Uzdatnianie i oczyszczanie wody ze studni głębinowej

Odpowiedź eksperta: Aby poprawnie odpowiedzieć na to pytanie, należy najpierw określić, jakie szkodliwe substancje i w jakim stężeniu występują w wodzie z naszej studni głębinowej. W tym celu trzeba przede wszystkim wykonać fizyko-chemiczne i bakteriologiczne badanie wody.

Badania wody wykonują terenowe stacje Sanepidu oraz inne laboratoria posiadające odpowiednie uprawnienia. Badanie powinno określać następujące parametry: mętność, barwa, smak, zapach, odczyn, utlenialność (CHZT), amoniak, azotany, azotyny, chlorki, siarczany, żelazo, mangan, twardość ogólna, mikrobiologia. W niektórych przypadkach konieczne będzie wykonanie badań uzupełniających, jak określenie zawartości fluoru, fosforu, metali ciężkich.

Ważne: właściwe pobranie próbki do wykonania analizy wody

Dla uzyskania miarodajnych wyników badania, bardzo ważne jest właściwe pobranie próbki. Przed pobraniem próbki z nowej studni lub z instalacji wyłączonej czasowo z użytkowania należy wykonać pompowanie próbne z wydajnością odwiertu przez przynajmniej 48 godzin, następnie odczekać kilkanaście godzin i pompować z wydajnością eksploatacyjną przez dwie, trzy godziny i dopiero pobrać próbkę.

W przypadku poboru próbki z instalacji, będącej w eksploatacji, należy zrzucić przynajmniej trzy objętości hydroforu i po kilkunastu minutach pobrać próbkę. Próbkę pobieramy z punktu będącego najbliżej studni, a więc z zaworu za pompą lub hydroforem. Najlepiej pobrać wodę do uprzednio starannie umytej i wyparzonej barwnej butelki szklanej o pojemności 0,5-0,7 dm3 z zakręcanej plastikowym korkiem. Nalewamy wodę do ¾ butelki zakręcamy i wstrząsamy intensywnie, tę operację powtarzamy przynajmniej dwukrotnie, a następnie napełniamy butelkę do pełna z meniskiem i zakręcamy. 

Przy poborze próbki ważne jest, aby napełniać butelkę laminarnym strumieniem wody. W przypadku wykonywania mikrobiologicznego badania wody próbkę pobieramy do sterylnego naczynia, które otrzymujemy w laboratorium. Przed pobraniem, w takim przypadku, należy zdezynfekować punkt poboru przez opalenie lub przetarcie alkoholem etylowym. Tak pobraną próbkę zawozimy jak najszybciej do laboratorium. Badanie wykonane z próbki pobranej przed kilkoma dniami nie ma kompletnie sensu. 

Gdy dysponujemy wynikami badań, najlepiej zwrócić się do specjalistycznej firmy z prośbą o dobór właściwych filtrów. Ważny przy tym jest wybór firmy, do której się zwracamy. Warto wybrać firmę o większym doświadczeniu i zapytać o referencje. Dobrze zapytać kilka firm i porównać ceny, zwracając uwagę na wielkości i rodzaj oferowanych urządzeń.

A teraz kilka uwag dotyczących zasad wyboru odpowiednich filtrów

W uzdatnianiu wody pochodzącej z własnej studni prawie wyłącznie mają zastosowanie filtry żwirowe. Są to kolumny o średnicach od 25 do 40 cm i wysokości od 1.20 do 1.80 m wypełnione różnymi materiałami filtracyjnymi. Filtry mogą być wyposażone w automatyczne głowice służące do regeneracji złoża. W zależności od rodzaju usuwanych zanieczyszczeń używa się różnych złóż.

Związki żelaza i manganu usuwa się poprzez utlenienie i filtrację, dlatego między pompą a hydroforem umieszczamy wtedy zwężkę Ventouriego czyli tzw. napowietrzacz lub aspirator. Oczywiście niezbędny jest wówczas zbiornik hydroforowy o pojemności ok. 200-300 dm3, koniecznie tradycyjny - z otwartą poduszką powietrzną. Piaski kwarcowe, dolomity, chalcedonity usuwają żelazo. Braunsztyny (Filox, Defeman, Catalox), piroluzyty (Pyrolox), chalcedonity wzbogacane manganem (birm, G1), używane są do usuwania manganu.

