Czy w istniejącej stacji uzdatniania wody można zastąpić piasek filtracyjny zeolitem?

Takie rozwiązanie zastosowano w miejskiej stacji uzdatniania wody we Włoszech. Co ważne, nie chodzi o badanie laboratoryjne, lecz o rzeczywistą instalację pracującą przez kolejne miesiące. Według opisu, po wymianie piasku na zeolit zmniejszyła się częstotliwość płukania filtrów oraz ilość wody wykorzystywanej do ich płukania.

Przypadek jest interesujący również z polskiej perspektywy. W wielu SUW nadal pracują filtry wyposażone w tradycyjne złoża piaskowe, a ich modernizacja nie zawsze musi oznaczać budowę całego nowego układu technologicznego.

Miejska stacja uzdatniania wody – 180 m³/h

Opisana instalacja uzdatniała wodę rzeczną. Jej wydajność wynosiła około 180 m³/h.

Stacja posiadała:

• 8 filtrów,
• powierzchnię pojedynczego filtra około 2,25 m²,
• łączną powierzchnię filtracyjną około 18 m²,
• przepływ około 10 m³/m²/h.

Przed filtracją woda przechodziła przez procesy koagulacji, flokulacji i sedymentacji.

Jednym z problemów eksploatacyjnych było duże zużycie wody podczas płukania filtrów.

Co znajdowało się w filtrach przed modernizacją?

Przed wymianą złoża każdy filtr zawierał około:

• 1025 kg żwiru jako warstwy podtrzymującej,
• 1175 kg piasku filtracyjnego.

W ramach modernizacji warstwa podtrzymująca pozostała bez zmian. Usunięto natomiast piasek i zastąpiono go zeolitem.

Po modernizacji w każdym filtrze zastosowano około:

850 kg zeolitu.

To ważny szczegół: nie chodziło o zwykłe dosypanie zeolitu do istniejącego piasku. Dotychczasowe złoże filtracyjne zostało zastąpione innym materiałem.

Według informacji przedstawionych w case study oznaczało to również zmniejszenie ilości materiału filtracyjnego w pojedynczym filtrze.

Najważniejsza zmiana – częstotliwość płukania

Przed zastosowaniem zeolitu filtry były płukane:

2 razy dziennie.

Jedno płukanie trwało około 7 minut, a przepływ wody płuczącej wynosił około 15 l/s.

Daje to:

15 l/s × 420 s = 6300 l

czyli:

6,3 m³ wody na jedno płukanie jednego filtra.

Przy ośmiu filtrach i dwóch płukaniach dziennie:

8 × 2 × 6,3 = 100,8 m³/dobę.

Podawana przez Zeocel wartość około 100 m³/dobę jest więc zgodna z parametrami przedstawionymi w case study.

Po wymianie piasku na zeolit

Po modernizacji częstotliwość płukania zmniejszyła się do:

1 płukania dziennie.

Czas płukania zmniejszono z 7 do około 5 minut, przy podanym przepływie około 15 l/s.

Obliczenie:

15 l/s × 300 s = 4500 l

czyli:

4,5 m³ wody na jedno płukanie jednego filtra.

Dla ośmiu filtrów:

8 × 1 × 4,5 = 36 m³/dobę.

Zużycie wody – przed i po modernizacji

Na podstawie parametrów podanych w case study otrzymujemy:

Parametr	Piasek	Zeolit
Liczba filtrów	8	8
Płukanie jednego filtra	2 × dziennie	1 × dziennie
Czas płukania	7 min	5 min
Przepływ płukania	15 l/s	15 l/s
Woda na jedno płukanie	6,3 m³	4,5 m³
Zużycie dla 8 filtrów/dobę	100,8 m³	36 m³

Oznacza to zmniejszenie obliczeniowego zużycia wody płuczącej z około:

100,8 → 36 m³/dobę.

Różnica wynosi:

64,8 m³/dobę.

W ujęciu procentowym:

64,3% mniej wody do płukania.

Uwaga dotycząca danych rocznych

W opublikowanym case study roczne zużycie:

• 36 288 m³/rok dla piasku,
• 12 960 m³/rok dla zeolitu.

Warto zauważyć, że wartości te zostały obliczone przy założeniu 360 dni eksploatacji w roku:

100,8 × 360 = 36 288 m³

oraz:

36 × 360 = 12 960 m³.

Różnica wynosi:

23 328 m³/rok.

W ciągu dwóch lat:

46 656 m³.

To właśnie tę wartość oraz redukcję około 64,3%  w opisie analizowanej instalacji.

Nie należy jednak traktować tych wartości jako uniwersalnego efektu zastosowania zeolitu. Są to wyniki konkretnej instalacji, przy konkretnych parametrach pracy filtrów.

Co oznacza to dla wodociągów?

Woda wykorzystywana do płukania filtrów jest niezbędna do prawidłowej eksploatacji SUW, ale jej ilość może mieć znaczenie ekonomiczne i technologiczne.

Jeżeli filtr jest płukany częściej niż jest to konieczne, wodociąg musi:

• pobrać dodatkową wodę,
• przepompować ją,
• przeprowadzić płukanie,
• zagospodarować wodę popłuczną,
• ponownie przygotować filtr do pracy.

