zmiękczanie wody i usuwanie azotanów w jednym urządzeniu - czyto procesy możliwe do przeprowadzenia razem

Zmiękczanie wody i usuwanie azotanów w jednym urządzeniu - czy to możliwe?

Magda Lewicka
20/04/2021
1

Zmiękczanie wody jest jednym z najczęściej stosowanych procesów. Użytkowanie wody miękkiej zapewnia wiele korzyści w życiu codziennym. Co jednak zrobić, jeśli badania wody wykażą także występowanie w niej azotanów? Czy oba problemy da się zwalczyć z pomocą jednego urządzenia? Czy zmiękczacz wody może usuwać z niej także azotany? Albo odwrotnie – czy stacja do usuwania azotanów będzie w stanie także zmiękczać wodę?

Twarda woda oraz wysokie stężenie azotanów w wodzie stanowią dwa osobne problemy, które mogą wystąpić w wodzie jednocześnie. Nie jest to zaskakujące, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że coraz więcej domów buduje się na obszarach wiejskich, w pobliżu pól uprawnych, co ma spore znaczenie i faktycznie, wysokie stężenia azotanów w wodzie w takich miejscach nie są niczym niezwykłym. Z wielu źródeł można wyczytać i dowiedzieć się, że zarówno wysoki stopień twardości wody, jak też azotany można usuwać za pośrednictwem wymiany jonowej. Czy jednak można tego dokonać z pomocą tylko i wyłącznie jednego urządzenia do uzdatniania wody? Czy z oboma problemami poradzi sobie zmiękczacz wody lub stacja do usuwania azotanów z wody? A może należy zastosować dwa urządzenia jednocześnie?

Twarda woda - powszechny problem

Twarda woda to zjawisko powszechne w Polsce. Na terenie naszego kraju najczęściej spotkamy się z wodą średnio twardą lub twardą, o czym szczegółowe informacje znajdziecie w artykule: Czy w Polsce woda jest twarda? To nie jest problem ze względu na wystąpienie jakiejkolwiek możliwości uszczerbku na zdrowiu, jednak twarda woda jest naprawdę uciążliwa w użytkowaniu i potrafi poczynić wiele szkód.

Przede wszystkim korzystanie z twardej wody wiąże się z większymi wydatkami.  To wyższe rachunki za ogrzewanie, większe zużycie detergentów, trudniejsze sprzątanie, liczne awarie urządzeń mających styczność z wodą i ich znacznie krótsza żywotność. O wszystkich problemach związanych z użytkowaniem twardej wody można przeczytać w artykule: Zmiękczacz wody czy twarda woda? Co się bardziej opłaca?

Przeciwieństwem twardej wody jest woda miękka, czyli taka, która nie zawiera w sobie jonów wapnia i magnezu. To woda, która nie pozostawia po sobie osadu, a wszelkie płyny i środki czystości doskonale się w niej rozpuszczają. Taka woda nie powoduje żadnych awarii, jest przyjazna dla instalacji przez które przepływa. Nie powoduje spadków wydajności, niedrożności, zakamieniania komponentów. Instalacje pozostają w niezmienionym stanie mimo upływu czasu. Podobnie jest z urządzeniami AGD. Przy miękkiej wodzie można też pożegnać się z uciążliwym sprzątaniem. O wszystkich korzyściach, jakie niesie ze sobą wybór miękkiej wody przeczytacie w artykule: Plusy i minusy miękkiej wody - czy warto z niej korzystać w domu?

Azotany w wodzie

Azotany w wodzie są problemem, o którym słychać coraz więcej i częściej. To kłopot wynikający głównie z występowania w glebach dużych ilości nawozów sztucznych. I choć najczęściej można mieć z nim do czynienia na terenach wiejskich, to zdarza się także w miastach i na terenach podmiejskich. Azotany są zanieczyszczeniem chemicznym o sporym i negatywnym oddziaływaniu na organizm. Należy mieć na uwadze, że występują nie tylko w wodzie, ale również w pożywieniu. Przyjmowanie ich w nadmiernych ilościach, do tego regularnie, może powodować spore problemy zdrowotne.

