Pojęcie jakości wody do nawodnień nie obejmuje tylko zawartości związków rozpuszczonych w wodzie i ich wpływu na rośliny ale też wpływ na działanie systemu nawadniania. W zależności od źródła wody, możemy spotkać różnego rodzaju zanieczyszczenia upośledzające działanie systemu a tym samym negatywnie wpływające na uprawy. W wodzie przeznaczonej do nawadniania można znaleźć trzy rodzaje zanieczyszczeń o różnej genezie w zależności od źródła wody.

Rodzaje zanieczyszczeń 

  • zanieczyszczenia mechaniczne (iły, piaski, materia organiczna, osady wtórnie powstałe w instalacji)
  • zanieczyszczenia biologiczne (fito i zooplankton, bakterie, glony i niewielkie części roślin)
  • osady mineralne wytrącające się z rozpuszczonych w wodzie związków (związki żelaza, manganu, wapnia i magnezu)

Szczególnie narażone na negatywny wpływ zanieczyszczeń są mikronawodnienia w postaci linii czy taśm kroplujących oraz mikrozraszacze. Zraszacze polowe ze względu na duże przekroje dysz nie są podatne na zapychanie jednak duża zawartość osadów czy żelaza może negatywnie wpływać na estetyczną stronę roślin (co ma szczególne znaczenie w przypadku szkółek roślin ozdobnych).

W celu uniknięcia negatywnego oddziaływania zanieczyszczeń na system nawodnieniowy a tym samym na jakość podlewania, stosuje się szereg metod pozwalających na zminimalizowanie zawartości w wodzie niepożądanych związków.

Parametr [mg/l lub ppm] Prawdopodobieństwo zapchania emiterów Parametry wody pitnej
małe średnie duże
Zawartość części stałych <50 50-100 >100
Zawartość substancji rozpuszczonych <7 7,0-8,0 >8,0 6,5 -9,5
mangan <500 500-2000 >2000
żelazo <0,1 0,1- 0,15 >0,15 0,05
wapń <0,1 0,1-1,5  >1,5  0,2
węglany <150 150-300 >300
siarkowodór <0,5 0,5-2,0 >2,0
bakteria [szt/ml] <10000 10000-50000 >50000

Uzdatnianie wody do nawodnień

Niezbędnym elementem każdej instalacji nawodnieniowej jest filtr. Powszechnie stosuje się filtry siatkowe lub dyskowe pozwalające usunąć nierozpuszczalne w wodzie zanieczyszczenia oraz filtry piaskowe do usuwania z wody bardzo drobnych osadów mineralnych, biologicznych oraz, po wcześniejszym napowietrzaniu i na specjalnych złożach, żelaza i manganu. W przypadku dużej zawartości ciężkich osadów mineralnych, korzystne jest zastosowanie filtrów odśrodkowych – hydrocyklonów.

W literaturze można spotkać orientacyjne wartości zanieczyszczeń oraz związane z nim niebezpieczeństwo zatykania się emiterów w systemach kroplujących.

Dobór filtracji

Wielkość filtrów siatkowych i dyskowych dobiera się uwzględniając przepływ i tzw. mesh (ilość otworów na cal kwadratowy elementu filtracyjnego – im większa warość mesh tym dokładniejsza filtracja) Większość wiodących producentów systemów nawadniania podaje zalecenia dotyczące filtracji wody (minimalne wartości mesh) niezbędne dla zabezpieczenia swoich produktów przed negatywnymi skutkami zanieczyszczeń. Wartość przepływu dobiera się zgodnie z zaleceniami producenta filtrów lub tak, aby strata ciśnienia na filtrze nie przekraczała 0,2 bar. Istotnym parametrem jest powierzchnia całkowita filtra – im większa tym mniejsza będzie częstotliwość czyszczenia – w praktyce im więcej zanieczyszczeń w wodzie tym większa powinna być powierzchnia filtra bez względu na wartość przepływu.

Wielkość filtrów piaskowo-żwirowych dobiera się tak aby obciążenie hydrauliczne tj. przepływ podzielony przez powierzchnię filtra był zbliżony do 30m/h dla filtracji i ok 10m/h dla odżelaziania. Wysokość złoża dobiera się w zależności od stężenia zanieczyszczeń i rodzaju złoża; wysokość złoża ma bardzo duże znaczenie w procesie odżelaziania/odmanganiania. Wysokość wolnej przestrzeni w filtrze musi uwzględniać podnoszenie się złoża podczas płukania – standardowo przyjmuje się 30% wysokości złoża w przypadku płukania wodą i 10% przy płukaniu wodą i powietrzem. Hydrocyklony ze względu na indywidualną charakterystykę każdego modelu, określaną doświadczalnie, dobiera się zgodnie z zaleceniami producenta.

