Proces filtracji stanowi pierwszy i zasadniczy element uzdatniania wody. Podstawą procesu filtrowania jest usuwanie różnego rodzaju zanieczyszczeń mechanicznych znajdujących się zarówno w wodzie surowej, jak i powstających podczas pracy urządzeń grzewczych. Woda surowa może zawierać szereg zanieczyszczeń stałych m.in.: piasek, opiłki rdzy, pozostałości części orurowania. Filtracja ma za zadanie usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych oraz zawiesin znajdujących się w wodzie oraz co jest z tym bezpośrednio związane ochronę urządzeń oraz armatury. Dzięki instalacji filtrów znajdujących się przed właściwymi urządzeniami do uzdatniania wody przedłuża się żywotność systemu poprzez ochronę przed korozją oraz niepoprawnością w działaniu.

Główne rodzaje filtrów można podzielić na trzy grupy:

Filtry z wkładami wymiennymi.

Efektywność filtracji jest uzależniona od zastosowanego wkładu filtracyjnego.

Filtry z opcją spustu nagromadzonych zanieczyszczeń.

Zanieczyszczenia mechaniczne gromadzone są na części filtracyjnej skąd mogą być okresowo usuwane przez otwarcie zaworu spustowego.

Filtry z płukaniem przeciwprądowym: automatyczne lub półautomatyczne.

Podobnie jak w poprzednim przypadku zanieczyszczenia mechaniczne gromadzone są na części filtracyjnej. Filtr posiada najczęsciej na wejściu i wyjściu manometr, który przy różnicy ciśnień spowodowanych zabrudzeniem materiału filtracyjnego uruchami mechanizm płukania wstecznego, któego działanie polega na starannym wypłukaniu filtra bez potrzeby odłączania go od instalacji.

W praktyce najlepszym i najwygdoniejszym rozwiązaniem jest instalacja filtra z płukaniem przeciwprądowym. W zależności od rozmiarów cząstek zawiesiny, która ma być zatrzymywana podczas filtracji dobiera sito o właściwym rozmiarze oczek. Podczas pracy urządzenia filtr automatycznie, w zależności od wcześniej ustawionego czasu płukania bądź też różnicy ciśnień spowodowanej zabrudzeniem kosza filtracyjnego wymusi automatyczne płukanie wsteczne przy użyciu dużej ilości wody przy zwiększonym ciśnieniu. Podczas płukania wstecznego wszystkie zanieczyszczenia zgromadzone na materiale filtracyjnym zostają usunięte do odpływu wody płuczącej.

W praktyce najlepszym i najwygdoniejszym rozwiązaniem jest instalacja filtra z płukaniem przeciwprądowym. W zależności od rozmiarów cząstek zawiesiny, która ma być zatrzymywana podczas filtracji dobiera sito o właściwym rozmiarze oczek. Podczas pracy urządzenia filtr automatycznie, w zależności od wcześniej ustawionego czasu płukania bądź też różnicy ciśnień spowodowanej zabrudzeniem kosza filtracyjnego wymusi automatyczne płukanie wsteczne przy użyciu dużej ilości wody przy zwiększonym ciśnieniu. Podczas płukania wstecznego wszystkie zanieczyszczenia zgromadzone na materiale filtracyjnym zostają usunięte do odpływu wody płuczącej.

System odwróconej osmozy jest najlepszym sposobem na zapewnienie krystalicznie czystej wody, pozbawionej zanieczyszczeń rozpuszczalnych jak i koloidalnych o wielkości 0,1 – 0,001µm.

Odwrócona osmoza jest naturalnym procesem, którego podstawą jest zjawisko polegające na transporcie rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną. Cechą charakterystyczną membrany jest możliwość przenikania rozpuszczalnika oraz nieprzepuszczalność dla substancji rozpuszczonych czyli soli. Siłą napędową w osmozie jest różnica stężeń rozpuszczonych soli w roztworach rozgraniczonych przez membranę.

