Clasificarea staţiilor de tratare

Staţii de dedurizare a apei

Fig. 1

Dedurizarea este procesul care permite eliminarea calciului şi a magneziului din apă. Aceste

două elemente, împreuna cu prezenţa bicarbonaţilor, sunt principala cauză a depunerilor în

interiorul instalaţiilor termice sau casnice (sisteme de încalzire, maşini de călcat, de spălat).

De asemenea pot produce probleme mari şi în procesele indusrtiale. Procesul de dedurizare se

realizează în mod normal prin trecerea apei prin straturi de răşini de schimb ionic (mase

cationice). Răşinile conţinute în coloane schimbă ionii de sodiu cu care acestea sunt încărcate cu

ionii de calciu şi magneziu (Ca2+ şi Mg2+) din apa de tratat. Când răşinile sunt “epuizate”, ele sunt

pline de calciu şi magneziu (Ca2+ şi Mg2+) în timp ce conţinutul de ioni de sodiu, necesari pentru

schimb, este sărac. Aceasta duce la necesitatea regenerării răşinilor. Apa prelevată din pânzele

freatice sau din izvoare conţine substanţe dizolvate de tot felul. Dintre acestea, prezenţa

bicarbonaţilor de calciu şi magneziu, în funcţie de concentraţia lor şi de destinaţia apei, poate da

naştere unor inconveniente serioase. Creşterea temperaturii apei provoacă eliberarea unei părţi

din bioxidul de carbon (care, fiind un gaz, este din ce în ce mai puţin solubil pe masură ce creşte

temperatura), având drept consecinţă pierderea echilibrului anterior. Pentru a-l restabili, are loc o

reacţie chimică de producere de bioxid de carbon, transformând în acelaşi timp bicarbonaţii de

calciu şi magneziu în carbonaţi de calciu şi magneziu, substanţe puţin solubile şi care ţind să se

precipite formând depunerile numite calcar sau piatră.

Regenerarea înseamnă refacerea încărcăturii de ioni de sodiu a masei cationice; aceştia se găsesc

în clorura de sodiu (NaCl), cunoscută şi drept sare de bucătărie. În timpul regenerării are loc un

schimb invers între ionii de sodiu şi cei de calciu şi magneziu acumulaţi, care sunt eliminaţi prin

racordul de golire.

Staţiile de dedurizare NOBEL prepară automat saramura din sarea (NaCl) introdusă în

rezervorul respectiv sub formă de granule sau tablete. Gama dedurizatoarelor NOBEL este

adecvată tratării apei atât în aplicaţiile casnice cât şi în aplicaţiile industriale. Toate materialele

din care sunt realizate aceste echipamente, inclusiv răşinile, sunt adecvate contactului cu apa

potabilă şi nu influenţează negativ gradul de potabilitate al apei.

Depunerile calcaroase

Depunerile se formează prin precipitarea carbonaţilor conţinuţi în apă, mai ales a carbonaţilor de

calciu şi magneziu, ca urmare a creşterii temperaturii apei. Depunerile calcaroase tind să se

formeze, în mare parte, pe suprafeţele metalice de schimb termic (cazane, centrale termice

murale, schimbătoare de căldură, boilere, rezistenţelor maşinilor de spălat); grosimea depunerilor

este extrem de neuniformă, provocând variaţii notabile ale temperaturilor în diferite puncte ale

suprafeţelor de schimb termic, ca şi solicitări diferenţiate ale metalului. În acelaşi timp, aceste

depuneri se formează şi pe conductele instalaţiilor de încalzire sau ale instalaţiilor sanitare,

ducând la reducerea secţiunii lor şi deci la debite reduse şi pierderi de presiune mari. În cazuri

extreme, se ajunge chiar şi la obturarea completa a ţevilor.

Apa dedurizată poate avea deci numeroase utilizări atât în domeniul civil cât şi în cel industrial,

respectiv oriunde ea are posibilitatea de a provoca inconveniente.

