Jak zredukować utlenialność wody?

Utlenialność wody jest jednym z jej podstawowych parametrów fizykochemicznych. Jeśli zachodzi potrzeba redukcji poziomu utlenialności wody, stosuje się procesy membranowe (systemy odwróconej osmozy, nanofiltracja), koagulację i wymianę jonową, a także filtrację mechaniczną i filtrację na wybranych odmianach węgla aktywnego.

Spis treści:

• Czym jest utlenialność wody?
• Kiedy należy zredukować utlenialność w wodzie?
• Redukcja utlenialności wody – przegląd urządzeń
• Jak zredukować utlenialność wody – podsumowanie

Czym jest utlenialność wody?

Utlenialność wody (indeks nadmanganianowy) to wskaźnik opisujący w sposób umowny zawartość związków organicznych w wodzie, również tych, które się łatwo utleniają. Wyraża się ten parametr w jednostkach tlenu przypadających na daną objętość cieczy, czyli mg O₂/l lub jako ChZT-Mn. Normy wody pitnej, ujęte w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, określają maksymalną dopuszczalną wartość utlenialności w wodzie przeznaczonej do spożycia na poziomie 5 mg O₂/l.

Utlenialność wody daje jedynie przybliżone pojęcie na temat ilości związków organicznych znajdujących się w wodzie, ponieważ część z nich utlenia się tylko częściowo lub nawet wcale. Zasada ta dotyczy szczególnie związków azotowych.

Źródłem związków organicznych w wodzie są zazwyczaj procesy naturalne, tj. spływy powierzchniowe i opady atmosferyczne. Z drugiej strony coraz większy staje się udział ścieków przemysłowych i komunalnych, które przenikają do wód podziemnych i na bieżąco modyfikują ich skład oraz zmieniają parametry. Choć zaledwie 60-70% związków organicznych obecnych w wodzie utlenia się w reakcji z nadmanganianem potasu, oznaczenie parametru utlenialności ma ogromne znaczenie dla oceny zanieczyszczenia wód. Znając poziom utlenialności, łatwiej znaleźć odpowiedź na pytanie jak usunąć związki organiczne z wody.

Oznaczanie utlenialności w wodzie

Podczas oznaczania utlenialności określa się ilość tlenu, jaka została wykorzystana w celu utleniania substancji zawartych w wodzie z nadmanganianem potasu.

• Utlenianie związków organicznych przebiega według następującej reakcji: 5C₂H₅OH + 12Mn0₄– + 36H⁺ = 12Mn²⁺ + 10CO₂ + 33H₂O
• Odmiareczkowanie nadmiaru kwasem szczawiowym: 5C₂O₄^2- + 2Mn0^4– + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Szczawian, który nie przereagował (dodany w nadmiarze) odmiareczkowuje się roztworem nadmanganianu potasu, aż do momentu, gdy pojawi się różowe zabarwienie. Ilość nadmanganianu zużytego do miareczkowania jest miarą utlenialności badanej próbki wody.

Rodzaje utlenialności wody

W kontekście przydatności wody do spożycia, duże znaczenie ma rodzaj utlenialności. Jeśli wysoki poziom utlenialności jest związany z podwyższonym stężeniem związków organicznych pochodzenia zwierzęcego, wtedy woda prawdopodobnie zawiera także dużo azotanów i chlorków. Może to również oznaczać bakterie w wodzie, także te chorobotwórcze i niebezpieczne dla zdrowia.

Z kolei w przypadku utlenialności wywołanej przez związki organiczne pochodzenia roślinnego, zmianie ulega barwa wody. Intensywny kolor oraz wysoki poziom utlenialności są bardzo charakterystyczne dla terenów bogatych w związki humusowe. Gdy wysoka utlenialność jest wywołana przez roślinne związki organiczne, wartość tego parametru ma znaczenie, o ile w wodzie występują równocześnie inne wskaźniki zanieczyszczenia wody. W przypadku przekroczenia stężenia żelaza i manganu, zmiana barwy wody pojawia się dopiero wówczas, gdy te pierwiastki wytrącają się z wody pod wpływem reakcji z tlenem.

