Ryzyko podwyższonego stężenia żelaza i manganu w wodzie

Zanieczyszczenie wody związkami żelaza i manganu

Zanieczyszczenia wody związkami żelaza i manganu to jeden z najczęściej spotykanych problemów dotyczących wody ujmowanej na potrzeby zaopatrzenia ludności. W większości przypadków pierwiastki te współwystępują w wodzie. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Zdrowia ich maksymalne stężenie w wodzie pitnej nie powinno przekraczać odpowiednio 200 μg/l (0,2 mg/l) dla żelaza i 50 μg/l (0,05mg/l) dla manganu. W wielu przypadkach przekroczenia dopuszczalnych norm są niewielkie, zdarzają się jednak sytuacje, w których akceptowalny poziom przekraczany jest kilku lub nawet kilkunastokrotnie. Mimo że badania nie wskazują na to, aby podwyższone stężenie żelaza i manganu było bezpośrednim niebezpieczeństwem dla zdrowia, problem ten może nieść za sobą szereg negatywnych skutków, przyczyniając się do znacznych strat finansowych.

Gdzie występuje podwyższone stężenie żelaza i manganu

Ryzyko zanieczyszczenia żelazem i manganem dotyczy głównie ujęć wód podziemnych — w Polsce tym problemem dotkniętych jest aż ok. 70% wód surowych z ujęć podziemnych. Problem jest tak powszechny, ponieważ żelazo i mangan naturalnie występują w glebach, skałach i minerałach. Kiedy wody gruntowe wchodzą w kontakt z utworami geologicznymi, zanieczyszczenia z podłoża przenikają do warstwy wodonośnej zasilającej ujęcie. Co ciekawe, żelazo w wodzie może pochodzić również ze ścieków metalurgicznych, a mangan ze ścieków pochodzących z przemysłu wydobywczego, hutniczego, a także z nawozów sztucznych. Często spotykanym zjawiskiem jest także wysoki poziom żelaza w instalacjach ciepłej wody w obiektach, spowodowany złym stanem pionów i obiegu cyrkulacyjnego.

Wpływ na armaturę sanitarną

Wytrącający się z wody wodociągowej wodorotlenek żelaza osadza się na ścianach instalacji sanitarnych, utrudniając właściwą eksploatację systemu zaopatrzenia w wodę. Często pomniejszone na skutek osadu średnice rur powodują spadek ciśnienia w instalacji oraz kłopoty z utrzymywaniem właściwej temperatury w instalacji. Problemem jest również zrywanie osadów żelazowych, które mogą ograniczać przepływ wody, a także pogarszać jej jakość.

To wszystko może być przyczyną poważnej awarii instalacji wodociągowej. Warto zaznaczyć, że ze względu na porowatą powierzchnię, osady żelaza stanowią także korzystne środowisko dla rozwoju mikroorganizmów, co prowadzi do pogorszenia jakości mikrobiologicznej wody. Tworzenie nalotów tlenków żelaza na instalacjach i armaturze odpowiada z kolei za rdzawe, trudno usuwalne naloty.

Pogorszenie właściwości organoleptycznych wody

Zmiana właściwości organoleptycznych wody to jeden z najbardziej odczuwalnych przez konsumentów problemów związanych z podwyższonym stężeniem żelaza i manganu w wodzie. Metaliczny posmak, nieatrakcyjny kolor i zapach wody skutecznie odstraszają wielu użytkowników przed spożywaniem wody z kranu. Zanieczyszczona woda może popsuć smak potraw i napojów przygotowywanych na jej bazie. Niechciane skutki związane ze zbyt wysokim stężeniem żelaza i manganu w wodzie można też odczuć, robiąc pranie. Istnieje ryzyko, że tkaniny nie tylko zmienią odcień z jasnego na poszarzały, lecz nawet pojawią się na nich rdzawe przebarwienia. Warto zaznaczyć, że osad po żelazie odkłada się nie tylko na instalacjach sanitarnych — zagrożone są także armatury, a rdzawe plamy i zacieki mogą być widoczne w każdym miejscu poboru wody oraz ich okolicy.

Usuwanie związków żelaza i manganu z wody

Żelazo i mangan mogą być efektywnie usuwane z wody za pomocą przeznaczonych do tego urządzeń. Odżelazianie wody polega na utlenieniu rozpuszczalnych form dwuwartościowych Fe (II) do postaci trójwartościowej Fe (III), która jest nierozpuszczalna w wodzie. Następnie nierozpuszczalne związki osadzają się na odpowiednio dobranych złożach w procesie filtracji. Odmanganianie przebiega analogicznie, tyle że związki dwuwartościowe Mn (II) utleniają się do form czterowartościowych Mn (IV). Należy zaznaczyć, że mimo iż rząd wartości zanieczyszczeń manganem jest znacznie niższy w porównaniu do żelaza, związki tworzone przez mangan są trwalsze i trudniej jest się ich pozbyć.

