Woda ma w sektorach przemysłowych ogromne znaczenie. Często nie tylko stanowi część produktu końcowego, ale także jest przydatna w obsłudze samych maszyn i procesów przetwórstwa tworzyw i materiałów, jak też do celów socjalno-bytowych w zakładach. Niejednokrotnie jej jakość musi spełniać znacznie bardziej restrykcyjne normy niż jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Oto przegląd systemów uzdatniania wody, które doskonale spełnią swoją rolę w przemyśle.
Woda dobrana do potrzeb w przemyśle
W zależności od gałęzi przemysłowej, jakość wody może mieć zupełnie różna. Wiele przedsiębiorstw, ze względu na swoją specyfikę, wymaga wody o wysokiej czystości chemicznej. Do tego powinna być to także woda pozbawiona jakichkolwiek mikroorganizmów, bezpieczna. Szczególne restrykcje obowiązują zwłaszcza w przemyśle: spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym oraz szeroko rozumianym przetwórstwie.
W zależności od przedsiębiorstwa, woda może pełnić zupełnie inną rolę. Wykorzystuje się ją jako wodę: kotłową, procesową, pitną, do obiegów chłodniczych, płukania, chłodzenia. W każdym przypadku niezbędne są nieco inne parametry i właściwości. Wodę w przemyśle można dostosować idealnie do obowiązujących obostrzeń i oczekiwań, dzięki odpowiednio dobranym metodom uzdatniania wody.
Czym jest uzdatnianie wody?
Uzdatnianie wody to najprościej rzecz ujmując, proces polegający na doprowadzeniu zanieczyszczonej wody do stanu wymaganego do danego zastosowania. W celu uzyskania pożądanych parametrów wody wykorzystuje się procesy takie jak: odżelazianie wody, zmiękczanie wody, demineralizację, filtrację, dezynfekcję, odwróconą osmozę, aerację.
Dobór zastosowanych metod i rozwiązań związanych z uzdatnianiem wody zawsze powinien być poprzedzony kompleksową analizą wody (fizykochemiczną i mikrobiologiczną), przeprowadzoną w profesjonalnym laboratorium.
Jak dobierane są urządzenia do uzdatniania wody w przemyśle?
Najważniejszym kluczem do dobrania odpowiednich metod uzdatniania wody jest przeprowadzenie profesjonalnej analizy wody. Wyniki są kluczowe do dokładnego rozpoznania problemu, tego jak duże są przekroczenia, na jakie inne substancje znajdujące się w wodzie należy zwrócić uwagę przy dobieraniu właściwych złóż oraz parametrów pracy urządzenia.
Oprócz tego dużą rolę odgrywa także wizja lokalna oraz przeprowadzenie wywiadu. Przed doborem urządzeń oraz ich instalacją bardzo istotne jest zapoznanie się z warunkami panującymi w danym zakładzie, poznanie potrzeb i oczekiwań oraz zapoznanie się z urządzeniami i procesami, do których woda będzie wykorzystywana.
Bardzo często metody uzdatniania wody są dobierane także na podstawie testów obciążeniowych. Próbki wody pobierane z konkretnego ujęcia są sprawdzane na różnych rodzajach złóż filtracyjnych w celu doboru najbardziej optymalnych rozwiązań.
Jakiej wody potrzebuje przemysł?
Warto pamiętać i mieć na uwadze, że woda pełni w przemyśle niejedną funkcję. W związku z przypisywaną rolą wodę można podzielić na trzy rodzaje:
- Wodę technologiczną
- Wodę techniczną
- Wodę wtórną
Woda technologiczna jest rodzajem wody wchodzącym w skład produktu. Jest to woda stosowana do obróbki surowca oraz mycia (często w przemyśle spożywczym). To woda, która koniecznie powinna spełniać normy wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Ponadto w wielu gałęziach i zastosowaniach wymagania są znacznie wyższe i należy się do nich restrykcyjnie stosować. Woda techniczna jest rodzajem wody biorącej udział w procesach pośrednich. Wśród nich można wymienić obsługę oraz zasilanie maszyn. Woda wtórna jest wodą, która pochodzi z odzysku po procesach technologicznych. Odzyskiwanie wody jest obecnie bardzo modne wśród przedsiębiorców. To bardzo ekologiczna praktyka, która dodatkowo zmniejsza wydatki. Woda przed ponownym wykorzystaniem jest poddawana licznym procesom uzdatniania.
