Prerada (kondicioniranje) vode

Ako voda usled zagađenja ili kakvih sastojaka koji joj kvare izgled ili ukus, kao što su: gvožđe, mangan, mutnoća itd., nije podesna za piće u prirodnom stanju, ili nije podesna za pojedine industrijske procese usled velike tvrdoće ili kakvih drugih štetnih sastojaka, ona se mora preraditi (kondicionirati), pročišćavati, ako nije mogućno da se obezbedi kvalitativno bolja voda.

Tehnika pročišćavanja vode razvila se tako da nema zagađene vode koja se ne bi mogla pročistiti. U najvažnije procese pročišćavanja ubrajaju se:

Uklanjanje gasova iz vode

1) Odstranjenje štetnih gasova iz vode. To se postiže vetrenjem (aeracijom). Ako se želi smanjenje štetnog uticaja vode, aeracijom se može iz nje ukloniti SO2, a dodavanjem kiseonika iz atmosfere ubrzava se proces mineralizacije. Aeracijom se voda može osloboditi i drugih štetnih gasova, kao što su: metan i sumporovodonik, a isto tako i mirisa koji ona može dobiti od alga ― vodenog bilja. Aeracija se izvodi štrcanjem vode pod pritiskom u tankim mlazevima i razbijanjem mlazeva u kapljice. Tom prilikom kapljice dolaze u dodir sa vazduhom i omogućuju da se vrši izmena gasova.

 Uklanjanje mikroorganizama (klica) i mirisa iz vode

2. Uklanjanje mikroorganizama (klica) i mirisa iz vode u manjim količinama postiže se takođe vetrenjem. Međutim, mnogo efikasniji način da se mirisi uklone i da se spreči razmnožavaše mikroorganizama jeste filtriranje kroz zrnasti aktivni ugljen. Ovaj ugljen dobija se od drvenog ugljena, lignita, kokosovih ljuski, šljivinih koštica i dr. Ima ogromnu snagu upijanja, te se, pre svega, upotrebljava za adsorbovanje mirisa iz vode. U upotrebi je češće kao zrnast materijal za izradu filtra, a ređe se dodaje vodi u vidu praha.

Uklanjanje gvožđa odnosno mangana iz vode

3) Za uklanjanje gvožđa odnosno mangana iz vode primenjuje se takođe vetrenje. Tom prilikom rastvorena jedinjenja gvožđa oksidišu u jedinjenja koja sa vodom prave gvozdeni hidroksid. On se skuplja u pahuljice. Ako se tako provetrena voda pušta da prolazi kroz naslagu tucanika, šljunka ili koksa, pahuljice gvozdenih hidroksida prionuće uz površinu toga materijala, a voda će odozdo oticati čista, bez gvožđa.

Na svakom bunaru, ako voda u njemu sadrži previše gvožđa. može se montirati potpuno jednostavan uređaj. Potrebno je samo da se na bunaru montira crpka, koja potiskuje vodu u cev. Na približno 2 m visine cev se završava rozetom kao kod tuša, okrenutom nadole. Ispod rozete smeste se, jedno ispod drugoga, nekoliko rešeta od pocinkovanog lima. U prvom rešetu je krupan materijal: ugljen. šljunak ili koks; u nižima je isti, ali sve sitniji materijal, u najnižem je samo sitan pesak. U toku crpenja i proticanja kroz rešeta voda se vetri. Pahuljice hidroksida prianjaju uz materijal u rešetima, a na kraju iz najnižeg rešeta ističe pročišćena voda .

Uklanjanje mutnoće kod vode koja je povremeno zamućena neznatnim česticama

4. Uklanjanje mutnoće kod vode koja je povremeno zamućena neznatnim česticama može se postići taloženjem. Taložnice se u tu svrhu prave kao otvorena veštačka jezera, koja služe ne samo za taloženje nego i za autopurifikaciju (samoprečišćavanje) vode. Međutim, ako je mutnoća vode trajna i prouzrokovana sitnim česticama,onda samo taloženje nije dovoljno, zeć se voda posle taloženja pušta da polako prolazi kroz polagane (spore) „engleske“ filtre. Ovi filtri se grade od približno 130 sm debelog sloja finog peska, čija su zrnca manja od 1 mm. Brzina toka vode kroz filtar je oko 5―10 m/dan. Ovakvi filtri se mogu vrlo dobro upotrebiti kod manjih vodovoda, npr. u letnjim kolonijama, na radilištima, a naročito su pogodni za kućne vodovode u zavodima, fabrikama i dr.