În domeniul civil se dedurizează (cel puţin parţial) chiar şi apa potabilă, fie pentru avantajele de

tip “igienico-sanitar” (mirosul şi moliciunea hainelor şi a parului spălate cu apă dedurizată), cât

şi pentru a feri de depuneri instalaţiile.

Trebuie totuşi subliniat că dedurizarea apei nu trebuie interpretată ca o purificare sau o

potabilizare a apei, întrucât cu excepţia durităţii, toate celelalte caracteristici rămân neschimbate,

inclusiv conţinutul total de săruri (se elimină calciul şi magneziul, dar sunt înlocuite cu sodiu).

Staţii de demineralizarea a apei

Procesul de demineralizare este un procedeu de îndepărtare cvasi-totală a sărurilor din apa brută

şi este bazat pe schimbul de ioni. Raşina conţinută în coloana cationică schimbă cu ioni de

hidrogen toţi ionii metalici cu care este încărcată. Când răşinile sunt încarcate complet cu ioni de

metal (cationic) spunem că ele sunt epuizate, nemaiavând ioni de hidrogen disponibili pentru a

schimba şi necesitând o regenerare. Schimbătorul de anioni completează procesul de deionizare.

Răşinile din coloana anionică schimbă toţi anionii acizi din apa brută cu ionii de OH conţinuţi în

ele, la final fiind de asemenea necesară regenerarea. Aceasta constă în schimbarea ionilor de H şi

OH disponibili în regenerantul chimic (HCl şi NaOH) cu ionii de metal şi ionii acizi reţinuţi din

apa brută, care sunt evacuaţi în vederea tratării. Începerea regenerării este de obicei programată

în funcţie de conductivitatea apei tratate şi este comandată de panoul de control al staţiei de

demineralizare.

Regenerarea constă dintr-o spălare inversă şi o injecţie de regenerant chimic, urmate de o clătire

a răşinii. Aceste operaţiuni se derulează pentru ambele schimbătoare (cationic şi anionic)

Regenerarea completă (spălare inversă - injecţie chimică - clătire) a ambelor schimbătoare

durează cca. 180 minute.

Fig. 2

Procesul tehnologic de tratare al acestor tip de statii este alcatuit din:

1. Coagularea / Flocularea / Oxidare / Control pH. Apele de suprafaţă conţin o mare cantitate de

substanţe coloidale. Aceste substanţe au greutatea specifică foarte apropiată de cea a apei şi în

mod practic ele rămân în suspensie timp îndelungat. Această stabilitate a particulelor coloidale

este dată de faptul că într-o soluţie apoasă în jurul acestor particule se formează pelicule cu

sarcini electrice de acelaşi sens, care fac particulele să se respingă reciproc. În vederea accelerării

procesului decantării se folosesc anumiţi reactivi care prin dizolvarea lor în apă produc ioni de

sens contrar particulelor coloidale. Neutralizarea partială a acestor sarcini conduce la

aglomerarea coloizilor în flocoane mai mari şi mai grele reducând astfel timpul de depunere.

Prin acest proces de coagulare - floculare are loc o reducere considerabilă a turbidităţii precum şi

a culorii apei.

Oxidarea are loc prin intermediul unei pompe dozatoare pentru hipoclorit de sodiu în conducta

principală în scopul creşterii vitezei de oxidare a fierului şi a materiei organice oxidabile. Prin

această procedură se elimină şi diversele gaze aflate în apă (hidrogen sulfurat, amoniac), dar se şi

asigură protecţie antibacteriană permanentă.

Datorită variaţiilor de pH se impune corectarea acestuia în aşa fel încât apele să aibă un pH

cuprins între 6,5 - 8,5. Cantitatea de substanţă chimică dozată este în funcţie de caracteristicile

chimice şi impurităţile apei.

Sistemul este compus din: pompa dozatoare de agent floculant (sulfat de aluminiu Al2(SO4)3),

pompa dozatoare pentru oxidare (dozare de hipoclorit de sodiu), corecţia pH-ului se face cu

ajutorul H2SO4 98% sau a NaOH 40%, tablou automat de control al dozajului, dispozitivul de

injecţie al agenţilor chimici în conductă.