Jakość wody niezbędnej do danego zastosowania jest najczęściej określana w specjalnych dokumentach i normach prawnych związanych z daną branżą przemysłową i zastosowaniem wody. O rekomendowanych parametrach wody zasilającej najczęściej informują także sami producenci maszyn. Do tych rekomendacji dostosowywana jest dana jakość wody.
Systemy uzdatniania wody w przemyśle
Choć dobór konkretnych urządzeń do uzdatniania wody jest kwestią indywidualną, to można wymienić kilka urządzeń i metod, które najczęściej znajdują swoje zastosowanie w zakładach przemysłowych. Zostaną opisane poniżej.
Montaż stacji uzdatniania wody w przemyśle oprócz doprowadzenia wody do koniecznej w danym zastosowaniu jakości, zapewnia inne wymierne korzyści. Może stanowić: idealną ochronę instalacji przed osadami mineralnymi, ochronę wymienników ciepła przed osadami różnego rodzaju, ochronę instalacji przed osadami biologicznymi, ochronę przed korozjami instalacji wodnych.
Przemysłowe odżelaziacze wody
Zbyt wysokie stężenia żelaza i manganu mogą być sporym problemem. Prawdopodobieństwo potrzeby niwelacji tych substancji z wody jest duże, jeśli przedsiębiorstwo korzysta z wody pochodzącej z własnego ujęcia. Żelazo i mangan są najczęściej pojawiającymi się przekroczeniami w wodach głębinowych. Na jakość wody oddziałują niekorzystnie poprzez zwiększenie jej barwy i mętności. Ponadto kłopot może stanowić wytrącający się podczas przepływu osad, który zmniejsza wydajność, prowadzi do awarii, a ponadto stanowi doskonałe środowisko do rozwoju bakterii manganowych, żelazistych oraz innych mikroorganizmów.
W celu redukcji żelaza i manganu z wody najczęściej stosuje się przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze wody, wykorzystujące w swoim działaniu wstępne napowietrzanie. Ten wybór ma wiele ważnych zalet. Przede wszystkim jest to metoda bardzo ekonomiczna i ekologiczna. Do regeneracji nie są stosowane żadne dodatkowe środki chemiczne – do wody, ani do środowiska nie trafiają więc żadne dodatkowe substancje. Oczyszczanie złoża filtracyjnego odbywa się tylko i wyłącznie z udziałem wody. Inną zaletą jest fakt, że jest to metoda przynosząca bardzo dobre efekty niezależne od przekroczeń w wodzie.
Główną funkcją odżelaziaczy i odmanganiaczy wody jest zamiana formy rozpuszczonej żelaza oraz manganu w nierozpuszczalną, a następnie odfiltrowanie zanieczyszczeń z wody. Wstępne napowietrzanie służy przyspieszeniu wytrącania się żelaza i manganu z wody. Do tego napowietrzanie niweluje możliwość występowania bakterii żelazistych i manganowych w wodzie, ponieważ ta charakteryzuje się dużą zawartością tlenu. Aeracja wody dodatkowo zmniejsza stężenie dwutlenku węgla oraz umożliwia niewielką korektę pH wody. Do procesu usuwania żelaza oraz manganu z wody wykorzystywane są specjalistyczne, trwałe złoża katalityczne. To właśnie na nich zatrzymywane są żelazo i mangan.
Oprócz metody wykorzystującej wstępne napowietrzanie wody, możliwe są do zastosowania także inne, na przykład odżelaziacze i odmanganiacze wody regenerowane nadmanganianem potasu.
Przemysłowe zmiękczacze wody
Przemysłowe zmiękczacze wody stanowią najlepszą drogę do redukcji wysokiego stopnia twardości wody. Dzięki temu niwelowane są problemy z odkładającym się kamiennym osadem. To sprawia, że żywotność instalacji oraz urządzeń mających styczność z wodą znacznie wzrasta, a ich działanie jest zachowywane na tym samym wysokim poziomie. Te urządzenia są szczególnie chętnie stosowane w przypadku układów parowych, układów chłodniczych, przy instalacjach grzewczych.
