płukania węgla aktywnego.

     Prędkość filtracji wpływa na czas kontaktu wody ze złożem filtracyjnym. Jest to w zasadzie obciążenie hydrauliczne wyrażone jako objętość wody przepływająca w danym czasie, przez konkretną powierzchnię filtracyjną.

     W celu uzyskania pożądanej wartości prędkości filtrowania wody, znając niezbędną wydajność systemu, wyznacza się sumaryczną powierzchnie filtracyjną: S = Q/v_f, gdzie: S - powierzchnia filtracyjna, w m², Q - przepływ wody, wyrażony w m³/h, v_f - prędkość filtracji, w m/h.

Dla filtracji węglowej przyjmuje się prędkość filtracji wynosząca ok. 15 m/h do 20 m/h. Wartości dobiera się eksperymentalnie, podczas eksploatacji.

     Filtracja węglowa nie wyczerpuje możliwości zmniejszania utlenialności, lecz jest najprostszym sposobem w domowych i mniejszych stacjach uzdatniania wody.