 

Rodzaje filtrów:

1. Filtry siatkowe

filtr_irritec

 

 Filtry siatkowe są najprostszymi filtrami stosowanymi w systemach nawodnieniowych. Składają się z korpusu z tworzywa sztucznego lub stali z zamocowanym wewnątrz siatkowym elementem filtrującym. Siatki filtracyjne wykonane są ze stali lub tworzywa sztucznego.

 

Filtry siatkowe znajdują zastosowanie do filtracji wód powierzchniowych z małą zawartością zanieczyszczeń, wód podziemnych wysokiej jakości oraz szczególnie jako zabezpieczenie przed zanieczyszczeniami wtórnymi. Doskonale sprawdzają się jako zabezpieczenie na wypadek wymycia złoża z filtrów piaskowych. Samodzielnie filtry siatkowe stosuje się głównie do systemów zraszaczy i mikrozraszaczy oraz w systemach nawadniania ogrodów zasilanych wodą uzdatnioną.

Czyszczenie filtra polega na wyjęciu i umyciu wkładu siatkowego lub w większych, bardziej zaawansowanych modelach na wyczyszczeniu filtra zintegrowaną szczotką i odprowadzeniu zanieczyszczeń przy pomocy zaworu spustowego. Ze względu na odkładające się na elemencie filtracyjnym zanieczyszczenia, filtry siatkowe są bardziej narażone na trwałe zmniejszenie parametrów przepływu, uszkodzenia i konieczność wymiany siatki filtracyjnej.

 

2. Filtry dyskowe

Filtry dyskowe w miejsce wkładu siatkowego zainstalowany mają element filtrujący składający się zfiltr_2e żłobkowanych dysków wykonanych z tworzywa. Kształt żłobień jest tak dobrany aby tworzyć ścieżki filtracji o pożądanych parametrach bez względu na wzajemne położenie dysków względem siebie. Szczególną odmianą filtrów dys         filtr
kowych są filtry o wirowym przepływie wody. Specjalne kierownice wprawiają wodę w filtrze w wir tak aby cięższe cząstki zostawały na ściankach przez co stos filtracyjny wolniej się zapycha i wydłuża się czas pracy pomiędzy kolejnymi płukaniami.

Konserwacja polega na wyjęciu elementu filtrującego rozluźnieniu dysków i wypłukaniu ich w wodzie. W filtrach samopłuczących przepływ wsteczny powoduje samoczynne rozluźnienie się dysków i wypłukanie zanieczyszczeń poprzez króciec spustowy. W celu określenia stopnia zabrudzenia na wlocie i wylocie filtra instaluje się manometry. Za niezbędną do czyszczenia elementów filtrujących uznaje się różnicę ok 0,5bar.

 

3. Hydrocyklony

 Hydrocyklony są to wykonane ze stali urządzenia w których wykorzystuje się siłę odśrodkową powstałą na skutek wirowego ruchu wody. W pierwszej fazie doprowadzona stycznie do urządzenia zawiesina porusza się spiralnie ku dołowi wirem pierwotnym, po czym pozbawiona znacznej części cząstek stałych, wirem wtórnym kieruje się ku górze opuszczając cyklon króćcem wylotowym. Nadmiar osadu odprowadzany jest z urządzenia lejem do zbiornika. W hydrocyklonach nie zachodzi proces cedzenia i zatykania się filtra przez co charakteryzują się stałym spadkiem ciśnienia a czyszczenie polega jedynie na opróżnieniu zbiornika na osad. Opróżnianie odbywa się zaworem spustowym lub poprzez otwarcie zbiornika. Hydrocyklony tym lepiej klarują zawiesiny im większa jest różnica  gęstości pomiędzy ziarnami a wodą, z tego względu najlepiej sprawdzają się do usuwania z wody piasków czy drobnych żwirów np. jako zabezpieczenie instalacji przed ewentualnie wymytym złożem za filtrami piaskowymi

 

4. Filtry piaskowo-żwirowe

 Filtry piaskowo-żwirowe służą głównie do oczyszczania wód czerpanych ze zbiorników otwartych oraz po wcześniejszym napowietrzeniu do uzdatniania wód podziemnych. W zależności od rodzaju usuwanych zanieczyszczeń stosuje się różnego rodzaju wypełnienia mineralne jedno lub wielowarstwowe, przy czym zwykle stosuje się warstwę żwiru  jako podtrzymująca właściwe złoże filtracyjne oraz ochronę dla systemu drenażu.

