Sposoby oczyszczania wody
Woda potrafi rozpuścić w sobie tysiące związków chemicznych, które człowiek codziennie wrzuca wraz ze ściekami do środowiska naturalnego. Aby oczyścić taką skażoną wodę, potrzeba specjalistycznych technologii.
Wyróżnia się trzy rodzaje technologii oczyszczania wody: fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Wśród metod fizycznych znajduje się: gotowanie wody, pasteryzacja, stosowanie ultradźwięków, promieniowanie (UV oraz gamma).
Gotowanie wody oraz pasteryzacja polegają na odkażaniu wody dzięki niszczeniu form organizmów patogennych. Metody te stosuje się w gospodarstwie domowym i w niektórych rodzajach przemysłu spożywczego. Nie nadają się one natomiast w praktyce wodociągowej.
Za pomocą promieniowania UV dokonuje się destrukcji mikroorganizmów (przy długości fali- 265 nm). Działanie dezynfekujące istnieje tylko w czasie naświetlania wody promieniami UV, zatem nie zapobiega ona wtórnemu rozwojowi bakterii w sieci wodociągowej. Nie zmienia ona jednak składu fizyczno-chemicznego wody. Technologia z wykorzystaniem promieniowania UV wymaga sporych nakładów finansowych i musi być uzupełniona końcowym chlorowaniem.
Ultradźwięki również nie zabezpieczają wody przez wtórnym rozwojem mikroorganizmów w sieci wodociągowej. Dlatego też uzupełnia się je o inne technologie dezynfekujące, głównie chemiczne. Skuteczność technologii oczyszczania wody przy użyciu ultradźwięków zależy od natężenia i częstotliwości dźwięku, czasu działania tej metody, a także rodzaju i liczby mikroorganizmów.
Chemiczne technologie oczyszczania wody polegają na wprowadzeniu do wody silnych utleniaczy (np. chloru gazowo-elementarnego, dwutlenku chloru, podchlorynów, chloraminów mineralnych i organicznych, ozonu).
W większości krajów, w tym także i w Polsce, najczęściej w celach dezynfekcji stosuje się chlor gazowy, rzadziej- dwutlenek chloru i ozon.
Biologiczne technologie oczyszczania wody polegają na wykorzystaniu aktywności przyrody ożywionej, np. w środowisku naturalnym gleby, w stawach czy jeziorach, w sztucznie wytworzonym środowisku wewnątrz złóż biologicznych, komór fermentacji ścieków lub komór osadu czynnego. Należą do nich m.in. napowietrzanie i oczyszczanie za pomocą bakterii tlenowych.
W celu oczyszczania wody najczęściej wykorzystuje się następujące procesy:
- napowietrzanie, czyli usuwanie z wody gazów rozpuszczonych i CO2 oraz zwiększenie zawartości tlenu
- koagulację, polegającą na usunięciu cząstek o rozdrobnieniu koloidalnym i innych zanieczyszczeń z wody; w tej metodzie stosuje się sole glinu i żelaza
- sedymentację (metoda opadania), floatację (metoda wznoszenia), które zapewniają eliminację zawiesin, posiadających ciężar właściwy większy lub mniejszy niż woda;
- filtrację, opierającą się na usuwaniu zawiesin połączonych z innymi zanieczyszczeniami; tę technologię dzieli się na: filtrację pospieszną (stosowaną po wcześniejszych procesach oczyszczania wody) oraz filtrację powolną (stosowaną podczas filtracji pospiesznej i procesów biochemicznych)
- usuwanie zawiesin oraz glonów dzięki zastosowaniu mikrosit
- wymianę jonową, stosowaną głównie do celów przemysłowych, a także do usuwania związków powodujących twardość wody, odsalania czy demineralizacji wody
- chemiczne strącanie, które eliminuje niektóre jony, przede wszystkim w celach przemysłowych
- sorpcję na węglu aktywnym, która służy do usuwania rozpuszczalnych związków organicznych, powodujących barwę, smak i zapach wody
- utlenianie chemiczne, służące do usuwania związków barwnych, utleniania żelaza czy manganu oraz związków organicznych; w tego rodzaju technologii stosuje się ozon, chlor i nadmanganian potasu
- procesy membranowe (elektrolizę, odwróconą osmozę, nanofiltrację, odwróconą elektrolizę, ultrafiltrację), wykorzystywane do odsalania wód czy produkcji wody superczystej
- dezynfekcję, niszczącą mikroorganizmy obecne w wodzie oraz zabezpieczającą dobrej jakości sanitarnej wodę w sieci wodociągowej
- infiltrację, której technologia likwiduje zanieczyszczenia (zawiesiny, bakterie, koloidy, glony, pestycydy) w wodach powierzchniowych; w sposób naturalny woda oczyszczana jest w gruncie, natomiast w sztuczny- w stawach infiltracyjnych, a następnie w gruncie
Wszystkie wymienione wyżej technologie oczyszczania wody stosuje się osobno bądź też po sobie w celu uzyskania lepszego efektu.