Dobór rodzaju wszystkich elementów systemu uzdatniającego powinien być wykonany przez specjalistów. Przy wyborze danego rozwiązania brane są pod uwagę takie czynniki jak: jakość wody surowej, przepływ wody w szczytach zapotrzebowania, sposób utleniania, parametry filtracji i rodzaj złoża filtracyjnego. Należy uwzględnić także warunki i częstotliwość płukania złoża.

Złoża multifunkcyjne

Złoża multifunkcyjne łączą możliwości różnych metod uzdatniania wody i usuwają wiele zanieczyszczeń jednocześnie. W zależności od modelu, poza redukcją stężenia żelaza i manganu w wodzie, są w stanie także ograniczyć ilość związków organicznych i jonów amonowych oraz pozwalają na redukuję wysokiego stopnia twardości wody. Urządzenia wielofunkcyjne, zapewniają znaczne oszczędności w porównaniu do konwencjonalnych technologii, między innymi dzięki niższym kosztom infrastruktury filtracyjnej. Przykładem urządzenia wielofunkcyjnego do uzdatniania wody, usuwającego z wody żelazo, mangan, twardość, jony amonowe i zanieczyszczenia organiczne (ChZT) jest urządzenie EuroClean AquaEmix, działające na zasadzie wymiany jonowej.

Utlenianie z filtracją

Żelazo i mangan często współwystępują też w wodzie z siarkowodorem, który jest odpowiedzialny za charakterystyczny, bardzo nieprzyjemny zapach wody. Zanieczyszczenia mogą być usunięte razem, na zasadzie katalizowanego utleniania i mechanicznej filtracji. Przykładem urządzenia, które korzysta z tej metody jest urządzenie AquaPyr. Urządzenie do utleniania wykorzystuje tlen rozpuszczony w wodzie, a jeśli jego ilość nie jest wystarczająca w stosunku do ilości zanieczyszczeń, instalowany jest dodatkowy dozownik odczynnika utleniającego. W wyniku utleniania, związki żelaza, manganu i siarkowodoru przekształcają się do postaci nierozpuszczalnej, która wraz z innymi nierozpuszczonymi nieczystościami zbiera się na złożu filtracyjnym. Szlam usuwany jest z filtra podczas regularnego płukania, a nieczystości odprowadzane są do kanalizacji.

Elektroliza z filtracją

Metoda elektrolizy z filtracją szczególnie sprawdzi się, jeżeli celem uzdatniania wody jest ochrona wymienników ciepła, podgrzewaczy i systemów dystrybucji ciepłej wody przed osadami. Działające na zasadzie elektrokoagulacji urządzenie EuroClean KEUV-TV umożliwia ciągłą filtrację związków żelaza i nierozpuszczonych substancji z ciepłej wody, co znacznie wydłuża żywotność instalacji oraz zmniejsza koszty konserwacji.

Woda oczyszczana jest dwuetapowo: najpierw poprzez działanie prądu stałego na elektrodach utleniane jest żelazo, które w takiej postaci można usunąć w kolejnym etapie – filtracji. Żelazo i inne zanieczyszczenia odfiltrowywane są na złożu filtracyjnym, które jest regularnie płukane w sposób automatyczny. W końcowej fazie oczyszczania nieczystości odprowadzane są do kanalizacji. Warto podkreślić, że urządzenie KEUV-TV współpracuje ze wszystkimi rodzajami instalacji wodociągowych. W instalacjach i technologiach skutecznie eliminuje zjawisko brudnej „żelaznej“ wody i przeciwdziała powstawaniu osadów.

Podsumowanie

Zdecydowanie nie należy lekceważyć żadnych objaw podwyższonej wartości stężenia żelaza i manganu w wodzie. Wcześniej czy później doprowadzą one do problemów eksploatacyjnych, skarg odbiorców wody oraz wzrostu kosztów konserwacji instalacji i towarzyszących technologii. Niezbędna jest natychmiastowa reakcja oraz podjęcie  we współpracy z fachowcami odpowiednich działań celem zapobiegania niepożądanym efektom oraz stratom finansowym. Zapraszamy do kontaktu!