Filtry piaskowo-żwirowe są to stalowe, walcowe zbiorniki, o osi pionowej lub poziomej, ustawione równolegle w zależności od ilości filtrowanej wody. Wewnątrz zbiornika, u jego podstawy, znajduje się ruszt podtrzymujący złoże filtracyjne oraz elementy drenujące, odprowadzające przefiltrowaną wodę. Przepływ w filtrze odbywa się w kierunku z góry na dół natomiast płukanie w kierunku odwrotnym. Przestawienie w tryb płukania odbywa się poprzez ręczną lub automatyczną zmianę położenia odpowiednich zaworów. Moment płukania ustala się zwykle na podstawie ilości przefiltrowanej wody  lub różnicy ciśnień pomiędzy złożem czystym. Po płukaniu przez pierwszych ok 2min filtrat powinien być odprowadzany do kanalizacji a nie podawany do podlewania; w przypadku uproszczonej automatyki niezbędne jest zabezpieczenie instalacji filtrem siatkowym lub hydrocyklonem w celu zatrzymania cząstek wymytego złoża filtracyjnego.

5. Oczyszczanie wód powierzchniowych

Wody powierzchniowe oprócz zawieszonej materii nieorganicznej charakteryzują się dużą zawartością mikroorganizmów (zoo i fitoplanktonu), bakterii, grzybów, glonów wielokomórkowych, grzybów i części roślin. Filtracja wód powierzchniowych na złożach mineralnych oprócz ochrony systemów nawadniania zabezpiecza rośliny przed negatywnym wpływem ewentualnych patogenów.

Do oczyszczania wód powierzchniowych stosuje się wypełnienia żwirowe, piaskowo-żwirowe lub ze skał wulkanicznych tzw. bazalty. Do filtracji używa się zwykle piasków grubych i żwirów drobnych – średnica ziaren ok 2mm, grubsze żwiry stosuje się jako podsypkę. Złoża bazaltowe ze względu na korzystniejszy kształt ziaren charakteryzują się wyższą skutecznością filtracji i możliwością pracy z większymi obciążeniami.

 

6. Odżelazianie i odmanganianie

Żelazo i mangan w formie rozpuszczalnej zawarte są w znacznych ilościach w wodach podziemnych. Na skutek reakcji z tlenem znajdującym się w powietrzu, rozpuszczalne związki żelaza i manganu przechodzą w formy nierozpuszczalne i wytrącają się w postaci osadów, które powodują zatykanie emiterów linii i taśm kroplujących oraz dysz mikrozraszaczy. Związki żelaza i manganu zawarte w wodzie, sprzyjają rozwojowi bakterii żelazistych, które osadzając się w elementach systemów nawadniania mogą zaburzać pracę zarówno na skutek rozwoju ich masy jak i na poprzez wytrącanie osadów w swoich procesach życiowych. Żelazo i mangan zawarte w różnych proporcjach w wodzie do nawadniania mogą upośledzać przyswajanie przez rośliny niezbędnego cynku oraz siebie nawzajem. Wytrącające się rude osady  w przypadku zastosowania zraszaczy i mikrozraszaczy mogą nadawać niekorzystną barwę co ma szczególne znaczenie przy uprawach roślin ozdobnych.

Do usuwania z wody żelaza i manganu stosuje się tzw. odżelaziacze. Zasada działania filtrów jest identyczna jak w przypadku filtrów piaskowo-żwirowych jednak w proces uzdatniania charakteryzuje się odmiennymi warunkami:

– Woda przed poddaniem filtracji musi zostać napowietrzona – zwykle powietrzem za pomocą aspiratora lub sprężarki, w przypadku wspomaganego utleniania dawkuje się wcześniej odpowiednie reagenty.

– Napowietrzona woda nie jest podawana bezpośrednio na filtr lecz trafia do zbiornika hydroforu gdzie następuje mieszanie i utlenianie związków żelaza i manganu.

– Stosuje się specjalne złoża wspomagające wytrącanie osadów – jest to warunek konieczny do usuwania manganu.

– Obciążenia hydrauliczne odżelaziaczy są znacznie mniejsze niż w przypadku oczyszczania wód powierzchniowych, dlatego niezbędny jest dobór odpowiednich wymiarów urządzenia do planowanego przepływu.

 

 

 

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o
© Copyright - Systemy Nawadniania Budmech