Procentowy udział wody na ziemi.
Morza i oceany 97%
Lody polarne 2,150%
Wody głębinowe 0,620%
Jeziora 0,017%
Atmosfera 0,001%
Wody rzek 0,0001%
Wody opadowe
Wody powierzchniowe
Wody podziemne
Wody wgłębne
Membrany syntetyczne
Fizyczne
Chemiczne
Bakteriologiczne
Radioaktywne
Skład wód podziemnych zależy od rodzaju i budowy skał i ma stały skład chemiczno-fizyczny w odróżnieniu od wód powierzchniowych.
Woda do picia i do celów gospodarczych nie może zawierać substancji szkodliwych, powinna być przeźroczysta, bezbarwna, bez zapachu, mieć przyjemny i orzeźwiający smak, nie może zawierać bakterii chorobotwórczych oraz nadmiernych ilości manganu, żelaza, chlorków, azotanów, azotynów, siarczanów i wapnia. Uzdatnianie wody wymaga: klarowania, filtrowania, usuwania żelaza i manganu, zmiękczania, poprawiania smaku i odkażania.
Woda do celów przemysłowych - wymagania stawiane tej wodzie zależą od charakteru produkcji i przeznaczenia.
Jest to skłonność cząsteczek chemicznych do łączenia się z wodą.
Atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów.
Procesy te można podzielić na: fizyczne, chemiczne, biologiczne. Woda dostarczana odbiorcom musi spełniać nie tylko wymagania jakościowe, ale również i ilościowe. Do oczyszczania wody wykorzystywane są następujące procesy jednostkowe: napowietrzanie i odpędzanie gazów (stripping), koagulacja, sedymentacja i flotacja, filtracja, cedzenie, wymiana jonowa, chemiczne strącanie, sorpcja na węglu aktywnym, utlenianie chemiczne, procesy membranowe, dezynfekcja, infiltracja itp. Dostarczanie wody z przerwami i wynikające z tego jej magazynowanie przez odbiorców sprzyja zakażaniu. Wahania ciśnienia w sieci mogą powodować zanieczyszczenie wody innymi obcymi wodami zassanymi do sieci wodociągowej. Praktycznie wszystkie (nawet bardzo zanieczyszczone wody) można uzdatnić do właściwego poziomu – ale czy to z ekonomicznego punktu widzenia jest rozsądne.
Węglanowa, często nazywana twardością przemijającą - powodowana obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu
Niewęglanowa, często zwana stałą - powodowana jest obecnością chlorków, siarczanów, krzemianów i inne.
Ogólna lub całkowita, która jest sumą obydwu wymienionych wyżej
Stosując konieczny dodatek NaOH lub Na2CO3 do wody kotłowej dla ochrony przed korozją należy pamiętać, że zasadowość ta musi być kontrolowana. W tym celu oznacza się: liczbę sodową ( LS) inaczej zwaną liczbą alkaliczną (LA). Na drodze praktycznej ustalono minimum alkaliów, zapobiegających korozji. Wynosi ono 0,4 mg/dm3 NaOH, lub 1,85 mg/dm3 Na2CO3. Ponieważ te substancje mogą się nawzajem zastępować, gdyż węglan w tych warunkach łatwo hydrolizuje do wodorotlenku w stosunku 1 : 4,5 - wobec tego można w wodzie kotłowej oznaczyć przez miareczkowanie zasadowość “p” i “m”, a stąd ilość węglanu i wodorotlenku.
Wymagania jakościowe wody kotłowej określają producenci kotłów. Zależą one od konstrukcji kotła i rosną wraz z ciśnieniem. Woda kotłowa nie może powodować wytrącania się kamienia kotłowego, korozji oraz pienienia wody. Powodem powstawania kamienia kotłowego jest głównie obecność: węglanów, siarczanów, krzemianów, zawiesin, olejów w wodzie. W skład kamienia kotłowego wchodzą: trudno rozpuszczalne sole wapnia i magnezu, związki glinu, żelaza, związki organiczne, domieszki mechaniczne.
-kamień węglanowy zawierający do 90% węglanu o przewodności 0,5-5 kcal/m.h.oC
-kamień gipsowy o zawartości 50% CaSO4, 3 razy mniejsza przewodność cieplna
-kamień krzemianowy o zawartości 25% kwasu krzemowego szczególnie twardy
Straty węgla lub innego paliwa spowodowane obecnością kamienia kotłowego są ogromne.
Surowe wody powierzchniowe zawierają zwykle małe ilości CO2 agresywnego. O ich korozyjnym charakterze decyduje mała twardość węglanowa, duże stężenie jonów wodorowych oraz wysoki poziom mineralizacji.
Korozję sieci przesyłowej wody wywołują: woda, rozpuszczone kwasy nieorganiczne, tlen, azotany, chlorki magnezu i potasu. Optymalny zakres pH znajduje się w przedziale 8,7 - 11,5. Szczególną rolę odgrywa dwutlenek węgla i tlen, powodując charakterystyczne wżery i wgłębienia na powierzchni żelaznych części.
Niezwiązany CO2 znajduje się w równowadze z wodorowęglanami obecnymi w wodzie, resztę stanowi tzw. agresywny CO2 atakuje żelazo dając Fe(HCO3)2. Ustala się równowaga między atakowanym żelazem a rozpuszczoną solą, która mogłaby zahamować dalsze rozpuszczanie się żelaza, gdyby nie obecność tlenu, który utlenia Fe2+ do Fe3+.