2. Amestecare rapidă

Amestecul are loc în tubulatura de reacţie instalată în aval de sistemul de injectare a substanţelor

chimice pentru a asigura amestecarea energică a acestora cu apa, realizând astfel omogenizarea

acestor substanţe chimice cu apa de tratat. Acest lucru asigură o performanţă crescută a utilizării

substanţelor dozate.

3.Decantor lamelar

Decantarea apei este un proces de separare a particulelor solide din suspensie, prin acţiunea

fortelor gravitaţionale, astfel ca amestecul lichid-solid este separat în lichidul limpezit, pe de o

parte, şi suspensiile concentrate, pe de altă parte. Aceste procese se realizează în instalaţii

speciale, numite decantoare. Decantorul lamelar este o cameră de decantare echipată cu module,

având orificii hexagonale, care asigură decantarea flocoanelor reziduale. Apa decantată esta

captată printr-o reţea de găuri. În funcţie de dimensiunea decantorului, evacuarea namolui se face

folosind o pompă gravitaţională.

Domeniul de utilizare a decantoarelor lamelare sunt variate: producţia apei potabile, tratarea

apelor provenite din spălarea filtrelor.

4. Sistem Multimedia de filtrare

Se elimină impurităţi mecanice şi suspendate cu fineţe de până la 10 microni, obţinându-se

totodată şi o reducere a turbidităţii. Filtru multimedia nu trebuie schimbat, staţia se regenerează

automat la un timp prestabilit. În acest fel se asigură o exploatare îndelungată a filtrului cu un

cost de întreţinere foarte scăzut.

5. Dezinfectarea

Se realizează prin injecţia de hipoclorit de sodiu care are în principal rolul de a asigura protecţia

antibacteriană de-a lungul reţelei de conducte până la punctul final de utilizare. Dozarea soluţiei

se realizează computerizat cu ajutorul unei pompe dozatoare şi a doi senzori (pentru măsurarea

on-line a clorului rezidual) montaţi în aval şi în amonte de dispozitivul de injecţie de hipoclorit

de sodiu.

Staţie eliminare amoniu (NH3)

Fig.3

Dezvoltarea economiei a dus la creşterea rapidă a necesarului de apă, asociată concomitent cu

creşterea cantităţii de apă reziduală şi diversificarea gamei de poluanţi. În acest context alarmant,

problemele legate de gospodărirea, tratarea şi purificarea apei devin foarte importante.

Ca urmare a dezvoltării fără precedent a oraşelor şi industriei, folosirea de îngrăşăminte chimice

în agricultură, dezvoltatea crescătoriilor de animale şi păsări conduc nemijlocit la evacuarea unor

mari cantităţi de ape uzate conţinând importante substanţe poluante. Descărcarea lor în receptori

are ca rezultat, atunci când măsurile de protecţia mediului sunt insuficiente, impurificarea acestor

ape de suprafaţă şi subterane.

Epurarea apelor uzate menajere şi industriale are o importanţă din ce în ce mai mare pe plan

mondial legată de dezvoltarea intensă a industriei şi creşterea populaţiei, în scopul limitării

impurificăriii cursurilor de apă în vederea asigurării unei calităţi corespunzătoare tuturor

utilizărilor.

O literatură bogată reflectă importanţa fosforului şi azotului în procesele biologice. Dar în zilele

noastre contribuţia compuşilor naturali la creşterea conţinutului de fosfor şi azot în apele de

suprafaţă este mică în raport cu contaminarea de origine agricolă. Cu toate acestea, oricare ar fi

forma chimică originală sub care se găsesc legaţi atomii de fosfor şi azot este necesară stabilirea

unor metode de separare a compuşilor cu fosfor şi azot din apele reziduale. Prezenţa fosforului şi

azotului in apele reziduale este de regulă sub formă anorganică şi sub formă organică.

Având în vedere problema deosebită a poluării apelor reziduale cu ionii fosfat şi amoniu, studiul

posibilităţilor de eliminare a acestora constituie o problemă deosebit de importantă privind

protecţia mediului şi sănătaţii umane.