Ako su, pak, u pitanju veliki vodovodi, naročito ako je voda jako zagađena, upotrebljava se metod precipitacije u kombinaciji sa brzim filtriranjem. U tom cilju vodi se prvo dodaje aluminijev sulfat u prahu ili tečnosti. Ovaj sulfat vezuje se s onim primesama vode koji joj daju alkalinitet, i stvara s njima pahuljice. Najveći deo euspenzija i organskih materija u vodi, a s njim i gotovo sve bakterije, uhvati se na ove pahuljice. Posle toga voda se sprovodi u taložnice. Ovde se talože sve teže pahuljice, a finije se uklanjaju filtriranjem vode kroz brze (američke) filtre, koji se grade kao i polagani, ali imaju brzinu toka od približno 120 m/dan. (Primeri: beogradski, splitski, buzetski i raški vodovod.)

Omekšavanje tvrde vode namenjnjene za industriju

5) Tvrda voda smeta svakoj industriji. Zato je neophodno omekšavanje svih voda koje su tvrde i zbog toga nepodesne za pojedine industrijske procese (proizvodnju tekstila, kožnih produkata, leda, hartije, proizvodnju pare i pripremu tople vode, itd.)

Omekšavanje tvrde vode može se vršiti na dva načina:

a) Dodavanjem kreča i sode. Dodavanjem kreča uklanja se karbonatna, a dodavanjem sode nekarbonatna tvrdoća vode. Dodavanjem kreča se rastvorljivi bikarbonati u vodi pretvaraju u teško rastvorljive karbonate, koji se talože, a dodavanjem sode se rastvorljivi sulfati, hloridi itd. pretvaraju u teško rastvorljive karbonate i soli, koje se izdvajaju iz vode i ne daju tvrdoću vodi. Na ovaj način tvrdoća se može prilično smanjiti, ali se ne može potpuno ukloniti. Ovaj proces se primenjuje kod gradskih nodovoda, a i kod onih industrija koje mogu podneti izvesnu tvrdoću.

b) Upotrebom prirodnih ili veštačkih silikata,zvanih zeoliti, za filtar, koji sadrže natrijum. Kada tvrda voda prolazi kroz takav filtar od zeolita, soli koje vodi daju tvrdoću ostavljaju u filtru svoj kalcijum i magnezijum iz karbonata, sulfata, hlorida, a umesto njih uzimaju iz filtra natrijum, tako da ove soli više ne prouzrokuju tvrdoću, odnosno ne stvaraju inkrustaciju. Pomoću ove metode može se tvrdoća vode smanjiti do željenog stepena.

Istrošen zeolit može se regenerisati na taj način što se kroz njega pušta rastvor kuhinjske soli, koja zeolitu ostavlja svoj natrijum, a uzima kalcijum i magnezijum. Za takvu regeneraciju zeolita potrebne su velike količine soli, i zbog toga je njihov pogon prilično skup. Zato se ovaj metod upotrebljava samo u malim pogonima i tamo gde je potrebno da se voda proizvede bez ikakve tvrdoće. U poslednje vreme izrađuju se i drugi, tzv. vodonikovi, organogeni i dr. zeoliti, koji mogu iz vode uklanjnti i so, pa prema tome mogu i morsku vodu pretvoriti u slatku. Osim toga ni proizvodnja i regeneracija zeolita nije više tako skupa, te se poslednjih godina oni sve više upotrebljavaju u procesu prečišćavanja voda.

Smanjivanje kiselosti vode

6) Smanjivanje kiselosti vode može se sprovesti kako kod voda koje su postale kisele u toku izvesnih postupaka kondicioniranja tako i kod onih koje su prirodno kisele usled veće količine ugljendioksida. Smanjivanje kiselosti vode je neophodno potrebno, jer kisela voda. nagriza cevi i metale. Vrši se filtriranjem vode kroz zrnasti mermer ili dodavanjem gašenog kreča. Pri tome se ugljendioksid (CO2) vezuje sa kalcijum-karbonatom, odnosno sa kalcijevim hidroksidom. Isti proces se može postići i pomoću vetrenja, gde se CO2 gubi iz vode u atmosferu.