Zmiękczacze wody stosowane w przemyśle działają na zasadzie wymiany jonowej. Butlę ciśnieniową wypełnia wysokiej klasy żywica jonowymienna, natomiast regeneracja przebiega z udziałem roztworu solanki. W zakładach o dużym zapotrzebowaniu na zmiękczoną wodę zazwyczaj instaluje się całe stacje uzdatniania wody składające się z kilku zmiękczaczy wody działających w trybie równoległym bądź alternującym.
Przemysłowa odwrócona osmoza
Przemysłowe odwrócona osmoza jest bardzo dobrym rozwiązaniem, jeśli w przedsiębiorstwie niezbędna jest woda charakteryzująca się bardzo wysokim stopniem czystości. Te urządzenia są w stanie usunąć z wody nawet do 99% różnych rodzajów zanieczyszczeń, nawet o wielkości pojedynczych jonów, w tym: zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne, metale ciężkie, niektóre rodzaje bakterii oraz wirusów.
Parametry oraz komponenty przemysłowej odwróconej osmozy są dobierane na podstawie wymogów związanych z parametrami surowej wody oraz wymaganiami procesów produkcyjnych. Gałęziami, w których najczęściej wybiera się tą metodę uzdatniania wody są: przemysł spożywczy, przemysł kosmetyczny, farmaceutyczny. Przemysłowa odwrócona osmoza jest także wykorzystywana do odsalania wody morskiej oraz w procesach demineralizacji.
Filtracja mechaniczna w przemyśle
Filtracja mechaniczna jest najczęściej nieodłączną częścią przemysłowych systemów uzdatniania wody. Usuwanie cząstek mechanicznych zazwyczaj stanowi konieczność. W celu usuwania zanieczyszczeń mechanicznych są stosowane różne rodzaje urządzeń. Wiele zależy od warunków panujących w danym zakładzie.
Filtry mechaniczne najczęściej stanowią pierwszy etap uzdatniania wody – nie chodzi tu tylko o oczyszczanie, ale również ochronę pozostałych urządzeń służących uzdatnianiu wody i całych instalacji. Zdarza się, że jest to także proces kończący uzdatnianie wody.
Przemysłowe lampy bakteriobójcze
Woda powinna być czysta pod kątem mikrobiologicznym. To niezbędny warunek praktycznie w każdym przedsiębiorstwie. Pomocne przy sprostaniu temu zadaniu będą przemysłowe lampy bakteriobójcze. Stanowią doskonałą formę dezynfekcji fizycznej wody, ale równie dobrze sprawdzają się w celach prewencyjnych.
Lampy bakteriobójcze stają się coraz popularniejsze, ponieważ promieniowanie UV jest metodą skuteczną, ale i bezpieczną dla środowiska. Przemysłowe lampy UV nie oddziałują na właściwości organoleptyczne wody, nie powodują zmiany smaku, zapachu, barwy, a w wodzie nie pojawiają się żadne dodatkowe substancje. Nie ma też produktów ubocznych dezynfekcji wody. To świetny sposób na dezynfekcję wody – należy jedynie zadbać, aby w wodzie nie było zawiesin ani żadnych cząstek koloidalnych.
Kondycjonowanie wody w przemyśle
Przy wielu działaniach w przedsiębiorstwach niezbędne jest zastosowanie procesów związanych z kondycjonowaniem wody. Dozowanie do niej odpowiednich środków chemicznych, takich jak: antyskalanty, biocydy, inhibitory korozji, sprawi, że nie będzie negatywnie oddziaływała na przestrzeń, w której jest użytkowana. Preparaty chemiczne trafiają do wody dzięki zastosowaniu specjalistycznych systemów pomp dozujących. One same regulują ilość dodawanych do wody preparatów. W skład takiego systemu najczęściej wchodzą: zbiornik z reagentem, przewody doprowadzające, pompa dozująca.
Co się dzieje po montażu systemu uzdatniania wody w przemyśle?
Należy mieć na uwadze, że droga do idealnych parametrów wody w przemyśle wcale nie kończy się na montażu odpowiedniej stacji uzdatniania wody. Ta wymaga właściwej konserwacji i serwisowania. Systemy uzdatniania wody w przemyśle powinny być stale kontrolowane, części ulegające eksploatacji na bieżąco wymieniane, a środki chemiczne niezbędne w działaniu, uzupełniane. Właściwy serwis jest najlepszą drogą do sukcesu i należy o to zadbać.