Azotany pod wpływem reakcji chemicznych zachodzących w organizmie mogą być przekształcane w azotyny, które są znacznie bardziej niebezpieczne. Badania sprawdzające ich właściwości w oddziaływaniu na organizm człowieka dowiodły, że są niebezpieczne dla zdrowia i charakteryzują się dużym oddziaływaniem kancerogennym. Azotany są odpowiedzialne za wywoływanie methemoglobinemii, znanej powszechniej jako sinica. Jeśli azotany połączą się z innymi substancjami występującymi w wodzie, mogą prowadzić do powstawania chorób układu krwionośnego.

Polskie normy, zapisane w rozporządzeniu, mówią o tym, że dopuszczalne stężenie nie powinno przekraczać 0,5 mg/l. Zanieczyszczenia mogą być usuwane z wody dzięki zastosowaniu kilku metod. Najpopularniejszą i najczęściej stosowaną do gospodarstw domowych jest odwrócona osmoza, jeśli chodzi jedynie o uzdatnianie wody w kuchni, ale przede wszystkim wymiana jonowa zachodząca w specjalnie przeznaczonym do tego urządzeniu. O samych azotanach wiele możecie dowiedzieć się dodatkowo z artykułu: Szokujące fakty o azotanach w wodzie

Wymiana jonowa - nie zawsze taki sam proces

Jeśli chcemy zminimalizować stopień twardości wody, najlepszym wyjściem będzie zmiękczacz wody działający na zasadzie wymiany jonowej. Z kolei do usuwania azotanów najczęściej wybierane są specjalne stacje do usuwania azotanów z wody. Oba rodzaje urządzeń łączy jedno – wykorzystują do działania proces wymiany jonowej. Z definicji jest to proces fizykochemiczny, w którym jony roztworu elektrolitu ulegają wymianie na jony tego samego znaku, stanowiące część składową nierozpuszczalnych substancji znanych jako jonity. Wymiana jonowa to proces ilościowy i proces odwracalny. To oznacza, że biorą w nim udział takie same ilości jonów dodatnich lub jonów ujemnych.

Wymiana jonowa zawsze przebiega w ten sam sposób i składa się z następujących etapów:

  • Jony przemieszczają się z głębi roztworu na powierzchnię jonitu
  • Przemieszczanie się jonu z ziarna jonitu do grupy jonowymiennej
  • Reakcja chemiczna – dochodzi do podwójnej wymiany
  • Wymieniony jon odrywa się w ziarnie ku jego powierzchni
  • Wymieniony jon odrywa się z powierzchni ziarna i podąża do roztworu

Wymiana jonowa zawsze składa się z tych samych cykli: przygotowania złoża, samego procesu wymiany jonowej, regeneracji i płukania złoża. Na tym jednak podobieństwa w usuwaniu twardości wody i azotanów się kończą.

Wymiana jonowa w zmiękczaczach wody jest związana i możliwa do przeprowadzenia dzięki zastosowaniu kationitów. Wykorzystywane są kationity o charakterze kwasów, albo ewentualnie sole, które podczas procesu wymieniają z roztworem kationy. Zazwyczaj wykorzystywane są kationity o charakterze silnie kwaśnym lub słabo kwaśnym. Proces działania zmiękczacza wody w oparciu o działanie żywicy jonowymiennej został bardzo dokładnie opisany w artykule: Wymiana jonowa - jak to działa w zmiękczaczach wody? Warto też obejrzeć filmik od polskiej marki Ecoperla dotyczący działania zmiękczaczy wody:

A co z azotanami i ich usuwaniem na zasadzie wymiany jonowej? Tu wykorzystywane są anionity, o charakterze zasadowym bądź sole wymieniające z roztworem anionity. Na rynku dostępne są anionity silnie zasadowe oraz słabo zasadowe. I choć proces wymiany jonowej przebiega identycznie, to wykorzystywane są inne złoża i zachodzi wymiana zupełnie innych jonów. Specjalnie dobrane złoże filtracyjne w stacjach do usuwania azotanów z wody wiąże NO3-, a na ich miejsce w wodzie pojawiają się neutralne jony Cl. O zasadzie działania można dowiedzieć się więcej z recenzji produktu Ecoperla Nitratower - wydajnej stacji do usuwania azotanów z wody:

Zarówno w przypadku zmiękczaczy wody, jak i stacji do usuwania z wody azotanów niezbędne jest zastosowanie procesu regeneracji. Aby złoże filtracyjne mogło się zregenerować w jednym i drugim przypadku, bardzo ważne jest zastosowanie soli regeneracyjnej. Należy ją regularnie dosypywać do zbiornika i kontrolować jej stan w zbiorniku solanki. Bez niej i wytwarzania regeneratu o konkretnych właściwościach, nie będzie możliwe prawidłowe działanie urządzeń.