Aby zapobiec korozji:
- usuwa się z wody:CO2 i tlen,
- utrzymuje się określony stopień alkaliczności,
- wprowadza się inhibitory (sole chromu, azotany, hydrazynę, morfolinę, cykloheksyloaminę, alifatyczne aminy krzemiany), substancje kompleksotwórcze, - metal pokrywa się warstewką ochronną metalu odpornego na korozję. Inhibitory są skuteczne jeżeli: dysocjując wytwarzają jony o dużych ładunkach, nie są toksyczne, nie posiadają właściwości pianotwórczych, nie powodują zmian cech organoleptycznych wody, nie są pokarmem dla mikroorganizmów itp.
Często stosowanymi inhibitorami są: heksametafosforan sodowy, tripolifosforan sodowy, wodorofosforany ortofosforan cynkowy, krzemiany sodowe.
Odkrzemienianie można również wykonać za pomocą tlenków takich jak: żelaza, chromu,glinu, cynku, magnezu, kadmu, miedzi w postaci żeli ich tlenków w postaci czystej lub osadza się je na porowatym złożu obojętnym: koks, węgiel aktywny, pumeks. Prawdopodobnie powstają związki typu adsorpcyjnego. Metody fizyczno-chemiczne obejmują odkrzemianie elektrolityczne i za pomocą jonitów.
Usuwanie zmętnienia.
Jest to zdolność do zobojętniania kwasów mineralnych w określonych warunkach. Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej wodorowęglany, węglany oraz występujące rzadziej wodorotlenki, krzemiany, borany i fosforany.
Zasadowość “p” - miareczkowanie 100 cm3 wody 0,1 N HCl wobec fenoloftaleiny (zmiana barwy w zakresie pH 8,2 - 10)
Zasadowość “m” - miareczkowanie 100 cm3 wody 0,1 N HCl wobec oranżu metylowego (zmiana barwy w zakresie pH 3,1 - 4,4)
Zasadowość ogólna – zm to suma wszystkich związków chemicznych w wodzie, które reagują zasadowo wobec oranżu metylowego (pH 4,5); zasadowość wobec fenoloftaleiny oznacza sumę wszystkich związków które reagują zasadowo powyżej pH 8,3; zasadowość węglanową; zasadowość wodorowęglanową i zasadowość wodorotlenową.
Jest to skłonność cząsteczek chemicznych do odpychania od siebie cząsteczek wody.
Substancja służąca do przeprowadzania procesu wymiany jonowej, zazwyczaj występującego w postaci żelu lub porowatego ciała stałego, które posiadają zdolność selektywnego uwalniania jednych jonów i pochłaniania innych.
Zabieg przeprowadzany na różnych materiałach mający na celu wygładzenie wyrobów i nadawanie im odpowiedniej grubości; w przypadku filtrów proces kalandrowania przeprowadza się w celu wyrównania ich powierzchni, przestrzeni wolnej, rozkładu porów itp.
Uzdatnianie wody polega na usuwaniu niepożądanych składników np. zawiesin poprzez stosowanie krat, sit, osadników, filtrów oraz procesy fizyczno-chemiczne takie jak: koagulacja, zmiękczanie, odsalanie, odżelazianie, usuwanie manganu, odkrzemianie, stabilizację wody. Wszystkie procesy stosowane do oczyszczania wody można podzielić na: fizyczne, chemiczne i biologiczne oraz mogą być łączone układy. Każdy z procesów oprócz głównego zadania spełnia również rolę uboczną. Do oczyszczania wody najczęściej wykorzystywane są następujące procesy jednostkowe:
Zmniejszanie się dyspozycyjnych zasobów wody, wskutek ich zanieczyszczenia, spowodowało zainteresowanie metodami odnowy wody, które polegają na takim oczyszczeniu ścieków miejskich bądź przemysłowych, że mogą one ponownie stanowić surowiec do celów wodociągowych.
Operacje jednostkowe mają charakter fizyczny bądź fizyczno- chemiczny i obejmują: operacje dynamiczne (przepływ płynów, filtracja rozdrabnianie ciał stałych, mielenie), cieplne (przewodzenie ciepła, ogrzewanie, chłodzenie, wrzenie, kondensacja) i dyfuzyjne (przenikanie masy, destylacja, absorbcja, ekstrakcja, suszenie).
Procesy jednostkowe chemiczne (spalanie, zgazowanie, wymiana jonowa, elektroliza, chemiczne strącanie itd.) stanowią łącznie z operacjami jednostkowymi chemiczny proces technologiczny.
Proces ten ma na celu usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych, które dzielimy na:
- lekkie zawiesiny grube, usuwane za pomocą krat
- zawiesiny mniejsze usuwane za pomocą sit metalowych
- zawiesiny bardzo drobne usuwane za pomocą mikrosit i w osadnikach.
Kraty sporządzone są z metalowych prętów ustawionych pionowo lub pod kątem. Prześwit krat wynosi 10-20mm lub 30-50mm. Czyszczenie odbywa się ręcznie bądź mechanicznie.
Sita ustawia się za kratami, mogą być nieruchome lub obrotowe. Sita są instalowane podwójnie i pracują na zmianę. Gęstość sit dobiera się stosownie do rozmiarów zatrzymywanych ciał i prędkości przepływającej wody w kanale.
Mikro-sita służą do pełniejszego usuwania zawiesin typu planktonu. Są to bębny obrotowe pokryte tkaniną z nierdzewnych nitek metalowych, o oczkach od 65 do 23 mikronów, umieszczoną na stalowej siatce o większych rozmiarach oczek (2 x 2 mm). Bębny wmontowane są poziomo w zbiornik betonowy. Mikrosita, podobnie jak sita zwykłe, ustawia się przed filtrami, jako urządzenia do wstępnego oczyszczania wody
