četvrtak, 30. srpnja 2009.

Sedimentacija mehaničkih nečistoća

Jedna od mehaničkih metoda čišćenja vode je - sedimentacija. O čemu se radi?

U najjednostavnijem slučaju - radi se o tome da se iskoristi gravitacijska sila kako bi se riješili nepoželjnih čestica iz vode. Ako se sjećate priče o temeljnim procesima čišćenja vode za javnu upotrebu - to je onaj korak u kojemu se voda ostavlja u velikim rezervoarima. I tu se jednostavno čeka da se čestice teže od vode natalože na dnu rezervoara. Što se duže čeka - to će se više čestica nataložiti na dnu.

Naravno, voda treba biti dovoljno mirna da ne bi te čestice opet povukla s dna.

Sedimentacija na mora nužno koristiti gravitacijsku silu, ali ona se najčešće koristi za pročišćavanje vode. Možemo, ipak, spomenuti i druge načine sedimentacije...

Umjesto gravitacije se može koristiti i centrifugalna sila. Drugim riječima - voda se smjesti u posudama koje se okreću oko svoje osi. Na sve atome i čestice u vodi djeluje sila koja ih "tjera" suprotno od centra okretanja. Međutim, kako su neke čestice teže od vode - one će prije uspijeti "pobjeći" i nataložiti će se na rubovima.

Sedimentacija centrifugalnom silom ima tu prednost što možemo postići proizvoljno veliku silu koja čestice tjera na sedimentaciju (za razliku od gravitacije koja je uvijek konstantna). Ali, ona ima i jedan veliki nedostatak zbog kojeg se rijetko koristi za pročišćavanje vode: Okretanje stvara turbulencije u vodi zbog kojih se manje čestice ne stignu nataložiti.

Postoji još jedan način kako se sedimentacija može "umjetno" postići. To je koristeći elektromagnetsku silu. Ako se u vodi nalaze čestice koje su magnetski nabijene - dovoljno velik magnet će ih privući prema sebi. I one će se taložiti (sedimentirati).

petak, 24. srpnja 2009.

Desalinizacija vode u Barceloni

Pisali smo već da je desalinacija morske vode skupa i da se stoga ne koristi previše. Osim u državama koji imaju puno energenata i malo vode. Španjolski grad Barcelona se djelomično uklapa u taj opis - spada u skupinu bogatih zapadnoevropskih država i već godinama ima kronični nedostatak pitke vode. Posebno u ljetnim mjesecima.

Zato je u Barceloni nedavno izgrađen desalinizator koji će opskrbljivati vodom četvrtinu (točnije, 24%) potreba stanovnika tog grada od 4.5 milijuna stanovnika. U članku BBC-a kažu:
Desalinizator kraj Barcelone će proizvoditi 200 milijuna litara vode dnevno za 4.5 milijuna ljudi.

Postrojenje je koštalo 230 milijuna eura, a proizvoditi će 45 litara pitke vode od 100 litara slane vode

srijeda, 22. srpnja 2009.

Mutna voda


© by coaxeus
Govorimo li o mehaničkoj nečistoći vode - govorimo o česticama koje se nalaze u vodi. Dakle, više-manje malim čvrstim komadima materije.

Kažem "malim" jer velikih čestica mehaničke nečistoće se možemo relativno jednostavno riješiti - pričekamo da same "otpadnu" na dno. Ili, ako su lakši od vode - da isplivaju na površinu vode gdje ih je jednostavno pokupiti s mrežom. Male čestice su veći problem. A one najmanje su i najveći problem...

Čestice nečistoće mogu biti nevidljive golom okom (ako su premale). U tom slučaju - vodu doživljavamo kao mutnu. Te su čestice toliko male da bi nam trebalo izuzetno dugo vrijeme da se same natalože na dno posude (ili isplivaju).

Mutna voda iz prirode je problem za ljudsku konzumaciju. Jer, mehaničke čestice mogu na sebi "nositi" štetne mikroorganizme, a i same se mogu sastojati od tvari koje štete ljudskom zdravlju. Čak i ako je voda klorirana, mehaničke čestice mogu u svojim porama "sakriti" mikroorganizme od utjecaja klora.