Dzięki zastosowaniu ciśnienia rozpuszczalnik przenikając przez membranę z roztworu o wyższym stężeniu do roztworu o niższym stężeniu spowoduje przepływ w kierunku przeciwnym do naturalnego oraz trwałe usunięcie zanieczyszczeń. Zastosowane ciśnienie powinno być o około 1,3 – 1,5MPa wyższe od ciśnienia osmotycznego. Woda przepływając przez membrany oczyszcza sie tworząc permeat będący filtratem oraz koncentrat, który zawiera w sobie zatrzymane przez urządzenie zanieczyszczenia. Gazowe składniki wody jak tlen czy dwutlenek węgla są transportowane przez membranę wraz z permeatem.

Urządzenia tego typu są stosowane do przygotowania wody zdemineralizowanej bez stosowania jakichkolwiek środków chemicznych jak kwas solny lub wodorotlenek sodu. Znajdują one zastosowanie w m.in.: szpitalach, laboratoriach, kotłowniach, ciepłownictwie, do uzdatniania wody technologicznej lub przemyśle chemicznym. Niewątpliwą zaletą jest ich kompaktowa budowa, dzięki czemu instalacje tego typu zajmują stosunkowo mało miejsca. Dzięki wysokiej jakości materiałów oraz całych urządzeń jest to sprzęt niezawodny i niezwykle prosty w obsłudze.

Systemy odwróconej osmozy działają automatycznie w sposób ciągły monitorując jakość wody. Skuteczność tej metody jest uzależniona w dużej mierze od jakości materiałów, z których wykonane są membrany oraz ich kształtu i sposobu ułożenia w modułach filtracyjnych. Membrany takie muszą charakteryzować się mała przepuszczalnością zanieczyszczeń, a zarazem przepuszczalnością rozpuszczalnika oraz zwiększoną odpronością na wysokie ciśnienie, temperaturę oraz zmiany pH.

Woda zasilająca urządzenie do demineralizacji przy użyciu odwróconej osmozy wymaga wstępnego przygotowania polegającego na usunięciu wszystkich substancji mogących zakłócić pracę membran przez ich zablokowanie. Woda tego typu powinna być zmiękczona, pozbawiona żelaza, manganu, oleju oraz chloru wolnego. Dodatkowo instalacje odwróconej osmozy powinny pracować w sposób ciągły.

Zastosowanie systemu odwróconej osmozy oprócz niewątpliwej zalety uzyskania wody o bardzo wysokiej czystości zapewnia także najmniejszą ingerencję w środowisko naturalne ponieważ w całym procesie nie zużywa się żadnych środków chemicznych, a koncentrat zawierający usunięte sole może być stosowany jako np. woda gospodarcza. Procesem, w którym stosuje się chemię jest płukanie mambran, jednak przeprowadza sie je co 6 miesięcy lub po 1600 godzin pracy co wpływa na zdecydowane zmniejszenie zrzutów popłuczyn do środowiska naturalnego.

Wody powierzchniowe oraz płytkie wody podziemne są skażone biologicznie oraz mogą zawierać wirusy, bakterie i pasożyty. Z tego powodu woda, która jest przeznaczona dla wielu gałęzi przemysłu m.in. spożywczego, farmaceutycznego, szpitali, basenów, a także na potrzeby gospodarcze musi zostać poddana dezynfekcji, której celem jest zniszczenie wirusów, bakterii i pierwotniaków patogennych oraz zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej.

Istnieją dwie metody dezynfekcji wody:

• Fizyczna – dezynfekcja promieniami UV;
• Chemiczna – chlorowanie, ozonowanie.

Metoda chemiczna polega no dozowaniu do wody środków chemicznych, w przypadku użyciu lamp UV do wody nie zostaje wprowadzona żadna chemia, nie zmienia się zatem skład fizyko-chemiczny wody, jej smak oraz zapach. Nie ma też w praktyce technicznej możliwości przedawkowania środka dezynfekcyjnego. Dzięki tej metodzie nie powstają produkty uboczne dezynfekcji, ponieważ intensywność promieniowania wymagana dla dezynfekcji jest mniejsza niż niezbędna do przebiegu reakcji fotochemicznych. Jest to bardzo skuteczna metoda ponieważ zabija ponad 99,99% bakterii chorobotwórczych znajdujących się w wodzie, zapewnia jej prawidłową dezynfekcję, usunięcie ozonu oraz chloru, a także redukcję związków organicznych węgla.

Do sztucznego emitowania światła UV stosuje się promienniki emitujące fale o określonym spektrum, w przypadku lamp UV są to 254nm. Przy tej długości fali następuje reakcja fotochemiczna w komórkach drobnoustrojów, która niszczy ich strukturę DNA poprzez ciągłą absorpcję światła. Dzięki zastosowaniu odpowiednego czasu i natężenia światła UV istnieje możliwość całkowitego zniszczenia dronoustrojów wsytępujących w wodzie.

Ozon w wodzie służy do utleniania zanieczyszczeń i oczyszczania wody. Po tym porcesie jest przekształcany do postaci wolnego ozonu po czym przy naświetlaniu światłem UV jest katalizowany do postaci tlenu.

Chlor i chloroaminy zamiast usuwania w tradycyjny sposób na węglu aktywnym lub przy pomocy środków chemicznych do ilości 1ppm może być z powodzeniem usuwany przy pomocy promieniowania UV.

W celu uzyskania wody ultra czystej ogólny węgiel organiczny może być usuwany poprzez utlenianie organicznych związków węgla do dwutlenku węgla i wody.

Lampy UV zostały stworzone z myślą o wysokiej skuteczności i niezawodności działania oraz niezwykłej prostocie obsługi.

Wysokie stężenia żelaza i manganu powodują stopniowy wzrost zmętnienia oraz brunatnienie wód. Zwiększona zawartość żelaza w instalacji wodnej może powodować odkładanie się twardych lub mazistych osadów, które odrywają się od ścianek dając efekt brudnej wody. Obecność zwiększonej ilość żelaza może również powodować rozwój bakterii żelazistych.

Odżelazianie i odmanganianie wody czyli usuwanie z wody związków żelaza i manganu ma szczególne znaczenie w procesie uzdatniania wody. W dużej ilości przypadków żelazo w wodzie występuje jednocześnie z manganem, dlatego też oba te procesy często prowadzi się jednocześnie, pomimo tego, że ich usuwanie przebiega w sposób odmienny.

Proces usuwania związków żelaza i manganu składa się z trzech etapów:

1. Napowietrzanie wody surowej.
2. W przypadku potrzeby korekta odczynu pH.
3. Filtracja przy użyciu odpowiedniego złoża.

Woda surowa przed usuwaniem żelaza musi być odpowiednio napowietrzona, w przypadku jeśli woda surowa nie zawiera dostatecznej ilości tlenu należy ją napowietrzyć w specjalnych urządzeniach. Dzięki temu procesowi z rozpuszczonych form żelaza (wodorotlenek żelazawy) powstaje wodorotlenek żelazowy, który wytrąca się w postaci osadu, dzięki czemu w prosty sposób może on zostać usunięty podczas filtrowania.

Usuwanie z wody manganu jest trudniejsze niż w przypadku żelaza, ponieważ rozpuszczone sole manganu są trwalsze i nie hydrolizuja tak łatwo jak sole żelaza. Sytuacja ta wymusza zastosowanie katalizatorów w celu podwyższenia odczynu pH do około 10. kiedy to rozpuszczone związki manganu hydrolizują do Mn(OH)2. Następnie przy odpowiednim napowietrzaniu następuje wytrącanie się nierozpuszczalnego Mn(OH)3 oraz usunięcie podobnie jak w przypadku żelaza podczas płukania.

Odżelazianie i odmanganianie jest procesem, podczas którego należy zwrócić uwagę na jego optymalne ustawienie oraz ciągłą kontrolę wody na wyjściu z urządzenia. Z tego też powodu prawidłowe funkcjonowanie urządzeń wymaga pracy doświadczonej obsługi.

Zbyt wysoka twardość wody jest powodem do powstawania kamienia kotłowego np. w rurach, kotłach wodnych i parowych lub wymiennikach ciepła oraz co jest z tym bezpośrednio związane powoduje zmniejszenie wydajności procesu grzewczego w urządzeniach pracujących na zasadzie wymiany ciepła. Aby usunąć twardość z wody zasilającej należy zastosować zestaw urządzeń do uzdatniania wody przy użyciu wymieniacza jonowego.

Urządzenia tego typu skłądają się z następujących elementów:

• kolumny zmiękczacza;
• zawór sterujący;
• systemy dystrybucyjne;
• zbiornik solanki wraz z wężem;
• wąż odprowadzający wodę płuczącą.

Proces polega na usunięciu twardości na drodze wymiany jonowej. Twarda woda przepływając przez warstwę złoża jonowymiennego zamienia jony wapnia (Ca²⁺) i magnezu (Mg²⁺) powodujące twardość na jony sodu (Na⁺). Na złoże jonowymienne składają się substancje będące organicznymi związkami syntetycznymi, nierozpuszczalne w wodzie oraz w dużej mierze odporne na działanie kwasów i zasad, mające zdolność wymiany jonów z przepływającego roztworu na jony złoża. Aby uzyskać dużą powierzchnię wymiany jonów charakteryzują się bardzo mocno rozbudowaną strukturą wewnętrzną charakteryzującą się dużą elastycznością.

W przypadku kiedy złoże wysyci się jonami wapnia i magnezu, czyli jego zdolność jonowymienna zostanie wyczerpana, musi zostać poddane regeneracji nasyconym roztworem chlorku sodu (NaCl). Regeneracja polega na usunięciu jonów wapnia i magnezu oraz przyswojeniu przez żywicę jonów sodu. Głowica sterująca przełącza automatycznie urządzenie pomiędzy następującymi po sobie cyklami pracy. Regeneracja jest wywoływana po upływie wcześniej zaprogramowanego czasu bądź też ręcznie po zaprogramowaniu głowicy przez obsługę stacji. Proces regeneracji polega na kilkukrotnym płukaniu wodą złoża znajdującego się w stacji, oraz w końcowym etapie płukaniem przy użyciu chlorku sodu.

Zmiękczacze najczęściej występują w dwóch wersjach:

Zmiękczacze jednokolumnowe.

Jest to ekonomiczne rozwiązanie, w którym występuję możliwość przerwy w pracy urządzenia

Zmiękczacze dwukolumnowe.

W tym przypadku następuje nieustanna dostawa wody zmiękczonej. Zmiękczacze tego typu mogą pracować w trybie wahadłowym, w którym kolumny pracują naprzemiennie lub równoległym gdzie obie kolumny pracują jednocześnie. Dodatkowo

Dozowanie środków chemicznych ma za zadanie korektę wielu parametrów wody w celu wypracowania niezbędnych wymagań zależnych od jej przeznaczenia. Dozowanie stosuje się w wielu różnych branżach przemysłu i przy różnych technologiach uzdatniania wody m.in.: uzdatnianie wody technologicznej, kotłowej, chłodniczej, zasilającej kotły i urządzenia klimatyzacyjne, a także przy dezynfekcji wody.

Odczynniki do korekty wody dawlkowane są najczęściej w postaci roztworów wodnych. Aby sprostać temu zadaniu instalacje przemysłowe wyposażone są w zbiorniki, kórych zadaniem jest dawkowanie różnych roztowrów, najczęściej do wody zasilającej i obiegowej lub rzadziej bezpośrednio do kotłów. Proces ten odbywa się przy użyciu stacji dozujących, w skład których wchodzi: pompa membranowa, zbiornik roztworowy oraz przewody doprowadzające. Dawkowanie odbywa się w sposób ciągły bądź porcjowy, istnieje także możliwość zaprogramowania pompy, aby pracowała proporcjonalnie do przepływu.

Przy uzdatnianiu wody kotłowej dozuje się:

• inhibitory korozji (preparaty wytwarzające warstwę ochronną);
• środki korygujące odczyn pH;
• środki służące do wiązania twardości.

Przy uzdatnianiu wody chłodniczej dozuje się:

• inhibitory korozji (preparaty wytwarzające warstwę ochronną);
• biocydy, których zadaniem jest hamowanie rozwoju grzybów, glonów i bakterii.

W procesie dezynfekcji dozuje się:

• podchloryn sodu;
• inne środki służące do dezynfekcji wody np. woda utleniona.

Obsługa stacji dozujących polega tylko na okresowych sprawdzaniu poziomu wody z zbiorniku. Nowsze urządzenia posiadają bardzo często w zbiorniku czujnik poziomu więc w przypadku braku wody informują alarmem o nieprawidłowościach w działaniu bądź automatycznie uruchamiają napełnienie zbiornika.