Gdy nie ma możliwości napowietrzenia wody, zastosowanie znajdują zeolity manganowe, jak: Manganese Greensand, Greensand Plus, MTM, które mają zdolność ładowania się tlenem poprzez regenerację chemiczną nadmanganianem potasu lub podchlorynem sodu. Usuwanie z wody żelaza i manganu wymaga odpowiedniego odczynu pH w zakresie 7.0 do 8.2, przy czym żelazo jest najlepiej usuwalne przy pH 6.9-7.3, zaś mangan przy pH 7.6-9.5. Do stabilizacji odczynu używane są złoża zawierające dolomit naturalny lub prażony (Klarsanit, Bewaclean, Macclean, Hydrocleanit, Aquacleanit), a także tlenki magnezu (Corosex) lub węglan wapnia (Calcite). 

Przy wysokiej utlenialności i barwie można się spodziewać obecności w wodzie kwasów humusowych i wtedy konieczna jest wstępna koagulacja związkami glinu (chlorosiarczany). Amoniak usuwany jest przez regenerowane solą zeolity naturalne (nitrolite) lub półsyntetyczne (Crystal-Right). Twardość wody usuwa się na drodze wymiany jonowej, za pomocą zmiękczaczy jonitowych z użyciem kationitu silnie kwaśnego w cyklu sodowym. Podobnie, ale używając anionitu w cyklu chlorkowym, można usunąć azotany.

Właściwy dobór zależy także od określenia dobowego i minutowego zużycia wody. Z reguły dla domów jednorodzinnych i mieszkań wystarczające są filtry o wydajności 30-50 dm3/min i 1-2m3 na dobę. Konkretnego wyboru dokonujemy, stosując dla mniejszych obiektów współczynnik jednoczesności Qmin= (Σqi x ni)/√(n-1), gdzie qi to wydajność minutowa i-tego przyboru, ni ilość takich przyborów, zaś n to liczba wszystkich przyborów. Dla większych obiektów używa się współczynników nierównomierności. Wydajność filtrów zależy od straty ciśnienia, która jest proporcjonalna do kwadratu wydajności. Oznacza to, że jeśli przy stracie 0,7 bar dany filtr osiąga wydajność 20 dm3/min (1,2 m3/h), to ten sam filtr, przy przepływie dwukrotnie większym (40 dm3/min), spowoduje stratę ciśnienia czterokrotnie większą (2,8 bar). Zwykle dopuszczalna strata ciśnienia na układzie filtracyjnym nie powinna być większa niż 1 bar.

Może cię zainteresować

Jak działa pompa abisynka? Co jest potrzebne do poboru wody ze studni? Kiedy trzeba zamontować reduktor ciśnienia wody w domowej instalacji? Jak montuje się szybkozłączkę do szamba w ogrodzeniu? ESYBOX MAX - hydroforowa technologia przyszłości! Przydomowa oczyszczalnia ścieków na każde warunki gruntowe Rekuperatory do odzysku ciepła z wody szarej: oszczędność i ekologia Jak podłączyć pływak do pompy wody? Pompy głębinowe w technologii DRYRUN PRO. Co to jest suchobieg? Jak zabezpieczyć pompę do wody przed pracą na sucho? Jak długo pompa może pracować na sucho? MultiSkin PUSH - idealne rozwiązanie do instalacji wody użytkowej i systemów grzewczych w budynkach mieszkalnych Co to jest norma ISO 9001:2015 i jakie są korzyści z certyfikacji dla klientów firmy? Wszystko o rurach spustowych Co powinieneś wiedzieć o programie dofinansowania Moja Woda? Jak zapewnić stabilne ciśnienie wody w domu? Czym się różni anoda magnezowa od tytanowej? Jak przebiega montaż sygnalizatora szamba? Jakie powinno być ciśnienie w instalacji wodnej w domu i jak je zapewnić? Polietylenowa czy kauczukowa - którą izolację rur wybrać? Instalacje sanitarne w nowym domu. Co musisz wiedzieć? Jak działa przewód grzewczy z termostatem? Ochrona rur z wodą przed zamarzaniem Jak zapewnić szczelność połączeń w instalacjach sanitarnych? Jakie rury służą do wykonania instalacji pneumatycznej? Jakie są średnice rur odpływowych z PVC w kanalizacji zewnętrznej? Dlaczego w instalacji c.o. warto stosować filtr magnetyczny?