Fenomenul de eutrofizare este determinat nu numai de substanţele nutritive ci şi de alţi factori

fizico-chimici. Acest fenomen poate fi observat în special în apele cu viteză mică de curgere

(canale) sau ape stătătoare. Pentru a preveni acest fenomen de eutrofizare pot fi luate o serie de

măsuri dintre care şi reducerea conţinutului de substanţe nutritive, respectiv a ionilor amoniu şi

fosfat.

Principalele surse de poluare cu ioni amoniu şi fosfat sunt: apele din industria îngrăşămintelor,

apele menajere, utilizarea detergenţilor cu conţinut de fosfaţi şi amoniu, apele provenite din

agricultură şi zootehnie.

Tab. 1 Fişa tehnică:

Răşinălitri

85

Valvă comandăracorduri

RX-63B-DVS+GYAF/1"

Debitm3/h

1.0

Debit respalaretimp

2.0 mc/h

GreutateKg

145

Volum rezervor saramură 145 litri

Mărimel*L*H

950*650*1800

Avantajele instalării a unei staţii Puri Optima de eliminare amoniu

Consum redus de sare şi apă în momentul regenerării raportat la consumul unei staţii de

deferizare, demanganizare + dedurizator,

Functionare automată, nu necesită supraveghere,

Valva de comandă cu microprocesor şi memorie nevolatilă EEPROM,

Valva de comandă axială cu discuri ceramice extrem de fiabilă faţă de valvele de comandă

clasice cu came mecanice,

Valva de comandă permite setarea individuală a fiecărei faze de regenerare sau se poate autoseta

prin introducerea durităţii,

Singurul consumabil este sarea pastilată pentru regenerarea mediului de filtrare,

Funcţie de igienizare "Holiday", dacă în decurs de 14 zile nu se consumă apa staţia îşi face o

regenerare automată pentru a nu se dezvolta bacterii în coloana de răşină,

Sarea se adaugă şi nu trebuie scoasa sau înlocuită, ci doar completată, în timp; sarea se consumă

numai dacă există consum de apă tratată,

Mediul de filtrare poate fi folosit între 12 şi 15 ani fără a fi schimbat

Răşina schimbătoare de ioni pentru uz alimentar cu capacitate de schimb ridicată.

Staţie completă pentru o gospodărie

Fig. 4

Descriere

Instalatţia din imagine este ideală pentru casele construite la marginea oraşelor şi sursa de apă

provine din subteran. Este stiut faptul că apa provenită din subteran de cele mai multe ori nu este

conformă. Chiar dacă imediat după săpătură, apa reiese conformă în urma primei analize, este

posibil ca dupa un timp, apa să sufere modificări chimice în compoziţia ei şi să devină

neconformă consumului uman. Tocmai de aceea legea obligă proprietarii de fântâni sau puţuri

forate să repete analiza apei la fiecare 6 luni.

Instalaţia din imagine este compusă din sisteme de filtrare, dedurizare, purificare şi sterlizare,

astfel încât indiferent de evoluţia apei din subteran apa să fie în permanenţă sigură pentru

consumul uman din toate punctele de vedere (fizic, chimic şi microbiologic).

Descrierea instalaţiei:

a. filtru specializat pentru sedimente pana la 5 microni,

b. dedurizator pentru a rezolva problema durităţii apei. Elimină sărurile de calcar şi magneziu

prezente frecvent în apele subterane. Aceste săruri dau duritate apei şi sunt extraordinar de

dăunătoare atât instalaţiei întregi cât şi tuturor maşinilor electrocasnice ce funcţionează cu apă.

c. purificator de apă cu osmoză inversă. Acest sistem are înglobată tehnologie recentă de

purificare a apei atât din punct de vedere fizic cât şi chimic (tot ce este deja dizolvat în apă).