Dezinfekcija vode hlorom (hlorisanjem)

7) Danas se dezinfekcija vode vrši hlorom. Ranije je vršena, izvesno vreme, ozonom i ultraljubičastim zracima. Hlor se dodaje vodi u raznim oblicima: kao hlorni kreč, hipohlorit, hloramin, i kao gasoviti hlor. Njegovo dejstvo je i u malim količinama smrtonosno za mikroorganizme svih vrsta a osobito za bakterije, dok je za čovečji organizam neosetno. Izvesna količina hlora troši se u vodi vezivanjem za organsku materiju i ona se zove hlorna potreba vode. Preostala količina hlora ubija sve bakterije. Kada je poznata hlorna potreba neke vode, može se lako odrediti potrebna količina hlora. Ona treba da bude veća od hlorne potrebe za 0.10―0.50mg.hlora po 1 litru, a redovno je ispod 1 mg. po litru.

Najpoznatiji oblik hlora koji se dodaje vodi je hlorni kreč. Kad je svež, on sadrži do 37% hlora. Veoma je nepostojan, jer u toku toplih dana ili na suncu može za nekoliko nedelja izgubiti sav hlor. Ostavlja jak miris, a pored toga korodira metalne sudove i cevi. Mnogo bolje dezinfekciono sredstvo je hipohlorit, koji sadrži preko 70% hlora. On je mnogo stabilniji od hlornog kreča, jer pri uskladištenju na temperaturi od 30°C gubi za godinu dana najviše 10% hlora, a na nižim temperaturama i manje. Ima osobinu da upija vlagu, i zato ga treba držati u hladnim i sasvim suvim prostorijama. Za rukovanje njim treba da se upotrebljava čist i suv pribor, a on sam mora da se drži odvojeno i daleko od ostalog materijala da ne bi prouzrokovao vatru. U dodiru sa1 terpentinom. hipohlorit može izazvati vatru za nekoliko trenutaka. Kod manjih uređaja hipohlorit je najbolje sredstvo za dezinfekciju vode, jer se može jednostavno i lako upotrebiti. Gasoviti hlor ne dolazi uopšte u obzir za male uređaje. Hipohlorit se u vodenom rastvoru upotrebljava i za dezinfekciju bunara, rezervoara, vodova, uređaja za čišćenje, za transport vode itd. Hipohlorit se brzo rastvara u vodi i njegov rastvor se vrlo lako pripravlja.

Za dezinfekciju vode u velikim vodovodnim sistemima služi obično gasoviti hlor, koji se dobavlja iz fabrika u čeličnim bocama pod pritiskom od 150 atm.

Osim za dezinfekciju vode, hlorisanje se upotrebljava i za druge svrhe, npr. za uništavanje mirisa i olakšavanje filtriranja kad u sirovoj vodi ima mnogo organskih materija.

poprečni presek pogled spreda
Mali uređaj za odstranjivanje gvožđa (deferizaciju) na običnom bunaru na ručni pogon

Uklanjanje hlora iz vode

8. Hiperhlorisanje i dehlorisanje se javljaju u slučajevima kada se ne može sprovesti regulisanje potrebne količine hlora. Da bi se postigla dezinfekcija, vodi se vrlo često dodaje velika količina hlora za koju se smatra da će svakako izvršiti baktericidnu akciju. U takvom slučaju u vodi ostaje velika količina slobodnog hlora, usled čega ona dobija vrlo neugodan miris i nije prijatna za piće. Zbog toga taj ostatak hlora treba ukloniti iz vode, a to se postiže raznim načinima dehlorisanja, kao što su: filtriranjem kroz aktivni ugalj dodavanjem sumpornog dioksida, natrijevog bisulfita ili natrijevog tiosulfata. Filtar od aktivnog ugljena upija sav preostali hlor, a dodavanjem hemikalija vezuje hlor u jedinjenja bez mirisa. Ako u vodi ima makar i malo fenolskih jedinjenja (koja u nju ulaze sa zagađenim vodama iz rafinerija nafte, fabrika katrana i sličnih proizvoda), oni se sa hlorom spajaju u hlorfenole, koji vodi daju jak miris na karbol. Zbog toga je neophodno potrebno da se spreči ulaz takvih materija u vodu koja se hloriše.