Zobacz więcej Zwiń

Dość powszechnie funkcjonuje kilka mitów, z którymi chciałbym się tu rozprawić.

1. Odżelazianie i odmanganianie można załatwić jednym aparatem.
   Tak, ale tylko w przypadku gdy manganu jest tylko niewiele mniej niż żelaza, a żelaza nie więcej niż 1,5 mg/dm3 i to tylko wtedy, gdy odczyn jest w granicach 7.4-8.0. W pozostałych przypadkach trzeba stosować dwa aparaty w szeregu, pamiętając, aby pierwszy - odżelaziacz był wystarczająco duży, by mógł wypłukać odmanganiacz. 
2. Zmiękczacz jonitowy usuwa także żelazo i mangan.
   To prawda, ale do czasu - jonit usuwa metale ciężkie lecz zatruwa się nimi i po pewnym czasie przestaje zmiękczać wodę. 
3. Gdy woda brzydko pachnie - filtr węglowy i po kłopocie. Tak, ale tylko wtedy gdy woda jest chlorowana. Na węglu rozmnażają się bakterie! Filtrów węglowych nie powinno się stosować na wodzie z własnej studni. 
4. Jak są bakterie to lampa UV jest dobra na wszystko.
   Tak, ale tylko wtedy, gdy woda mineralnie jest czysta i pod warunkiem zastosowania przed lampą filtru przeciwsedymentowego klasy przynajmniej nominalnej i dokładności 5 mikr. 
5. Twardość i azotany można usuwać w jednym urządzeniu, mieszając kationit z anionitem.
   Tak, ale pod warunkiem że w wodzie jest nie więcej niż 30 mg siarczanów/dm3, jeśli jest więcej złoże sklei się i skamienieje, bowiem produktem takiej wymiany jonowej jest gips. 
6. Jak filtr usuwa żelazo, a nie usuwa manganu, to trzeba podnieść odczyn, dozując ług lub sodę.
   Tak, ale trzeba pamiętać, że gdy naruszamy naturalną równowagę wodorowęglanową to powodujemy wytrącanie się kamienia - efekt posklejane i skamieniałe złoże. Najczęstszą przyczyną upośledzenia procesu odmanganiania jest zbyt duża zawartość żelaza, amoniaku lub niedostatek tlenu. 
7. Gdy mamy hydrofor przeponowy, żelazo, mangan, wysoką utlenialność to jedynym wyjściem jest zastosowanie nieco większego filtru z Greensandem.
   Tak, ale na krótko, bo większy filtr też się zatka, tyle, że po trochę dłuższym czasie. Jak wyżej wspomniałem, usuwanie żelaza i manganu jednocześnie, gdy jest dużo żelaza w ogóle nie jest możliwe, a jeśli już to ze stałym bardzo precyzyjnym dozowaniem KMnO4, co w warunkach domowych jest trudne i kosztowne. Poza tym przy wysokiej utlenialności stosowanie zeolitów manganowych nie jest wskazane, gdyż mają one wtedy tendencję do sklejania się. Wreszcie drobny inżektor głowicy, który służy do pobierania roztworu regenerującego bardzo często zatyka się osadami żelaza i przestaje działać. W rezultacie filtr nie jest prawidłowo regenerowany i ulega uszkodzeniu. 
   Niektórzy instalatorzy proponują zastosowanie włókninowego lub siatkowego filtra ochronnego przed urządzeniem, aby zapobiec zatykaniu się inżektora. Nic z tego. Wskutek dużej ilości żelaza filtr zatka się bardzo szybko i zostanie wymontowany (wyjęty wkład). Rozwiązanie to stosuje się jednak (i polecam) w przypadku ochrony zmiękczaczy - pamiętamy, że nie służą one do odżelaziania ani do odmanganiania wody, a więc pracują na wodzie w miarę czystej. Co zatem robić? Niestety, jeśli przeanalizuje się wszystkie koszty okazuje się, że w takim przypadku lepiej zdecydować się na wymontowanie hydrofora przeponowego i zastosowanie tradycyjnego układu z otwartą poduszką i zwężką napowietrzającą (ewentualnie można zamontować odzyskany zbiornik przeponowy za układem filtracyjnym jako kompensator poborów szczytowych i tym sposobem zmniejszyć wielkość filtrów odżelaziających). 
8. Odwrócona osmoza to najlepszy filtr.
   Tak, ale to filtr do czystej wody i to filtr usuwający z wody wszystko, także niezbędne organizmowi sole mineralne. Można zastosować mineralizację wtórną i po kłopocie, a przecież odwrócona osmoza usuwa także mikrobiologię - odpowiada zręczny sprzedawca. To prawda, ale tylko częściowa. Urządzenie popularnie zwane odwróconą osmozą to zespół filtrów wstępnych, filtr membranowy i bocznikowy zbiornik na permeat, w którym woda zalega tygodniami - idealne miejsce dla infekcji! A więc jeśli już to tylko z lampą UV. Domowe urządzenia z odwróconą osmozą zaprojektowane są do poprawy jakości wody wodociągowej, stabilizowanej chlorem. Do własnej studni - nie polecam. 
9. Najważniejsza jest woda do picia, z resztą jakoś sobie poradzę.
   Tak, woda do picia jest bardzo ważna, ale używamy jej mało (2-5 dm3 na osobę w ciągu doby), podczas gdy na inne cele (mycie, pranie) zużywa się dziennie 100-200 dm3. Trzeba przy tym pamiętać, iż wiele toksycznych substancji (np. azotany, chlorometany, niektóre bakterie) potrafią przenikać także przez skórę. Wreszcie pranie z użyciem wody zażelazionej lub zamanganionej to porażka - bielizna już po jednym praniu praktycznie do wyrzucenia.
10. Najlepsze są drogie filtry (albo, jak kto woli, tanie filtry).
    Ani drogie, ani tanie - tylko odpowiednie. Ale przecież nie wiem, jakie są odpowiednie, więc na wszelki wypadek założę większe niż potrzeba i w ogóle zamontuję filtry na wszystko, bo przecież od przybytku głowa nie boli. Głowa może i nie, ale kieszeń na pewno. Im więcej urządzeń tym większe koszty eksploatacyjne i większe prawdopodobieństwo awarii. Jeśli filtry będą za duże to ich regeneracja za rzadko (zalecam nie rzadziej niż 2 razy na tydzień) i wtedy większa podatność na zakażenia mikrobiologiczne. 

