Jakość wody z różnych ujęć może wykazywać odmienne parametry fizykochemiczne oraz mikrobiologiczne. Doskonałym tego przykładem są gospodarstwa rolne położone w województwie małopolskim. Jeden z naszych klientów posiada dwa niezależne gospodarstwa w różnych lokalizacjach. W obu przypadkach jakość wody surowej w ujęciach znacznie różniła się parametrami oraz generowała odmienne problemy eksploatacyjne.

Gospodarstwa te zajmują się hodowlą bydła mlecznego oraz uprawą pszenicy, rzepaku i kukurydzy. Woda pobierana z ujęć wykorzystywana jest głównie na cele technologiczne. Przede wszystkim do mycia i dezynfekcji w oborach oraz do przygotowywania oprysków, środków ochrony roślin. Woda nie musi w tym przypadku spełniać rygorystycznych parametrów wody przeznaczonej do bezpośredniego spożycia przez ludzi. Wysokie stężenia zanieczyszczeń w obu ujęciach powodowały jednak powstawanie uciążliwych osadów i szybkie niszczenie infrastruktury hydraulicznej. Konieczna okazała się zatem modernizacja i rozbudowa istniejących stacji uzdatniania wody.

Jakość wody w obu lokalizacjach była odmienna, jednak cel inwestycji pozostał ten sam. Głównym zadaniem było zabezpieczenie urządzeń i instalacji przed awariami, dostosowanie parametrów wody do wymogów procesów technologicznych oraz zapewnienie pełnej ciągłości pracy gospodarstw.

Lokalizacja I – niskie pH oraz wysokie stężenie żelaza i manganu

Parametry jakości wody wejściowej

W pierwszej lokalizacji głównym problemem była kwasowość wody oraz znaczne przekroczenia zawartości metali ciężkich. Wartość pH wynosiła 6,4. Wymagała ona korekty do przedziału optymalnego od 6,5 do 7,4, aby powstrzymać procesy korozyjne w wewnętrznej instalacji budynku i urządzeniach. Dodatkowo odnotowano zbyt wysokie stężenia żelaza i manganu. Stężenie żelaza wynosiło około 3500 µg/l, a manganu 182 µg/l. Obecność tych pierwiastków w takich ilościach powodowała mętność, pogorszenie barwy wody oraz powstawanie uciążliwych osadów na infrastrukturze hydraulicznej.

Problemy dotychczasowej stacji uzdatniania

Dotychczas stosowany do napowietrzania kompresor był urządzeniem olejowym. Stwarzał on duże ryzyko zanieczyszczenia złóż filtracyjnych olejem, co drastycznie obniżyłoby ich żywotność i efektywność filtracji. Ponadto dotychczasowy system uzdatniania osiągał wydajność na poziomie ok. 2–3 m³/h. Taka wydajność nie pokrywała bieżącego zapotrzebowania technologicznego obiektu w okresach szczytowego poboru wody.

Zastosowane rozwiązanie technologiczne

Aby sprostać temu wyzwaniu, zaprojektowano i wdrożono wydajny, dwustopniowy układ uzdatniania, wykorzystując również część istniejącej stacji. Stary kompresor zastąpiono nowoczesnym, w pełni bezolejowym urządzeniem.

Dostawiono dwa nowe zbiorniki ciśnieniowe o wymiarach 18×65 cali, wyposażone w automatyczne głowice sterujące Clack WS1.25 Z zaworami sterującymi, które umożliwiają płukanie wodą czystą. oraz wypełnione złożem Calcite. Złoże to ulega stopniowemu i kontrolowanemu rozpuszczaniu. Proces ten skutecznie podnosi odczyn pH wody oraz wspomaga usuwanie żelaza i manganu bez użycia dodatkowej chemii.

