Uzdatnianie wody dla rolnictwa obejmuje wiele różnych metod, wśród których najszersze zastosowanie ma filtracja mechaniczna, usuwanie żelaza i manganu, zmiękczanie wody, filtracja membranowa oraz dezynfekcja.
Spis treści:
- Woda w rolnictwie – wymagania
- Metody uzdatniania wody w rolnictwie
- Jak uzdatniać wodę dla rolnictwa – przegląd rozwiązań
- Uzdatnianie wody dla rolnictwa – podsumowanie
Woda w rolnictwie – wymagania
Woda odgrywa kluczową rolę w niemal wszystkich działaniach na terenie gospodarstwa rolnego. Jest to szczególnie ważne w kontekście ograniczonych zasobów wodnych i narastających problemów z jej dostępnością, które będą się pogłębiać w wyniku postępujących zmian klimatycznych.
Do wyprodukowania 1 kg pszenicy potrzeba od 900 do 2000 litrów. Nieco mniejszy ślad wodny ma produkcja 1 kg ziemniaków, która pochłania od 500 do 1500 litrów wody[1].
W sektorze rolniczym oraz w ogrodnictwie wodę wykorzystuje się przede wszystkim przy uprawie roślin. Jej skład ma zatem niebagatelny wpływ na uzysk oraz jakość upraw, a także utrzymanie produktywności ziemi. Woda może zawierać wiele substancji szczególnie niekorzystnych dla roślin, w tym azotany, amoniak, metale ciężkie, czy związki humusowe. Jeśli woda jest wykorzystywana także w hodowli zwierząt, wówczas powinna dodatkowo spełniać normy wody pitnej.
W praktyce, uzdatnianie wody dla rolnictwa, podobnie jak uzdatnianie wody dla szklarni, ma na celu nie tylko zapewnienie optymalnych warunków dla wzrostu plonów i dobrostanu zwierząt, ale także ochronę stosowanych w nim maszyn i urządzeń.
Woda w rolnictwie jest bowiem niezbędna do zasilania kotłów grzewczych, klimatyzatorów, czy systemów nawadniania, a co za tym idzie jej parametry przekładają się na funkcjonowanie całych instalacji. Zanieczyszczenia, które mogą wytrącać się z wody w formie osadów, prowadzą tym samym do spadku przepływu, obniżenia wydajności, lokalnych przegrzań lub niedogrzań, przyspieszenia korozji komponentów, a finalnie – do groźnych awarii. Wszystkie te zagrożenia można wyeliminować stosując odpowiednio dobrane metody uzdatniania wody.
Metody uzdatniania wody w rolnictwie
Dobór optymalnych technologii uzdatniania wody dla rolnictwa i ogrodnictwa powinny poprzedzić profesjonalne badania wody. Analiza laboratoryjna musi obejmować zarówno mikrobiologię, jak i parametry fizykochemiczne, w tym stężenie chloru, odczyn pH wody, pierwiastki śladowe, substancje toksyczne, współczynnik adsorpcji sodu, twardość wody oraz jej zasolenie.
Montaż konkretnych urządzeń wymaga także znajomości specyfiki procesów zachodzących w danym gospodarstwie. Dopiero na podstawie tych informacji możliwe jest zaprojektowanie instalacji, która sprosta indywidualnym wymaganiom produkcji rolnej. O pomoc w tym zakresie warto natomiast poprosić eksperta.
Metody uzdatniania wody w rolnictwie różnią się w zależności od jej finalnego przeznaczenia i obejmują takie procesy jak:
- Filtracja wstępna (usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych i zawiesin)
- Zmiękczanie wody (usuwanie jonów wapnia i magnezu odpowiedzialnych za kamień w wodzie)
- Odżelazianie i odmanganianie wody (usuwanie żelaza i manganu)
- Filtracja membranowa (uzyskiwanie wody o wysokiej czystości do produkcji nawozów sztucznych i środków ochrony roślin)
- Dezynfekcja wody dwutlenkiem chloru i promieniami UV (eliminacja zagrożeń mikrobiologicznych, w tym glonów, bakterii, wirusów i grzybów)
Jak uzdatniać wodę dla rolnictwa – przegląd rozwiązań
Kompleksowe uzdatnianie wody dla rolnictwa i ogrodnictwa wymaga stosowania kilku różnych technologii. Znajomość parametrów wody pozwala na precyzyjne dostosowanie ilości i rodzaju złóż filtracyjnych, parametrów pracy głowic sterujących oraz innych kwestii mających znaczenie dla prawidłowego działania stacji uzdatniania wody.
Przemysłowe filtry mechaniczne
Filtrowanie zanieczyszczeń mechanicznych ma na celu usunięcie z wody cząstek stałych oraz zawiesin i jest to zazwyczaj pierwszy etap jej uzdatniania. Końcowy efekt tego procesu zależy od rodzaju zanieczyszczeń występujących w wodzie, granulacji materiału filtracyjnego, prędkości przepływu, a także wielkości złoża filtracyjnego. Mechaniczne filtry narurowe zabezpieczają system uzdatniania wody, a także chronią instalację i podłączone do niej urządzenia przed uszkodzeniem.
Jako alternatywę dla klasycznych filtrów mechanicznych w rolnictwie często montuje się kolumny filtracyjne wyposażone w głowice automatyczne, które sterują cyklami regeneracji oraz dbają o stan złoża filtracyjnego. Polecam to rozwiązanie ze względu na wysoką trwałość i wydajność, a także długi czas pracy.