Pamiętajmy, że w domu nie kontrolujemy zbyt często mikrobiologicznej jakości wody i dlatego musimy bardziej ufać urządzeniom niż w przemyśle, gdzie wodę bada się regularnie lub nawet monitoruje on-line. Dlatego najważniejszy jest trafny dobór technologii uzdatniania oraz wielkości urządzeń, stosownie do jakości wody w naszej studni i naszych potrzeb zużycia dobowego i minutowego. Im więcej szczegółowych informacji przekażemy specjaliście, którego zapytamy o właściwe rozwiązanie, tym większa szansa, że będzie ono trafne. Należy przy tym nadmienić, iż podając wyniki analizy wody, trzeba podać wszystkie parametry, także te, których stężenie nie przekracza dopuszczalnych wartości, bowiem mogą one wpływać na sprawność danej technologii uzdatniania.

Uzdatnianie wody niestety nie jest rzeczą łatwą, gdyż wymaga wiedzy z wielu dziedzin, jak: chemia, fizyka, mechanika cieczy, mikrobiologia, elektrotechnika i automatyka. Na rynku funkcjonuje bardzo wiele firm oferujących różne urządzenia, lecz bardzo często sprzedający je ludzie upatrują w swej działalności jedynie źródła dochodów, nie podejrzewając nawet, z jak skomplikowanymi procesami mają do czynienia. Lepiej więc wybrać droższe rozwiązanie oferowane przez doświadczoną firmę niż z pozoru prostsze i tańsze oferowane przez ignoranta, choćby zarzekał się, że ma najlepszy sprzęt na świecie i daje wszelkie gwarancje (spróbuj je potem wyegzekwować!). 

Paweł Polak
Kierownik Działu Filtracji Przemysłowej SECURA BC
fot. L. Jampolska