Dezinfekcija kišnice krečom

9) Za dezinfekciju vode i vodnih objekata upotrebljava se isto tako i kreč. Prema opitima vršenim sa krečnim mlekom, dezinfekcija kišnice može se izvršiti u roku od 8 do 24 časa kada se u nju stavlja oko 0,1 g gašenog kreča na 1 litar vode. Međutim, ako se trajanje dezinfekcije produži na više dana, isti efekat se može postići i manjom količinom gašenog kreča, odnosno i sa 14 mg kreča na 1 litar vode. U našem narodu odavno je poznato uništavajuće dejstvo kreča na bakterije, pa je kreč još u ranija vremena stavljan u cisterne radi poboljšanja kvaliteta vode. Kreč se uspešno upotrebljava i za dezinfekciju bunara.

Pošto podzemna voda samo izuzetno ima više od 500 mg ukupne tvrdoće po 1 litru, dezinfekcija će svakako biti efikasna sa 0,5 g negašenog ili 0.7 g gašenog kreča po 1 litru vode, s tim što će dezinfekcija trajati oko 12 časova. Ukupna količina negašenog odnosno gašenog kreča izračuna se prema količini vode u bunaru.

Dezinfekcija objekata i sistema za snabdevanje vodom

10) Dezinfekcija objekata za snabdevanje vodom vrši se uvek kada su zagađeni u toku kakvih popravki ili drugih tehničkih radova. Ako je potrebno izvršiti dezinfekciju cisterne, za to se upotrebljava rastvor hlora odnosno hlornog kreča. Posle izvršene dezinfekcije cisternu treba dobro oprati i na kraju ispljuskati čistom vodom.

Dezinfekcija bunara vrši se krečom

Za dezinfekciju bunara preporučuje se takođe rastvor hlornog kreča. Prvo se iscrpe sva voda, pa, pošto se bunar ponovo napuni. u vodu se sipa jak rastvor hlora i ostavi da deluje nekoliko časova Posle toga iscrpe se sva voda, a crpenje se nastavlja sve dok se u vodi oseća hlor.

Dezinfekcija vodovodnih rezervoara obavlja se na isti način kao i dezinfekcija cisterni, a vodovodnih bunara po istom principu kao i dezinfekcija ostalih bunara.

Dezinfekcija vodovodnih cevi

Dezinfekcija ugrađenih vodovodnih cevi vrši se puštanjem kroz njih jako hiperhlorisane vode, koja se onda preko ispusta odvodi u kanalizaciju. Ova dezinfekcija je potrebna posle svakog otvaranja cevnog voda, a vrlo često treba dezinfikovati i krajnje ogranke mreže, u kojima je cirkulacija vode veoma slaba.Improvizovani uređaji za dezinfekciju vode primenjuju se u izvanrednim prilikama, za slučaj suzbijanja kakve epidemije i kada je potrebno obezbediti vodu za piće u radnom ili kakvom drugom logoru itd.

Samostalno ručno filtriranje vode

11) Jedan improvizovan uređaj za filtriranje vode funkcioniše na sledeći način:

Filtriranje iz gornjeg suda u donji mora se vršiti brzinom od 20 cm na 1 sat, tj. površina vode u gornjem sudu ne sme se sniziti više od 20 cm za 1 sat. Veličina zrnaca peska u filtru mora biti manja od 1 mm.

Na istoj strani prikazan je i improvizovani uređaj za hlorisanje vode. U gornjem sudu pripremi se određena količina rastvora hlora, koja stoji izvesno vreme, dok se ne izbistri; tek posle toga dozira se u jedan od donjih sudova tako da svaki litar u donjoj bačvi dobije određenu količinu hlora. Ta količina može se tačno kontrolisati i odrediti pomoću ortotolidina, a mora odstojati najmanje 10 minuta, ali je bolje kada odstoji 30 minuta. U međuvremenu koristi se na isti način hlorisana voda iz drugog suda.

Na improvizovanom uređaju može se izvršiti i hiperhlorisanje, ali u tom slučaju voda mora pre upotrebe polako proticati jotp i kroz filtar od aktivnog uglja. Takav uređaj, koji je adaptiran za transport, dobar je i za vojne svrhe u toku manevara ili u ratu. Podešen je za upotrebu površinske vode, i sastoji se od peščanog filtra, kroz koji voda prethodno prolazi, zatim od hlorisanja sa osiguranim vremenom reakcije, koje se vrši sa velikom dozom hlora paralelno sa crpenjem vode, i najzad od filtra od aktivnog uglja, pomoću koga se, pre nego što voda isteče, oduzme suvišak hlora.