Czy da się jednocześnie przeprowadzić usuwanie azotanów i zmiękczanie wody?

Teoretycznie w niektórych urządzeniach do uzdatniania wody, przeznaczonych do gospodarstw domowych istnieje możliwość usuwania azotanów i zmiękczania wody jednocześnie. W praktyce należy zdawać sobie sprawę, że jest to proces obarczony bardzo dużym ryzykiem i wymaga wstępnego przeprowadzenia dodatkowych badań wody. Więcej o analizie wody w artykule: Analiza wody - wszystko, co musisz wiedzieć przed zleceniem oraz w filmiku od polskiej marki Ecoperla:

Główna przeszkoda do zastosowania tych dwóch procesów jednocześnie polega na tym, że w procesie zmiękczania wody na kationitowej żywicy jonowymiennej, kationy są wymieniane na neutralne jony sodu Na+. W urządzeniach do usuwania azotanów wykorzystywane jest złoże anionitowi, w którym aniony są wymieniane na jony chlorkowe Cl-. W połączeniu po procesie wymiany jonowej może powstawać związek NaCl, dobrze i powszechnie znany pod nazwą soli kuchennej.

Przeprowadzenie dwóch procesów jednocześnie będzie miało sens, jeżeli w surowej wodzie znajduje się niewiele jonów podlegających wymianie bądź jeśli stężenie jonów Na+ i Cl- w wodzie jest niewielkie. Przy takich warunkach istnieje szansa, że stężenie soli w wodzie pozostanie takie samo. Jeżeli jednak któryś z podanych warunków nie zostanie zachowany, może wytworzyć się tak duże stężenie soli, że bez problemu wyczują je użytkownicy wody.

Złoża filtracyjne stosowane do usuwania azotanów są złożami wysoce selektywnymi. To oznacza, że mogą usunąć z wody azotany, większość azotynów, ale oprócz tego dobrze radzą sobie także  z siarczanami. Te złoża nie są w stanie jednak zredukować wodorowęglanów i węglanów. Nie wszystkie aniony są wymieniane na chlorki podczas procesu wymiany jonowej. Jeżeli w wodzie ogólnie znajduje się niewielkie stężenie siarczanów oraz chlorków, to po procesie uzdatniania nadal będzie ich na tyle mało w wodzie, że pozostaną bez znaczenia. To da możliwość dalszego zmiękczania wody bez utraty jej jakości w odniesieniu do walorów smakowych.

Jeżeli jednak woda będzie charakteryzowała się wysokim stopniem twardości, bogata w chlorki i siarczany, słony smak wody będzie mocno odczuwalny. Bardzo istotne są parametry wody surowej. To właśnie na ich podstawie będzie można ocenić wpływ konkretnych procesów na ostateczny wynik uzdatniania wody i jej walory.

Jakie rozwiązanie najlepiej wybrać?

Najlepiej jest wybierać skuteczne i pewne rozwiązania. Jeśli pozwalają na to parametry wody, można wybrać zmiękczacz wody oraz stację do usuwania z wody azotanów. Polecanym zestawem ze względu na wydajność jest Ecoperla Nitratower w połączeniu z dwuczęściowym zmiękczaczem wody Ecoperla Softower. Jeśli obawiasz się o słony smak wody, dodatkowo warto dobrać system odwróconej osmozy, jak na przykład Ecoperla Rosa,

Alternatywną opcją jest założenie centralnego zmiękczacza wody oraz systemu odwróconej osmozy w kuchni do usuwania azotanów z wody przeznaczonej na cele spożywcze. Więcej informacji na ten temat udzielą nasi eksperci. Skontaktuj się w celu doboru najlepszego rozwiązania.

Komentarze

Bardzo ciekawe te filmy na youtube. Dzięki za te artykuły, sporo można się dowiedzieć w temacie uzdatniania :)