Zintegrowany system uzdatniania wody DAISY to zestawienie kilku specjalnie dobranych, oryginalnych produktów. W poprzednim artykule o systemie DAISY omówiono różnice między tradycyjnym złożem piaskowym a nowoczesnym aktywowanym złożem szklanym AFM. W dzisiejszym artykule zaprezentujemy kolejne urządzenie wchodzące w skład zintegrowanego systemu uzdatniania wody - ZPM.
Czym jest ZPM?

Nazwa tego urządzenia jest skrótem od "Zeta Potential Mixer" - mikser potencjału zeta. ZPM jest mieszaczem statycznym do wprowadzania takich produktów jak: APF (koagulant i flokulant), ACO (Aktywny Utleniacz Katalityczny) czy NoPhos (koagulant usuwający fosforany) oraz do kawitacji wody. Mieszacze produkowane są ze stali nierdzewnej do wody słodkiej i tytanu lub tworzywa sztucznego do stosowania w środowisku morskim.
ZPM mocowany jest kołnierzowo w układzie rur. Woda poddana jest kawitacji i wirowaniu z dużą prędkością, co wspomaga zabijanie pasożytów. ZPM przyczynia się także do spadku potencjału zeta w wodzie, co powoduje flokulację cząstek stałych i jednocześnie zwiększa potencjał utleniania redox, a woda podlega "samo-sterylizacji".
Cząsteczki wody są rozrywane w wyniku zjawiska kawitacji - tworzą się nanopęcherzyki. Wspomaga to dezynfekcję wody. Im większa różnica ciśnienia na ZPM, tym silniejsza kawitacja. W reakcji tej nie następują straty energii, ponieważ jest ona oddawana do wody w postaci ciepła.

Jak działa ZPM?

Zainstalowany przed filtrem: optymalizacja koagulacji i flokulacji

ZPM wzmacnia reakcje koagulacji i flokulacji w celu konwersji i wytrącania rozpuszczonych składników na małe cząstki. Reakcje kawitacji zapewniają idealne mieszanie i turbulentne środowisko niezbędne do koagulacji z wykorzystaniem APF i NoPhos. ZPM neutralizuje ładunki elektryczne (potencjał zeta) na rozpuszczonych substancjach chemicznych i małych cząstkach, aby niektóre zostały naładowane dodatnio, a niektóre ujemnie. Przeciwne ładunki przyciągają się, co wywołuje koagulację i flokulację. Gdy potencjał elektryczny spadnie do poziomu neutralnego, rośnie potencjał redox utleniania wody nawet o 100 mV, a woda zaczyna skutecznie oczyszczać się sama bez chemikaliów.

Zainstalowany za filtrem skutkuje mechaniczną dezynfekcją i staje się barierą dla rozwoju bakterii.

Nano-pęcherzyki powstałe poprzez kawitację są tutaj najbardziej przydatne. Będą one przyciągane do powierzchni ciał stałych, takich jak bakterie, wirusy, zarodniki i pierwotniaki. Nanopęcherzyki przylegają do powierzchni, gdzie następnie implodują. Uwalniana energia powoduje powstanie otworu w błonie komórkowej patogenu. Bakterie lub pasożyty ulegają destrukcji lub też powstały otwór pozwala na penetrację chloru.

Rys. 1 - Proces implozji nanopęcherzyków

Bakterie i inne czynniki chorobotwórcze są inkubowane na powierzchni piasku w filtrach ze złożem piaskowym, na ściankach zbiornika wyrównawczego i każdej powierzchni będącej w kontakcie z wodą. Śliski nalot na płytkach to nie osady tłuszczowe, ale cienka niewidoczna warstwa bakterii. Niektóre patogeny (np. Cryptosporidium) oraz kolonie bakterii chronione przez biofilm są bardzo odporne na działanie chloru. ZPM rozbija te kolonie i umożliwia dezynfekcję wody przez chlor zanim woda dotrze do basenu. Kolonie bakterii mogą przeżyć kilka minut do kilku godzin, bakterie z rozbitych przez ZPM kolonii mogą przetrwać tylko około 30 sekund.

Jak używać ZPM?

Im większa różnica ciśnienia w ZPM, tym silniejsza kawitacja. ZPM umieszczony przed filtrem powinien być elektrycznie uziemiony. ZPM przed filtrem należy dobrać tak, aby spadek ciśnienia nie przekraczał 0,3 bara dla filtrów działających przy przepływie 30 m/h. Nadal powinno być możliwe wypłukiwanie filtrów przy przepływie 40 - 50 m/h przez pompowanie wody przez ZPM. W tym celu korzystnie jest wykonać by-pass ZPM wykorzystywany do przepływu wody podczas płukania złoża.
ZPM za filtrem należy dobrać tak, aby uzyskać spadek ciśnienia pomiędzy 0,3 i 0,5 bara, wyższy spadek ciśnienia zwiększa kawitację i poprawia dezynfekcję. Spadek ciśnienia 0,5 bar dezynfekuje wodę i wzmacnia bakteriobójcze i pasożytobójcze działanie chloru, zanim woda powróci do basenu.

Filtry piaskowe inkubują i generują kolonie bakterii. W rzeczywistości głównym źródłem bakterii w basenie jest filtr piaskowy a nie kąpiący się ludzie. Podobnie jak warstwa biologiczna, kłaczki bakteryjne są dużymi koloniami bakterii rzędu kilku milionów utrzymywanych razem za pomocą alginowej spoiny. Alginian chroni bakterie przed chlorem przez kilka minut do kilku godzin. AFM® nie inkubuje bakterii, chociaż bakterie mogą wciąż rozwijać się wewnątrz powłoki filtra, w dyszach i w przewodach. Umieszczony za filtrem ZPM rozbija kolonie bakteryjne na poszczególne bakterie, co umożliwia ich zabicie przez chlor zanim woda dotrze do basenu.
Zainstalowanie tego elementu nie wymaga dużego nakładu kosztów, ani przebudowy instalacji. Idealnie wpasowuje się w istniejący system. Zaprezentowane urządzenie poprawia wydajność instalacji uzdatniania wody basenowej, pozwala na obniżenie kosztów związanych z dezynfekcją wody oraz co najważniejsze, eliminuje źródło szeregu problemów na obiekcie basenowym - usuwa kolonie bakterii w systemie filtracji wody.