I u prirodi mutna voda ponekad nije poželjna. Jer, u mutnim jezerima i lokvama svjetlost se brzo zaustavlja i ne dopire dovoljno duboko. Zbog toga, na primjer, miniranja blizu jezera znaju ponekad prouzročiti pomor riba: Vibracije od miniranja povećaju mutnoću vode, svjetlost se zaustavlja na površini, biljke ne mogu opstati, i ravnoteža cijelog ekosistema se uništi.

Količina svjetla koju mutna voda propušta je ujedno i mjera kojom se izražava "mutnost" vode.

Problem mutne vode se najčešće rješava procesima floakulacije i koagulacije. Ali i bakterijama, brzim ili sporim pješčanim filterima, taložnicama... Više o tome "u sljedećim epizodama" :)

subota, 18. srpnja 2009.

Veliki pacifički pojas smeća

Kad se govori o čistoći vode - ne misli se uvijek na ovu vodu koju kupujemo u trgovini ili od vodovoda...

Jeste li znali za pojam "Veliki pacifički pojas smeća"? Negdje ga nazivaju i "Velika pacifička krpa smeća". Radi se o sljedećem - oceani su puni smeća. Međutim, oceani su i izuzetno veliki, tako da je to smeće porazbacano na ogromnom području i nije uvijek vidljivo.

Međutim, zbog oceanskih struja koje su više-manje stalne, smeće koje pluta na površini mora se koncentrira u određenim dijelovima oceana. Na primjer, pacifičkog oceana, i to je ona "velika krpa smeća" koju sam spomenuo na početku:



David de Rothschild je jedan od osnivača ekološke udruge Adventure Ecology i ima jednu zanimljivu ideju: otploviti će od San Francisca (USA) do Sydneya (Australija) baš u tom području velike koncentracije smeća. I sve to na 20-metarskom katamaranu napravljenom od recikliranih plastike.

Poslušajte i pogledajte više o ovom zanimljivom projektu ovdje:



Zašto je to bitno? Postoji pragmatični razlog: more je veliki potencijalni izvor pitke vode. I, postoji drugi razlog kojeg, vjerujem, ne treba posebno pojašnjavati - prirodni okoliš i biološku raznolikost treba čuvati.

četvrtak, 16. srpnja 2009.

Tvrdoća vode

Nekoliko riječi o jednom terminu o kojem često čujemo, a premalo poznajemo - tvrdoća vode.

Ukratko, tvrdoća vode je informacija o tome koliko je u vodi otopljeno minerala. Najčešće se pod "minerali" misli na kalcij i magnezij. Iako se u vodi mogu naći mnoge druge otopljene tvari, ova dva su najčešća zbog jednostavno razloga:
  • otapaju se u vodi i
  • ima ih u velikim količinama u zemljinoj kori (kalcij je posebno čest).
Dakle, svaka voda koja je došla u kontakt sa zemljinim tlom (a nije prethodno posebno obrađena) je u određenoj količini - tvrda voda.

Tvrdoća vode se može smanjiti prokuhavanjem vode. Naime, kako temperatura vode raste, tako se otopivost nekih minerala smanjuje. I, oni se talože na stijenke posude u kojoj se prokuhava.

Međutim, čak i iz vode koja nije topla se minerali s vremenom talože na čvrste površine kojima je okružena.

Kako se prepoznaje tvrda voda?
Izuzmemo li posebne stručne tehnike prepoznavanja, tvrda voda se može naslutiti jednostavno. Ukoliko se u vodi nalazi sapun i tu vodu protresete: što više sapunice nastane - to je voda mekša. Općenito u tvrđoj vodi je potrebno više sapuna i deterđenta za jednako efektivno pranje.

Stalna tvrdoća
Stalna tvrdoća vode se odnosi na onu količinu minerala koji se ne daju više smanjiti ni prokuhavanjem vode. Iako iz naziva izgleda da je takva tvrdoća konstantna i nepromijenjiva, ona to nije. Može smanjiti posebnim uređajima - takozvanim omekšivačima vode.

