Proces filtrácie vody
Proces filtrácie je snáď najľahšie pochopená technika úpravy vody, ktorej výsledky môžu byť aktuálne využívané. Základné princípy filtrácie alebo separácie sú už roky využívané v našom okolí. Ako časť hydrologického cyklu sa filtrácia uskutočňuje presakovaním cez vrstvy zeme. Po čase narazí voda na podzemnú nepriepustnú vrstvu, kde sa zbavuje mechanických častíc a niektorých v nej adsorbovaných plynov.
Prirodzená cesta čistenia zakaleného prúdu ako preteká cez vrstvy zemského povrchu je klasickým príkladom filtrácie v praxi. Antickí Peržania, Egypťania, Číňania, Gréci a rímske kultúry, u všetkých bola zaznamenaná potreba benefitov filtrovania a ohrievania vody za účelom dosiahnutia jej čistoty a vysokej kvality.
Angličanka, pani Johanna Hempelová, je cenená za získanie prvého patentu za jednoduchý mechanický filter v roku 1790. Pomalá piesková filtrácia pre verejnú pitnú vodu bola vynájdená Johnom Simpsonom a daná do prevádzky bola v roku 1839 v Londýnskej verejnej vodárni.
Filtrácia, ako taká, zahŕňa proces, alebo procesy separácie suspendovanej hmoty od tekutiny. Jednou z najbežnejšich metód filtrácie pozostáva z prechodu vody cez lôžko (stĺpec) granulovaného média, alebo cez rôzne pórovité média, ako napríklad kriedový papier, membrány a iné špeciálne výrobky k odstráneniu nerozpustných suspendovaných častíc. Ak tieto častice vytvárajú zakalenie a zmenu farby, tieto podmienky sa označujú ako zákal. Tieto častice sa môžu deliť na bahno, piesok, tuhé organické látky, vyzrážané železo, baktérie, alebo riasy, ktoré môžu byť zastúpené v oboch zdrojoch vody ako povrchových, tak aj studniach.
Filtračné zariadenia plnené médiami, navrhované na úpravu studničných vôd sú schopné odstrániť suspendované látky z vody až do veľkosti 10µm. Častice menšie ako 10 µm sa musia destabilizovať a následne aglomerovať do väčších a filtrovateľných vločiek za pomoci koagulantov ako napríklad síran hlinitý. Efektívna koagulácia, miešanie a flokulácia ako predúprava pred vlastnou filtráciou môže odstrániť častice do veľkosti 1 µm.
Pri jemnejších technikách filtrácie/separácie, ktoré sa používajú pri odstraňovaní častíc voľným okom neviditeľných t.j. menšími ako 20 µm, prichádzajú do úvahy membránové média cartridgového typu. Používajú sa dva procesy na odstránenie týchto extrémne jemných častíc, neiónovej povahy a to povrchová technika. Prvá mikrofiltrácia zahŕňa odstránenie častíc v rozmedzí 0,06-2 µm. Druhý proces je ultrafiltračná membránová metóda, ktorá je schopná odstrániť hmotu častíc v rozmedzí 0,025-0,2 µm a taktiež odstraňuje rozpustené makromolekuly nad 1 molekulovej hmotnosti. Táto kapitola nepokrýva mikro a ultrafiltráciu. Nájdete to v knihe Aplikácie filtrácie vody v mieste odberu.
V širšom technickom zmysle, proces filtrácie zahŕňa širokú škálu zariadení, mechaník, chemikálii a rad médií v závislosti od separovaných častíc, alebo molekúl z roztokov. Vo veľkých priemyselných, komunálnych a špeciálnych komerčných zariadeniach na úpravu vody môže byť použitý jeden, alebo viac z nasledujúcich usmerňujúcich režimov:
- Jednoduchý hrubý filter so sitom
- Granulované filtre s médiom typov gravitačný, tlakový, alebo vákuový
- Centrifugácia
- Kartridžové typy filtrov
- Filtre rukávcové
- Chemická koagulácia / zrážanie
- Tlakové filtre
- Membránová technológia
Zatiaľ čo rôzne režimy úpravy vody môžu byť navrhované pre domáce, alebo hospodárske aplikácie, ich komplexnosť si vyžaduje viac pozornosti ako môže priemerný obchodník, alebo vlastník domu venovať tejto oblasti.
Zdroj: Wes McGowan - Water Processing for Home, Farm and Business