Asigură o apă hiperfiltrată (plată) pentru intreaga reţea de consumatori din casă.

d. rezervor de apă (uz alimentar), unde se stochează apa purificată pentru a fi consumată atunci

când este nevoie. Asigură în permanenţă un stoc tampon de apă purificată pentru consumul

casei. 

e. hidroforul are rolul de a împinge în reţea cu presiunea dorită, apa din rezervor. Acest hidrofor

este foarte fiabil şi silentios. Produce un zgomot abia perceptibil. Datorită acestui fapt, este ideal

daca este amplasat în camera tehnică iar aceasta este în interiorul casei. Funcţionarea lui nu

deranjează.

f. sterilizatorul cu ultraviolete sterilizează apa din punct de vedere microbiologic. Este ştiut

faptul că apa şi aerul intreţin viaţa. Oriunde pe traseul apei se pot forma viruşi sau bacterii mai

mulţi sau mai puţini. Tocmai de aceea, acest sterilizator vine şi defineste calitatea apei

Apă brută

Apă potabilă

Filtrare Dedurizare Purificare Sterilizare

(sterilizând-o) ca şi ultim stadiu, chiar înainte ca aceasta să fie împinsă în reţea spre consum. Prin

sterilizare se distruge pana la 100% din viruşii şi bacteriile existenţi în apă. Este singura metodă

atât de sigură şi în acelaşi timp ecologică 100%.

Echipamentele de tratare - potabilizare

Potabilizarea şi tratarea apei în scopul utilizării în procese industriale nu sunt posibile fără

utilizarea de echipamente moderne, fiabile şi, nu în ultimul rând, corect alese şi dimensionate în

funcţie de apa ce trebuie tratată.

În funcţie de contaminanţii prezenţi în apă şi scopul utilizării apei tratate, se utilizează unul sau

mai multe tipuri de echipamente, precum cele prezentate mai jos:

Filtre mecanice - utilizare casnică

Fig. 5

Filtrarea mecanică este suficientă în cazurile în care apa este contaminată doar cu suspensii. Sunt

astfel eliminate impurităţile care pot să apară pe traseele de conducte de-a lungul circuitului de la

sursa de apă şi până la consumator; acestea (calcar, rugină, nisip, suspensii diverse) pot cauza

depuneri, coroziune, abraziune, deteriorarea vanelor, pompelor, reductoarelor, din instalaţii.

Modelele se diferenţiază în funcţie de diametrul racordurilor, debitul necesar, presiunea de

funcţionare, gradul de filtrare şi materialele de execuţie.

Filtrele pot fi înglobate în instalaţii complexe de tratare, cu dedurizator, sterilizator şi osmoză

inversă, în funcţie de gradul de poluare a apei şi recomandările specialiştilor care au dimensionat

echipamentele de tratare.

Filtre mecanice - utilizare industrială

Fig. 6

Filtrele sunt utilizate frecvent şi în aplicaţii comerciale, comunale sau industriale, de cele mai

multe ori constituind treapta mecanică a unei instalaţii complexe de tratare a apei.

Debit 600 - 1.000.000 litri/oră

Utilizare: comunală, comercială şi industrială

Filtre multimedia

Fig. 7

Filtrele multimedia (cu diferite medii de filtrare) sunt adaptate unor utilizări specifice, pentru

îndepărtarea:

ionilor de fier şi mangan

eliminare gust, miros, culoare, turbiditate

neutralizarea apelor acide

Se utilizează diferite medii filtrante în funcţie de compoziţia şi utilizarea finală a apei.

Următoarele tipuri de filtre sunt particularizate pentru: eliminarea radonului din apă, aerare

pentru eliminarea ionilor de fier şi mangan.

Dedurizatoare - utilizare casnică

Fig. 8

În cazurile în care filtrarea mecanică se dovedeşte  insuficientă, săpunul care intră în contact cu

apa nu face spumă, apa lasă pete după evaporare şi prezintă gust, miros sau culoare, aceasta

înseamnă că ionii de calciu şi magneziu sunt prezenţi din abundenţă în apă, alături de clor,

diverse substanţe organice, fier ionic, hidrogen sulfurat.

Tratarea se efectuează prin filtrarea apei în straturi de diferite răşini schimbătoare de ioni sau

medii filtrante, în funcţie de compoziţia şi utilizarea finală a apei.