Je li
zdravstveni problem?
Pitanje koje mnoge ljude zbunjuje je - šteti li tvrda voda zdravlju? Ispravnog i definitivno znanstveno potvrđenog odgovora još nema. Postoje studije koje pokazuju da je tvrdoća vode obrnuto proporcionalna s nekim kardiovaskularnim bolestima. Međutim, ta korelacija je prilično mala. Slična priča je s povezanošću između bubrežnih ili žućnih kamenaca i tvrdoće.

U čemu je problem s tvrdoćom vode?
Najveći problem s tvrdoćom vode je u tome što se minerali otapaju na stijenke cijevi i posuda u kojima se nalaze. U uređajima kroz koje prolazi velika količina vode - ti minerali mogu stvarati izuzetno velike probleme. Skidanje kalcija nataloženog u cijevima je često praktički nemoguće i zbog toga se moraju mijenjati praktički cijeli uređaji ili njihovi dijelovi.

Općenito, vjerojatno ste već primijetili da se tvrdoća vode najčešće spominje u kontekstu s strojevima za pranje suđa, robe, ali i svim drugim strojevima koji imaju stalni protok vode.

Kako se boriti protiv tvrdoće vode?
Već sam spomenuo omekšivače vode, ali više o tome - drugom prilikom :)

nedjelja, 12. srpnja 2009.

Temeljni procesi pročišćavanja vode


© Tsja
Ne možemo tek-tako uzeti vodu direktno iz prirode i koristiti ju za piće ili u gospodarstvu. Voda mora proći nekoliko važnih procesa, a da bi uopće mogla biti korištena. Par riječi o tome...

Prvo vodu treba dovući do mjesta gdje će ona biti privremeno spremljena i proći cijeli postupak. U tom koraku nema neke velike mudrosti - trebaju cijevi i pumpe (ako vodu treba izvlačiti iz dubine zemlje) koji vodu dovode do postrojenja. Važno je jedino da cijevi budu od materijala koji se neće otapati u vodi ili nekim drugim kemijskim procesima proizvoditi tvari koje bi vodu zagadile.

Sljedeći korak je gruba mehanička filtracija kojim se iz vode izbacuje mehanička prljavština (prašina, zemlja, kamenčići, lišće, trava, kukci, ...).

Nakon toga, voda se smješta u velike rezervare u kojima ostaje od nekoliko dana, pa do nekoliko mjeseci. Nekoliko je razloga zbog kojih se koriste ti rezervari:
  • U rezervarima je voda mirna (za razliku od npr. rijeka) tako da se mehanička nećistoća (koja je bila presitna za prvi korak) stigne nataložiti na dnu rezervara (pogledaj: sedimentacija).
  • Sva ta voda se ne mora nužno odmah iskoristiti. Na taj način - rezervar je i mjesto čuvanja vode za ono doba godine kad je oskudna u prirodi (npr. ljeto, kad izvori presušuju).
  • Voda se može dodatno kemijski i biološki obraditi.
Ukoliko je voda tvrda (o tome više za koji dan) može se kemijski obraditi tako da se tvrdoća smanji na prihvatljivu razinu.

Voda se često, nakon svega ovoga, još i dodatno klorira. Tim procesom se osigurava uništavanje svih mikroorganizama koji su uspjeli "preživjeti" sve ovo do sada. I o tome više u jednom od sljedećih članaka u seriji.

Često se još i korigira pH vrijednost vode. Na primjer, u pravilniku o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće, ministarstvo Zdravstva propisuje da pitka voda imati pH između 6.5 i 9.5. Ukoliko voda nije u tom intervalu - potrebno je njen pH ispraviti.

Napomenuo bih samo da je gore opisani postupak samo skica svega onoga što se u stvari dešava. Ovisno o načinu kako smo došli do vode, ovisno o vrsti biološkog, mehaničkog i kemijskog onečišćenja - redosljed koraka u procesu se može mijenjati.

petak, 10. srpnja 2009.

pH vrijednost vode

Kad se govori o vodi, ali i drugim tekućinama, često se govori o pH vrijednosti. Što je to pH vrijednost?

pH vrijednost je koncentracija pozitivnih vodikovih iona u nekoj otopini. Čisto kao podsjetnik kemije iz osnovne škole - atomi se sastoje od neutrona, protona i elektrona. Elektroni se vrte oko jezgre sastavljene od netrona i protona. Elektroni i protoni su nabijene čestice (elektroni negativno, a protoni pozitivno).