Dlatego przy modernizacji SUW warto analizować nie tylko jakość wody po filtracji.

Równie ważne są:

częstotliwość płukania + ilość wody na płukanie + czas płukania + długość cyklu filtracyjnego.

Dlaczego zeolit może być interesującą alternatywą dla piasku?

Zeolit, w tym naturalny klinoptylolit, ma inne właściwości fizyczne i powierzchniowe niż piasek kwarcowy.

Jego struktura oraz właściwości sorpcyjne powodują, że może być wykorzystywany jako materiał filtracyjny w różnych procesach uzdatniania wody.

W zależności od rodzaju wody i zastosowanej technologii złoża zeolitowe mogą być rozpatrywane m.in. w procesach związanych z:

• filtracją mechaniczną,
• redukcją mętności,
• usuwaniem niektórych zanieczyszczeń,
• sorpcją,
• wymianą jonową,
• usuwaniem jonów amonowych.

Jednocześnie nie oznacza to, że zeolit automatycznie będzie lepszy od piasku w każdej SUW.

O wyniku decyduje cały układ technologiczny.

Nie wystarczy wysypać zeolitu zamiast piasku

Przy planowaniu wymiany złoża należy sprawdzić m.in.:

• jakość wody surowej,
• wymagane parametry wody uzdatnionej,
• aktualne parametry pracy filtra,
• średnicę i powierzchnię filtra,
• wysokość dostępnej przestrzeni filtracyjnej,
• granulację złoża,
• prędkość filtracji,
• konstrukcję drenażu,
• sposób płukania,
• intensywność płukania,
• czas płukania,
• częstotliwość płukania,
• zachowanie złoża podczas płukania,
• wymagania dotyczące rozprężenia złoża.

Dlatego zamiana piasku na zeolit powinna być poprzedzona analizą technologiczną konkretnej SUW.

Czy wymiana złoża może być sposobem na modernizację istniejącego filtra?

Tak – i właśnie to jest jeden z najciekawszych wniosków płynących z włoskiego przykładu.

Jeżeli istniejący filtr jest konstrukcyjnie sprawny, jego przebudowa nie zawsze musi oznaczać wymianę całego urządzenia.

Jednym z wariantów modernizacji może być:

istniejący filtr → usunięcie dotychczasowego złoża → dobór nowego materiału → zasypanie → płukanie i uruchomienie → kontrola parametrów pracy.

W zależności od wyników analizy można rozważyć zastosowanie pojedynczego materiału filtracyjnego lub układu kilku warstw o różnych właściwościach.

ACTIW FILTER – zeolit do modernizacji istniejących filtrów SUW

W ACTIW zajmujemy się doborem i dostawą materiałów filtracyjnych do stacji uzdatniania wody oraz modernizacją istniejących układów filtracyjnych.

ACTIW FILTER jest złożem na bazie klinoptylolitu, przeznaczonym do zastosowań związanych z filtracją wody.

Przy wymianie piasku na złoże zeolitowe nie powinno się jednak rozpoczynać od samego wyboru materiału.

Najpierw należy odpowiedzieć na pytania:

Co obecnie zatrzymuje filtr?

Jakie parametry ma woda surowa?

Dlaczego filtr wymaga obecnie określonej częstotliwości płukania?

Jakie parametry ma osiągnąć nowe złoże?

Dopiero na tej podstawie można dobrać odpowiednią granulację, wysokość warstwy oraz parametry eksploatacyjne.

Wymiana piasku na zeolit – rzeczywisty przykład, ale nie uniwersalna recepta

Włoska instalacja pokazuje, że zastąpienie piasku zeolitem w istniejących filtrach miejskiej stacji uzdatniania wody jest rozwiązaniem stosowanym w praktyce.

W opisanym przypadku po modernizacji:

• liczba płukań zmniejszyła się z 2 do 1 dziennie,
• czas jednego płukania zmniejszył się z 7 do 5 minut,
• ilość wody na jedno płukanie filtra zmniejszyła się z 6,3 do 4,5 m³,
• obliczeniowe zużycie wody dla ośmiu filtrów zmniejszyło się z około 100,8 do 36 m³/dobę,
• według przyjętego w case study okresu 360 dni daje to około 23 328 m³ mniej wody rocznie.

To wartości z konkretnej instalacji, a nie gwarantowany efekt dla każdej stacji.

Dlatego przed wymianą piasku na zeolit warto przeanalizować istniejący filtr, parametry wody oraz sposób jego eksploatacji.

Czasami modernizacja SUW nie wymaga budowy całego nowego układu. Pierwszym krokiem może być sprawdzenie, czy właściwy dobór złoża nie pozwoli wykorzystać istniejącej infrastruktury skuteczniej.

Opis włoskiej instalacji został opublikowany jako case study dotyczące zastosowania naturalnego klinoptylolitu w istniejącym układzie filtracyjnym.

zeocelitalia.it/news/caso-di-studio-trattamento-acque-di-pozzo-per-potabilizzazione/?utm_source=chatgpt.com

→ ACTIW FILTER

→ Dofinansowanie inwestycji  

Nowe przepisy UE dotyczące jakości wody dla SUW wodociągów

W razie pytań: grzegorz@actiw.pl tel. +48 883 106 900, +48 71 321 86 91