Kiedy należy zredukować utlenialność w wodzie?

Konieczność redukcji utlenialności wody zachodzi stosunkowo rzadko i dotyczy jedynie kilku procent wód, zazwyczaj położonych w płytszych warstwach ziemi. Redukcja utlenialności wody zachodzi w sytuacji, kiedy wartość parametru przekracza dopuszczalne normy, przeszkadza w prawidłowej redukcji innych zanieczyszczeń, (np. żelaza lub manganu) lub w przypadku innych, dodatkowych wymagań wobec wody (np. w sektorze przemysłowym).

Utlenialność wody można redukować na wiele sposobów, jednak dobór odpowiedniej metody nie zawsze jest oczywisty. W celu znalezienia optymalnego rozwiązania dopasowanego do indywidualnych potrzeb, jakości wody oraz wymagań instalacji, warto poprosić o pomoc eksperta.

Darmowa konsultacja

Redukcja utlenialności wody – przegląd urządzeń

W celu usunięcia związków organicznych z wody oraz poprawy jej parametrów organoleptycznych najczęściej wybieraną metodą jest filtracja na węglu aktywnym. Doskonale sprawdzają się w tym przypadku kolumny węglowe, w których zachodzi proces chemicznej i fizycznej adsorpcji zanieczyszczeń. Podczas adsorpcji chemicznej cząsteczki zanieczyszczeń łączą się z powierzchnią węgla aktywnego za pomocą wiązań chemicznych. Adsorpcja fizyczna powoduje, że poszczególne związki są zatrzymywane na powierzchni złoża.

Jeśli w wodzie występuje również żelazo oraz mangan, świetnie sprawdzają się zestawy obejmujące kolumny węglowe oraz odżelaziacze wody i odmanganiacze wody. W tej kategorii produktów świetnie sprawdzają się urządzenia polskiej marki Ecoperla

W kontekście utlenialności, zawsze najpierw sugeruję obserwację barwy wody. W sytuacji, gdy jest ona zmieniona od razu po wypłynięciu z kranu, prawdopodobnie są w niej obecne związki humusowe. Klasyczne odżelaziacze wody i odmanganiacze wody będą w takim przypadku niewystarczające.

Piotr Pisarski

W zależności od parametrów fizykochemicznych kranówki, jako alternatywę stosuje się stacje wielofunkcyjne. Na rynku dostępne są dwuczęściowe stacje wielofunkcyjne, takie jak Ecoperla Multitower oraz kompaktowe stacje wielofunkcyjne, wśród których mocno wyróżnia się Ecoperla Multicab. Jeśli część związków organicznych występuje w formie zawiesiny, można je zredukować montując mechaniczne filtry narurowe. Pozostałe metody obejmują procesy membranowe wykorzystywane powszechnie w filtrach kuchennych, takich jak odwrócona osmoza oraz ultrafiltracja.

W wodzie przeznaczonej do zastosowań przemysłowych, redukcja utlenialności przebiega najczęściej drogą koagulacji. Inną metodą jest dozowanie utleniaczy, jednak w tym przypadku specjaliści odradzają stosowania preparatów na bazie chloru. W wyniku zachodzących reakcji mogłoby dojść do wytworzenia trujących produktów ubocznych.

Jak zredukować utlenialność wody – podsumowanie

Redukcja utlenialności wody jest istotna z punktu widzenia niektórych procesów przemysłowych oraz wtedy, gdy przekracza dopuszczalne normy wody pitnej. Jeśli zajdzie taka potrzeba, warto sięgnąć po rozwiązania od sprawdzonych producentów. Najczęściej stosuje się procesy membranowe (systemy odwróconej osmozy, nanofiltracja), koagulację i wymianę jonową, a także filtrację mechaniczną, albo filtrację na wybranych odmianach węgla aktywnego.