"Standardni" atom ima jednak broj protona i elektrona pa mu je naboj neutralan.,Elektroni koji se nalaze na vanjskim putanjama (oni najudaljeniji od jezgre) mogu "izletjeti" i tada atom postaje pozitivno nabijen. Ili, ako ima "višak" elektrona - atom je negativno nabijen. Atom ili molekula koji je pozitivno ili negativno nabijen se zove ion.

U vodi se skoro uvijek nalazi mala količina H+ iona, dakle onih kojima jedan elektron nedostaje. Isto tako, nalazi se i OH- ion. Ovisno o toj koncentraciji mijenja se pH vrijednost. Mi ljudi to osjećamo kao:
  • kiselost (ako je više H+iona) ili
  • lužnatost (ako ima manje H+ iona).
Čisto za ilustraciju, okus limuna je kiseo, a sapun je lužnat.

pH vrijednost se mjeri na skali od 0 do 14, a ono što je bitno znati da obična voda na 25°C ima pH vrijednost 7. To je neutralna pH vrijednost i to je, otprilike, pH vrijednost kakvu očekujemo od čiste vode. Tekućine od koji su sastavljena živa bića obično imaju blago lužnat pH, recimo ljudska krv je između 7.3 i 7.4.

četvrtak, 9. srpnja 2009.

More kao izvor vode?

Naizgled, svijet ne bi trebao imati problema nestašice vode. Tri petine površine našeg planeta su mora i oceani. Čak i na kopnu ima područja koji su prekriveni vodom - bilo u tekućem obliku (jezera, rijeke i močvare) ili zaleđenom (ledenjaci). Međutim, problem s morem je jednostavan. More je, kao što svi znamo - slano. A, postupak kojim se sol (ali i razni drugi minerali i onečišćenja) miče iz morske vode je izuzetno skup.

Taj se postupak zove - desalinizacija. Postoje dvije važne vrste desalinizacije, jedna je - distilacija, a druga je reverzna osmoza, ali o njima nekom drugom prilikom. Desalinizacija zahtijeva ogromnu količinu energije, tako da nije isplativo krenuti u taj posao. Postoji samo nekoliko država koje su pokrenule masovnu industriju desalinizacije, a to su države na bliskom istoku koje obiluju naftom. Njima je lako - imaju naftu kao jeftin izvor energije, a nemaju vodu.

Nama ostalima? Mi imamo puno mora, malo nafte i još manje novaca - dakle premalo novaca i izvora energije da bi nam se isplatilo ulagati u desalinizaciju. Kad nam znanstvenici i izumitelji otkriju neki jefiniji postupak desalinizacije - postati će ozbiljna alternativa. Do tada... Moramo se znalaziti kako znamo i možemo.

ponedjeljak, 6. srpnja 2009.

Flaširana i vodovodna voda

Vjerojatno i vi, s vremena na vrijeme, dobijate one nekakve mejlove sa sličicama i prezentacijama koje kolege automatizmom pogledaju i šalju dalje. Ja ih obično brišem. Ali, jutros sam dobio jednu s temom "Voda" koju sam, ipak, pogledao. Govorilo se o flaširanoj vodi iz trgovina. I zamislio se se.

Kad nađem način kako prezentaciju staviti na blog - učiniti ću to, a u međuvremenu evo par riječi o temi te prezentacije... U članku Vjesnika s početka godine nađoh ovaj podatak:
Prosječna cijena vode za kućanstva u 2008. bila je 9,85 kuna po prostornom metru, odnosno mjesečni trošak četveročlanog kućanstva iznosio je oko 160 kuna.
Pazite, jedan prostorni metar je kao da imate kocku kojoj je stranica jedan metar. Ona sadrži 1000dm3 vode, a to je tisuću litara vode. Ispada da 1 litar vode u kućanstvu košta čak manje od jedne lipe!