Piotr Pisarski
Przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze
Niezwykle ważnym elementem systemu uzdatniania wody dla rolnictwa jest usuwanie nadmiaru żelaza i manganu. Zbyt duże stężenie tych metali jest w gospodarstwach rolnych zjawiskiem niepożądanym z wielu powodów.
Przede wszystkim żelazo w wodzie negatywnie wpływa na estetykę roślin uprawnych. Podczas podlewania związki tego metalu osadzają się na plonach w formie rdzawych zacieków. Nie wyglądają najlepiej, a nabywcom mogą kojarzyć się z chorobami roślin, co niekiedy utrudnia ich sprzedaż. Nadmiar żelaza i towarzyszącego mu manganu powoduje również mętność i metaliczny posmak wody, przez co zniechęca do picia zwierzęta gospodarskie i hodowlane.
Nadmiar żelaza w diecie może powodować trudne do wyleczenia schorzenia u brojlerów, dlatego uzdatnianie wody dla hodowli drobiu powinno obejmować odżelazianie wody.
Zarówno żelazo, jak i mangan mają tendencję do wytrącania się w formie nierozpuszczalnych osadów, które poprzez zmniejszanie światła przewodów, mogą prowadzić do spadków wydajności instalacji obsługujących gospodarstwo rolne i podłączonych do nich urządzeń tj. klimatyzatory, kotły grzewcze, automatyczne systemy nawadniania roślin, zamgławiacze, itp.
Obecność tych pierwiastków bywa również przyczyną rozwoju mikroflory bakteryjnej, w tym niebezpiecznych bakterii żelazistych, które mogą prowadzić do skażenia mikrobiologicznego wody. Aby zapobiec tym niekorzystnym zjawiskom montuje się przemysłowe odżelaziacze wody ze wstępnym napowietrzaniem oraz bez wstępnego napowietrzania. W tej drugiej grupie urządzeń odżelazianie zachodzi na specjalnie przystosowanym złożu o właściwościach katalitycznych. Ponieważ nie zawsze wiadomo jaki odżelaziacz wybrać, tę kwestię najlepiej pozostawić profesjonalistom.
Przemysłowy system odwróconej osmozy
Filtracja na mikroporowatej membranie osmotycznej umożliwia otrzymywanie wody o najwyższym stopniu czystości. Systemy odwróconej osmozy usuwają bowiem zanieczyszczenia z dokładnością do pojedynczych jonów, łącznie ze szkodliwymi patogenami.
Urządzenia z odwróconą osmozą występują w kilku różnych wersjach – z pompą wspomagającą, bez pompy oraz kompaktowe. Przemysłowa odwrócona osmoza charakteryzuje się ponadto bardzo dużą wydajnością oraz stosunkowo niewielkim odrzutem surowej wody do kanalizacji.
System uzdatniania wody niezbędny do produkcji wody osmotycznej na potrzeby zakładu działającego w sektorze rolnictwa obejmuje dwa przemysłowe zmiękczacze wody, system odwróconej osmozy z zestawem podnoszącym ciśnienie po przejściu przez membranę RO. Po uzdatnieniu woda jest przechowywana w zbiorniku o pojemności około 15 m³.
Przemysłowe zmiękczacze wody
Jeśli w sektorze rolnym wykorzystuje się automatyczny system nawadniający, zazwyczaj konieczne jest zmiękczanie wody, aby zapobiec kamiennym osadom powstającym w rurach. Osady mineralne powodują zmniejszanie przekroju rur i wzrost oporów przepływu. Te wymagania związane z jakością wody stosuje się także w ogrodnictwie.
W celu redukcji wysokiego stopnia twardości wody, montuje się w rolnictwie przemysłowe zmiękczacze wody przeznaczone do pracy na dużych wydajnościach i przy zwiększonym przepływie.
Dezynfekcja wody
Jednym z największych zagrożeń dla rolnictwa i hodowli zwierząt są bakterie w wodzie. W celu eliminacji tego problemu, do dezynfekcji wody w rolnictwie stosuje się głównie generatory dwutlenku chloru, który chroni instalację przed skażeniem mikrobiologicznym i rozwojem biofilmu. Profesjonalne systemy pozwalają na automatyczne sterowanie procesem dezynfekcji wody poprzez bezpośrednie dozowanie roztworu do instalacji lub zastosowanie zbiornika magazynującego z jedną, dwoma lub trzema pompami.
Oprócz dezynfekcji dwutlenkiem chloru, szerokie zastosowanie w rolnictwie znajdują również przemysłowe lampy bakteriobójcze, które nie tylko eliminują istniejące mikroorganizmy z wody, ale dodatkowo powstrzymują ich dalsze namnażanie w instalacji. Dzięki zastosowaniu wydajnych promienników UV, nowoczesne lampy bakteriobójcze gwarantują wysoką skuteczność dezynfekcji i długi czas działania.
Uzdatnianie wody dla rolnictwa – podsumowanie
Uzdatnianie wody w rolnictwie ma na celu zagwarantowanie optymalnych warunków dla roślin i dobrego stanu zdrowia zwierząt, a także ochronę używanych urządzeń. Stanowi również kluczowy element zrównoważonego rozwoju tego sektora gospodarski. Stosowane w tym celu technologie, tj. filtracja mechaniczna, odżelazianie i odmanganianie wody, zmiękczanie wody czy dezynfekcja, pozwalają na lepsze dostosowanie jakości wody do potrzeb produkcji rolnej, minimalizując jednocześnie negatywny wpływ zanieczyszczeń na uprawy i hodowlę.