Dedurizatoare - utilizare industrială

Fig. 9

Dedurizatoarele utilizate în aplicaţii comunale, comerciale şi industriale trebuie să răspundă mai

multor cerinţe simultan: funcţionare continuă, debite mari de apă tratată, construcţie solidă,

integrare în instalaţii complexe de tratare, etc.

În aceste cazuri se folosesc modelele duplex, ce permit dedurizarea apei printr-un rezervor chiar

şi atunci când celălalt rezervor este în faza de regenerare.

Debite:      600 - 100.000 litri/oră

Utilizare:    comercială, comunală şi industrială

Osmoză inversă

Fig. 10

Tratarea apei pe bază de osmoză inversă este cea mai performantă tehnologie. Se foloseşte

presiunea apei pentru a inversa un proces natural numit osmoză. Apa sub presiune este forţată să

treacă printr-o membrană semi-permeabilă prin care sunt filtrate mineralele şi impurităţile.

Osmoza inversă înlătura din apă compuşi chimici periculoşi pentru sănătate conţinând: arseniu,

bariu, cadmiu, crom (Cr3+/Cr6+), cupru, plumb, nitraţi, nitriţi, radiu, seleniu, amoniu, bicarbonaţi,

bromuri, clor liber, cloruri, magneziu, sodiu, sulfaţi, tanin, zinc, aluminiu, precum şi turbiditate,

gust neplăcut şi miros, microorganisme.

Sistemul pune la dispoziţie apă plată de masă, cu gust plăcut, ideală pentru gătit şi băut.

Mâncarea se va prepara mai uşor şi va fi mai gustoasă.

Acelaşi principiu de funcţionare este utilizat şi de echipamentele industriale ce produc apă

ultrapură de proces pentru industriile cosmetică, farmaceutică, băuturi alcoolice şi răcoritoare.

Debite:       100 - 100.000 litri/oră.

Utilizare:     casnică, comercială şi industrială

Sterilizare cu radiaţii U.V.

Fig. 12

Sterilizarea microbiologică a apei potabile se bazează pe capacitatea radiaţiilor U.V. de a

distruge codul genetic al bacteriilor, viruşilor, ciupercilor, protozoarelor şi mucegaiurilor. Apa

astfel tratată nu prezintă nici o modificare chimică, de gust sau miros.

Debite:     300 - 160.000 litri/oră.

Utilizare:   casnică, comercială şi industrială

Filtre cu nisip cuartos

Filtrarea printr-un strat de nisip este un proces mecanic ce permite înlaturarea particulelor solide

(de dimensiuni mici) din apă.

Cu cât viteza debitului de apă prin patul filtrant este mai mică cu atât procesul de filtrare este mai

bun.

În timpul procesului, pe măsură ce stratul filtrant reţine mai multe suspensii solide, filtrarea

devine tot mai bună datorita faptului că particulele astfel reţinute vor juca acelaşi rol ca şi stratul

filtrant. Datorită acestui fapt pierderea de sarcina în interiorul filtrului creşte.

Pierderea de sarcină maximă admisă la filtrele NOBEL este de 1 bar (100 kPa), după care este

necesară spălarea inversă a stratului filtrant.

Rolul spălării inverse este de a reface eficienăa patului filtrant, înlaturând particulele solide

reţinute în timpul funcţionării, ea realizându-se cu ajutorul unui debit stabilit de apă ce strabate

stratul filtrant.

Funcţionarea sistemelor este controlată de un programator automat ce permite stabilirea zilei şi a

orei de regenerare (spalare inversă). Există şi posibilitatea adoptării unui dispozitiv special care

să comande spălarea inversă la o atingerea unei pierderi de presiune prestabilite pe filtru.

Pentru o buna funcţionare a filtrelor, spălarea inversă trebuie realizată înainte ca pierderea de

sarcină să atingă valoarea de 1 bar (100 kPa). De aceea se recomandă ca stabilirea regenerării să

se facă pentru o cădere de presiune de 0,6 – 0,7 bar (60 – 70 kPa).