Zmodernizowano również dwa istniejące filtry. Wymieniono w nich głowice na model Clack WS1.25 z zaworami sterującymi, które umożliwiają płukanie wodą uzdatnioną. Cały układ dostosowano do pracy równoległej jako drugi stopień usuwania żelaza oraz manganu. Całość doposażono w zbiorniki buforowe o łącznej pojemności 3x 10,0 m³, z których realizowane jest płukanie wsteczne obu stopni filtracji.

Lokalizacja II – wysokie stężenie manganu oraz zanieczyszczenia mikrobiologiczne

Parametry jakości wody wejściowej

Analizy jakości wody w drugiej lokalizacji wykazały bardzo wysokie stężenia manganu oraz obecność bakterii z grupy coli, co stwarzało ryzyko sanitarne dla gospodarstwa. Stężenie manganu na poziomie około 4000 µg/l wymagało zastosowania specjalistycznych, niezwykle wydajnych złóż katalitycznych. Dodatkowo obecność mikroorganizmów z grupy coli wymusiła wdrożenie ciągłej dezynfekcji wstępnej oraz końcowej wody.

Zastosowane rozwiązanie technologiczne

Na wejściu instalacji zainstalowano układ dozowania podchlorynu sodu. Zastosowana pompa dozująca zintegrowana została z przepływomierzem impulsowym, pozwala to na precyzyjne dawkowanie środka dezynfekującego w zależności od aktualnego przepływu wody.

Kolejnym etapem jest odmanganianie wody. Stężenie manganu miało bardzo wysoką wartość. Z tego powodu zastosowano trzy kolumny o wymiarach 14×65 cali z głowicami Clack WS1.25. Urządzenia te zasypano wysoce skutecznym złożem G1, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo i stabilność pracy procesu odmanganiania.

Ze względu na tak wysoki poziom manganu, konieczne było zastosowanie kolejnego etapu uzdatniania wody. Jako drugi stopień filtracji zastosowano dwa zbiorniki o wymiarach 16×65 cali wypełnione złożem Katalox Light. Uzdatniona woda trafia do czterech zbiorników magazynowych o pojemności 5,0 m³ każdy, co daje łącznie 20 m³ zapasu wody. Taka ilość jest wystarczająca na pokrycie szczytowych poborów wody. Za stabilne ciśnienie w instalacji na poziomie 5 bar oraz bezproblemową obsługę płukania kolumn odpowiada zestaw pompowy HPRESS 8 DUPLEX. Na samym wyjściu ze stacji zamontowano również lampę UV. Gwarantuje ona pełne bezpieczeństwo mikrobiologiczne wody przed jej skierowaniem do wewnętrznej sieci gospodarstwa.

Podsumowanie i efekty wdrożenia

Realizacja dwóch odmiennych projektów dla jednego inwestora branży rolniczej udowadnia, że efektywne uzdatnianie wody zawsze wymaga indywidualnego podejścia, opartego na rzetelnej analizie badań laboratoryjnych oraz dokładnym poznaniu potrzeb technologicznych zakładu.

W pierwszej lokalizacji sukcesem okazała się naturalna korekta niskiego pH za pomocą złóż kalcytowych oraz modernizacja układu filtracji żelaza i manganu. Z kolei w drugiej lokalizacji konieczne było zastosowanie zaawansowanej chemicznej dezynfekcji wstępnej, specjalistycznych złóż odmanganiających G1 oraz Katalox Light, a także końcowej dezynfekcji promieniowaniem UV.

Oba systemy zaprojektowano z myślą o maksymalnej automatyzacji procesów. Dzięki zastosowaniu głowic sterujących oraz automatycznych układów płukania, obsługa techniczna ze strony pracowników gospodarstw została ograniczona do absolutnego minimum. Zautomatyzowana praca urządzeń ma bardzo duże znaczenie w intensywnej produkcji rolniczej.

Dzięki precyzyjnemu dopasowaniu technologii do specyfiki każdego ujęcia, inwestor zyskał niezawodne, w pełni zautomatyzowane stacje, które skutecznie chronią infrastrukturę techniczną obiektów.