E sad, koliko košta jedan litar flaširane vode iz trgovine. Oko 5-10 kuna, je li tako? Dakle, koliko je voda iz trgovine skuplja od vode iz vodovoda? Pa to je jednostavno, uz malo računa doći ćete da je flaširana voda 500-1000 puta skuplja od vode iz vodovoda!

Međutim, svi mi često kupujemo flaširanu vodu. Zašto? Pa zato jer je ona praktična, certificirana, čista, ne sadrži kamenac, i tako dalje i tako dalje...

Međutim, tokom života ćemo sa nakupovati na desetke tisuća boca flaširane vode po cijeni koja je (ponavljam) 500-1000 puta skuplja od one iz slavine. A, vjerojatno bi jednako čistu vodu dobili kad bi jednostavno - kupili prikladan filter koji bi nam očistio vodu koja nam je svo to vrijeme nadomak ruke (onu iz slavine).

petak, 3. srpnja 2009.

Velika jezera i zagađenje

Posljednji broj The Economista donosi zanimljiv članak o zagađenju "Velikih jezera" smještenih između SAD-a i Kanade - Superior, Michigan, Huron, Erie, and Ontario. Radi se o najvećoj grupi slatkovodnih jezera na svijetu, a njihovu veličinu ilustrira nadimak koji su im nadjenuli Amerikanci - "treća obala". Naime, zbog njihove veličine mnogi ih smatraju američkim "unutarnjim morem":


View Larger Map

Članak je dobra ilustracija onoga što se može desiti kad se ne misli na čistoću vode u prirodi. Stoljećima su na obali jezera nicali industrijski pogodni koji su vodu koristili za hlađenje i kao mjesto za izbacivanje otpadnih voda. Odmoglo je i to što jezera dijele SAD i Kanadu, pa se nije nikad znalo tko je glavni krivac i tko bi trebao podnijeti financijski teret čišćenja jezera.

U svakom slučaju, koliki je taj financijski teret? Vlada predsjednika Obame je prihvatila prijedlog trošenja od 475 milijuna dolara. Međutim, to ni blizu nije dovoljno, prethodna vlada je predložila (ali nije provela u djelo) projekt koji bi jezera vratio u kakvo-takvo normalno stanje. Cijena? Prava sitnica - 20,000,000,000 dolara (dvadeset milijardi dolara).

Pouka? Čuvajmo vodu u prirodi. A, ako ju već treba čistiti - manje će koštati ako to napravimo danas nego da čekamo sutra!

četvrtak, 2. srpnja 2009.

Filtriranje aktivnim ugljenom

Aktivni ugljen je vrsta ugljena koja je tako tehnički obrađena da ga čini izuzetno poroznim. To, ukratko, znači da ima jako puno malih "rupica" i zbog toga svaka čestica ugljena ima jako veliku površinu u odnosu na svoju masu.

Čisto kao ilustracija - 1 gram aktivnog ugljena može imati površinu i do 1.500m2. Ako ne vjerujete - evo slovima: jedan gram aktivnog ugljena može imati površinu od tisuću petsto metara kvadratnih.

Mehaničke nečistoće ionako imaju tendenciju taloženja i "hvatanja" za čvrstu površinu. Možete onda zamisliti koliko se stigne "uhvatiti" za čestice aktivnog ugljena! Već bi i sama ta površina bila dovoljna za čišćenje, ali aktivni ugljen se može još dodatno kemijski obraditi. Na taj način, osim mehaničke filtracije imamo kombinaciju mehaničke i kemijske.

srijeda, 1. srpnja 2009.

Cilj čišćenja i filtracije vode

Što je cilj svih postupaka čišćenja/filtracije vode? Očistiti vodu od...
  • fizičkih čestica (prašina, kamenčići, isl.)
  • otopljenih kemijskih elemenata i spojeva,
  • bakterija, virusa, gljivica, algi, kukaca i raznih drugih ostataka biljnih i životinjskih organizama

Pročišćavanje vode - vrste

Postoje brojni načini kako se voda može čistiti, ali sve ih dijelimo u nekoliko velikih skupina:

Fizički/mehanički procesi:
Biološki procesi:
  • filteri na bazi aktivnog mulja
  • tzv. filteri na bazi "sporog pijeska"
Kemijski procesi:
Elektromagnetski procesi: