procesi prerade i dorade vode - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...

Univerzitet u Beogradu 

Hemijski fakultet 

PROCESI PRERADE I DORADE 

VODE 

B e o g r a d, 2010 

Ivan Gržetić, beleške za predavanja - Predmet: Hemija voda i otpadnih voda 

1

SADRŽAJ: 

Univerzitet u Beogradu .................................................................................................................. 1 

PROCESI OBRADE I PRERADE VODE .................................................................................... 1 

1 OPŠTI DEO .......................................................................................................................... 4 

2 PROCESI PREDHODNE OBRADE ................................................................................... 5 

2.1 Flokulacija / koagulacija ....................................................................................... 5 

2.2 Flotacija ................................................................................................................ 8 

2.3 Taloženje .............................................................................................................. 9 

2.3.1 Kosi pločasti separatori ............................................................................... 10 

2.3.2 Centrifugalni separatori ............................................................................... 11 

2.3.3 Hidrocikloni ................................................................................................ 12 

2.4 Filtracija .............................................................................................................. 12 

2.4.1 Jednoslojni ili višeslojni filteri, sa povremenim radom .............................. 13 

2.4.2 Jednoslojni ili višeslojni filteri sa neprekidnim radom ............................... 15 

2.4.3 Filteri sa kertridžem i vrećasti filteri .......................................................... 16 

2.5 Aeracija ............................................................................................................... 17 

3 OSNOVNI PROCESI OBRADE ........................................................................................ 19 

3.1 Izmena jona ......................................................................................................... 19 

3.2 Omekšavanje ...................................................................................................... 23 

3.3 Uklanjanje bikarbonata ....................................................................................... 24 

3.4 Potpuna dejonizacija ........................................................................................... 25 

3.5 Hemijske metode ................................................................................................ 26 

3.5.1 Taloženje ..................................................................................................... 26 

3.5.2 Neutralizacija .............................................................................................. 28 

3.5.3 Oksidacija .................................................................................................... 28 

3.6 Membranska filtracija ......................................................................................... 28 

3.6.1 Mikrofiltracija ............................................................................................. 28 

3.6.2 Ultrafiltracija ............................................................................................... 28 

3.6.3 Nanofiltracija ............................................................................................... 28 

3.6.4 Reversna osmoza ......................................................................................... 29 

3.6.5 Tehnički detalji membranske filtracije ........................................................ 29 

3.6.6 Elektrodijaliza ............................................................................................. 31 

3.7 Isparavanje .......................................................................................................... 33 

4 NAKNADNI POSTUPCI PREČIŠĆAVANJA .................................................................. 35 

4.1 Dezinfekcija – fizičke metode ............................................................................ 35 

4.1.1 Dezinfekcija zagrevanjem ........................................................................... 35 

4.1.2 Mikrofiltracija ............................................................................................. 36 


2

4.1.3 Zračenje ....................................................................................................... 36 

4.2 Dezinfekcija - hemijske metode ......................................................................... 36 

4.2.1 Hlor .............................................................................................................. 37 

4.2.2 Hlordioksid .................................................................................................. 37 

4.2.3 Ozon ............................................................................................................ 38 

4.2.4 Vodonik peroksid ........................................................................................ 39 

4.2.5 Tretman aktivnim ugljem ............................................................................ 40 

4.3 Deaeracija ........................................................................................................... 41 

5 PRAKTIČNA PRIMENA OBRADE VODE ..................................................................... 43 

5.1 Uopšteno ............................................................................................................. 43 

5.2 Obrada podzemne vode ...................................................................................... 43 

5.2.1 Podzemna voda dobrog kvaliteta ................................................................ 43 

5.2.2 Podzemna voda koja pored komponenata tvrdoće sadrži gvožđe i mangan 44 

5.2.3 „Veštačke“ podzemne vode......................................................................... 44 

5.3 Obrada površinske vode ..................................................................................... 45 

5.3.1 Površinska voda dobrog kvaliteta ............................................................... 45 

5.3.2 Površinske vode sa organskim zagađenjem ................................................ 45 

5.4 Posebna obrada ................................................................................................... 46 

5.4.1 Voda za laboratorijske svrhe ....................................................................... 48 

Tabela 5.3 Specufikacija za laboratorijsku vodu prema ASTM standardu ............. 48 

5.4.2 Čistoća vode izražena preko provodljivosti i otpornost .............................. 48 

5.4.3 Kako da prečistiti vodu za laboratorijske svrhe .......................................... 49 


3

1 OPŠTI DEO 

Voda je neophodna sirovina u industrijskoj proizvodnji, energetici, prehrambenoj industeiji, 

za komunalne potrebe i drugo. Najviše zahteve za čistoću vode postavljaju prehrambena 

industriju (proizvodnja piva, sokova) kao i komunalni sistemi za snabdevanje građana 

pijaćom vodom. Zato su od velikog značaja svi procesi obrade sirove vode kojim se uklanjaju, 

čvrste suspendovane, organske i neorganske hemijske komponente, bakterije i hemikalije koje 

daju loš ukus i miris. 

Zbog visoke cene obrade sirove vode, pogodne tehnologije se moraju kombinovati na najbolji 

način kako bi se uspostavila ravnoteža između cene i dobijenog kvaliteta vode. U nastavku će 

biti opisane najbolje tehnologije (Best available techniques – BAT) za obradu i rekuperaciju 

sirove vode. 

Neki od ovih procesa nisu u opštoj upotrebi obrade vode ali ukazuju na neke mogućnosti u 

budućnosti. 

Slika 1.1 prikazuje prisustvo tipičnih nečistoća, od krupnih čestica, kakav je pesak do 

rastvorenih soli. Metode koje se koriste za uklanjanje su uslovljene fizičkim veličinama 

nečistoća. 

Slika 1.1 Prikaz veličine čestica i metode obrade 


4

2 PROCESI PREDHODNE OBRADE 

2.1 Flokulacija / koagulacija 

Sirova voda koja ulazi u postrojenje za preradu vode može sadržavati čvrsti materijal u 

koloidnom obliku. 

Koloidi su stabilne suspenzije veoma finih čestica u vodi, a njihova veličina je u opsegu 0,1 – 

0,001 μm. Zbog tako male veli čine poje dinačnih čestica koloidne suspenzije su praktično 

stabilne i pojavljuju se kao "oblak" ili "maglica" u vodi. Koloidne suspendovane materije nije 

moguće ukloniti upotrbom samo tehnika filtracije. Odvajanje se bazira na procesima 

koagulacije i flokulacije čestica odnosno taloženju. 

Dodatak hemijskih sredstava, "koagulanata", destabiliše koloide, odnosno dolazi do 

koagulacije. Ova sredstva smanjuju repulsivne sile između čestica koloida. U sledećoj fazi 

čestice se spajaju obrazujući veće flokule izazvano dodatkom hemijskih sredstava poznatih 

kao "flokulanti". Ova sredstva se vezuju ili se adsorbuju na koloidne čestice koje se 

međusobno privlače, stoga pospešuju stvaranje flokula. Flokule postaju mnogo veće od 

početnih koloidnih, tako da mogu biti uklonjene taloženjem (pogledati deo 2.2 i 2.3) i 

filtracijom (pogledati deo 2.4 i 3.3) Na slici 2.1 prikazan je primer procesa obrade sirove 

vode. Slika 2.2 prikazuje tipičan pogon kombinovanja procesa koagulacije i flokulacije. 

Slika 2.1 Primer procesa obrade sirove vode 


5

Slika 2.2 Pogon za koagulaciju i flokulaciju 

Iz ekonomskih razloga najčešće korišćeni koagulant je Al 2 (SO 4 ) 3, koji se obično dodaje u 

količini od 10 do 150 g/m 3 , gvožđe - Fe 3+ - hlorid se obično dodaje u količini 5 – 150 g/m 3 i 

gvožđe - Fe 3+ - sulfat se uobičajeno dodaje u količini 10 – 250 g/m 3 . Ostale hemikalije su 

AlCl 3 i različiti polimeri aluminijuma. Izbor koagulanta zavisi od sastava koloida. 

U fazi koagulacije, koagulanti jonizuju, sa katjonima, primer su joni aluminijuma i gvožđa 

koji se adsorbuju na površini koloida. Ovo je veoma brza reakcija koja zahteva veliku 

energiju a odvija se za manje od 0,1 sekunde. Zato se koagulanti dodaju tokom brzog 

mešanja. Ovaj proces se odvija u tanku sa kratkim vremenom zadržavanja. Nakon adsorbcije 

katjona koloidi više nisu stabilni ali privlače jedni druge OH - vezama koje se formiraju među 

njima, pogledati sliku 2.3. 


6

Slika 2.3 Vezivanje koloidnih čestica OH - vezama 

Da bi se povećao broj koagulisanih koloida često je potrebno dodati flokulante. Kao flokulanti 

se koriste aktivisani silika - gel ili polielektroliti. Polielektroliti su dugački lančasti 

ugljovodonici sa nekoliko katjonskih i anjonskih grupa. Ove grupe destabilišu koloide, koje 

su adsorbovani od dva ili više polielektrolita. Njihova uloga je predstavljena slikom 2.4. 

Adsorpcija polielektrolita koloidima zahteva znatnu energiju. Zato se flokulanti dodaju vodi 

uz energično mešanje, mada se formirane flokule i uništavaju prekomernom brzinom. Stoga 

se za fazu rasta koristi tank u kome je sporije mešanje a tome sledi odvajanje sedimentacijom. 


7

Slika 2.4 Adsorpcija polielektrolita koloidima 

2.2 Flotacija 

Flotacija kao i sedimentacija se zasniva na razlici u specifičnoj masi čvrstih komponenti i 

vode. Flotacija se može podeliti na "spontanu" i "izazvanu". Kod "spontane" flotacije 

specifična masa čestica je manja od specifične mase vode pa se čestice bez pomoći podižu 

prema površini odakle mogu biti uklonjene. Kod "izazvane" ili "podstaknute" flotacije, 

vazduh koji se dodaje u vodu prijanja na čestice i stvara gasne tvorevine, koje imaju manju 

gustinu nego voda pa se podižu na površinu, odakle ih je moguće ukloniti. 

Najčešće korišćena tehnika proizvodnje zahtevane veličine mehurića vazduha je tehnika 

"rastvorenog vazduha". Obično se zahteva prečnik mehurića odnosno "mikromehurića" 

između 40 - 70 μm. Vazduh se rastvara u vodi pod pritiskom. Kada se u vodi uba čenoj pod 

pritiskom, smanji pritisak prouzrokuje se da vazduh u obliku mehurića napušta rastvor. Ti 

mehurići i čvrste materije formiraju gasne tvorevine koje se podižu prema površini vode 

odakle se mogu uklonjati. Slika 2.5 prikazuje porast rastvorljivosti vazduha u vodi sa 

pritiskom na temperaturi 20°C. 

Druga tehnika za proizvodnju mehurića je elektro - flotacija. Tehnika je zasnovana na 

proizvodnji gasova H 2 i O 2 elektrolizom vode. Aktuelna gustina je 80 do 90 Ǻ/m 2 (po jedinici 

površine u oblasti primenjene flotacije). Na ovaj načine se proizvodi 50 l gasa /h. Veličina 

mehurića je istog reda veličine kao kod gore navedene tehnike. 


8

Flotacija se najčešće primenjuje u kombinaciji sa flokulacijom. Flokule imaju veliku površinu 

što poboljšava prijanjanje mehurića i njihovo kretanje prema gore. 

Slika 2.5 Rastvorljivost vazduha u vodi u ovisnosti od prititiska na 20 °C 

2.3 Taloženje 

Taloženje je razdvajanje dve faze zbog njihove razlike u gustini. Na brzinu taloženja utiču 

sledeći faktori: 

• razlika u gustini između dve faze, 

• viskozitet okolne tečnosti, 

• prečnika čestica koje se odvajaju. 

Brzina taloženja može se računati primenom Stokes - ove jednačine: 

d 2 · g · (r 1 -r 2 ) 

v = --------------------- 

18 · h 

v = brina taloženja čestica, m/s 

d = prečnik čestice, m 

g = ubrzanje usled gravitacije, m/s 2 


9

1 = gustina čestice, kg/m 3 

r 2 = gustina tečnosti, kg/m 3 

h = viskozitet tečnosti, Pas 

Najčešće podešena brzina u taložniku je 0,5 - 1 m/h. 

Slika 2.6 Prikaz putanje čestice u taložniku u kome se dešava sedimentacija 

Da bi došlo do taloženja čestica neophodno je da se voda u taložniku zadržava dovoljno dugo. 

Brže i efikasnije taloženje može se postići poboljšanjem svojstava odvajanja gravitacijom. 

Primeri za to su: 

• pločasti separatori, 

• centrifugalni separatori, 

• hidrocikloni. 

2.3.1 Kosi pločasti separatori 

Kod kosih pločastih separatora, fluid prolazi između niza kosih ploča (lamela), uzak prostor 

između ovih ploča skraćuje put česticama. Pločasti separatori mogu biti korišćeni za 

odvajanje lakših kontaminirajućih materija kao što su ulje iz vode. Vreme odvajanja kod 

pločastih separatora je mnogo kraće nego kod konvencionalnih tankova. 

Princip rada je prikazan na slici 2.7. Izdvojene flokule i čestice se sakupljaju u odvojene 

sudove. Odvajanje u pločastim separatorima je pomognuto meračima protoka tečnosti u 

pravcu odvajanja faza. Odvajanju čestica pomaže protok nagore kroz separator. 


10

Slika 2.7 Princip rada pločastog separatora 

2.3.2 Centrifugalni separatori 

U centrifugalnim separatorima procesi odvajanja se poboljšavaju sa porastom sile gravitacije, 

a to se dešava usled rotacije velikom brzinom. Povećanje gravitacione sile uobičajeno je za 

faktor 5000 odnosno "5000 g". Centrifuge za izbistravanje se sastoje od skupa konusa i 

rotirajuće kugle. Efekat konusa, sa razmakom oko 6 mm, sastoji se u tome da smanjuje 

rastojanje koje čvrste čestice moraju prevaliti pre nego što se uhvate na čvrstu površinu 

unutar pločastog separatora. Čvrste komponente se kreće prema rubu kugle odakle je moguće 

automatski uklanjati. Izbistrena voda zadržava se u centru kugle odakle se neprekidno 

uklanja. Slika 2.8 prikazuje presek centrifuge za izbistravanje. 

Centrifugalni separatori pokazuju relativno nizak stepen odvajanja što se kompenzuje visokim 

kapacitetom obrade. 


11

Slika 2.8 Deo centrifuge za izbistravanje 

Da bi se sprečilo oštećenje centrifuge relatvno krupnim česticama, potrebna je predfiltracija. 

2.3.3 Hidrocikloni 

Hidrocikloni se mogu upoterbljavati za poboljšanje odvajanja čestica. Centrifugalna sila, kao i 

kod centrifuga, se koristi za poboljšanje gravitacionog polja čime se daje doprinos procesu 

odvajanja. Mada u hidrociklonima nema pokretnih delova, rotirajući put fluida se stvara usled 

protoka fluida kroz opremu. Kako fluid prati rotirajući put kroz ciklon, čestice veće gustine 

nego što je voda se kreću pod uticajem gravitacione sile prema spoljnim zidovima ciklona 

odakle ih je moguće izdvojiti. Voda se zadržava u centranlom delu. 

2.4 Filtracija 

Filtracija se uglavnom koristi kao završni korak posle flotacije i sedimentacije (pogledati deo 

2.2 i 2.3). Filteri se projektuju za jednostepene postupke u proizvodnji ili u kombinaciji sa 

procesima koagulacije i flokulacije. U ovom delu se opisuju jedno i višeslojni filteri sa 

ulošcima (kertridžima) kao i vrećasti filteri. 

U delu 3.3 o mikrofiltraciji, se opisuje tehnika odstranjivanja suspendovanih čestica i 

koloidnih tvari. 


12

2.4.1 Jednoslojni ili višeslojni filteri, sa povremenim radom 

Najčešći filteri su oni silaznog toka a imaju jedan, dva ili tri sloja, pogledati sliku 2.9. U 

poređenju sa jednoslojnim, dvo ili troslojni filteri dozvoljavaju suspendovanim česticama 

prolazak kroz filtracioni sloj. Iz tog razloga je kapacitet za suspendovane čvrste tvari veći 

kod višeslojnih filtera. U jednoslojnom filteru, filtracija se odvija uglavnom u sloju dubine 

oko 20 mm. 

Slika 2.9 Osnovni model troslojnog filtera 

Tokom rada, čestice se hvataju u filterskom sloju. Pokazano je da u momentu dostizanja 

kapaciteta filtera suspendovane čestice prodiru i dolazi do smanjenja pritiska. Tada je 

neophodno čišćenje filtera. 

Filter se čisti protokom vode u suprotnom pravcu, "povratnim pranjem", brzinom koja je 

uslovljena parcijalnom fluidizacijom slojeva. Tako potrošeni filterski sloj otpušta nahvatane 

čestice koje se spiraju sa filtera u sistem za efluent. Da bi se regeneracija izvodila metodom 

uklanjanja čvrstih čestica povratnim pranjem, podrazumeva se da pojedinačni slojevi višesloja 

budu različite gustine. Obično se koriste: pesak, antracit i plastika u granulama. Veličina zrna 

peska treba da bude u opsegu između 0.5 - 1.5 mm, za antracit 2 - 3 mm i 3 - 5 mm za 

plastiku. 


13

Slika 2.10 Gubitak površinskog sloja u odnosu na odstranjene suspendovane 

čestice za različite forme peska i antracita 

Brzina vode prlikom filtracije obično je 10 – 15 m/h, ili 10 – 15 m 3 /m 2 filtarskog sloja po 

satu. Smanjenje pritiska na kraju filtracionog ciklusa je uobičajeno oko 1 bar. 

Tokom povratnog pranja, brzina treba biti između 20 i 70 m/h. Za povratno pranje se mora 

koristiti filtrirana voda. Vazduh se ubacuje u vodu za povratno pranje kako bi se pospešilo 

uklanjanje nakupljenih čvrstih nečistoća u filtracionom sloju, smanjila potrošnja vode za 

povratno pranje i skratilo vreme procesa pranja. Kombinovanom upotrebom vode i vazduha 

moguće je smanjiti potrošnju vode za 20 – 30%. 

Filteri sa protokom nagore se manje upotrebljavaju. Oni su projektovani za direktno filtriranje 

vode bez prethodne obrade. Na ulazu u filter flokulanti se mešaju sa vodom koja sadrži 

suspendovane čvrste nečistoće. Za razliku od filtera sa povratnim pranjem u ovom postupku 

je omogućeno česticama da prodiru dublje u filtarski sloj. Slika 2.11 prikazuje filter sa 

protokom na gore uz dodavanje flokulanta u vodu pre ulaska u filter. 


14

Slika 2.11 Princip rada jednoslojnog filtera sa protokom na gore uz dodatak 

flokulacionog sredstva. 

2.4.2 Jednoslojni ili višeslojni filteri sa neprekidnim radom 

Kod konvencionalnih filtera protok je naizmeničan jer se povremeno mora izvršiti pranje. 

Često je neophodno postojanje više filtera da bi se obezbedio kontinuiran proces. 

Nedostaci takvih filtera su: 

• povećan sadržaj čvrstih suspendovanih nečistoća u obrađenoj vodi na kraju filtracije, 

• znatno smanjenje pritiska tokom procesa. 

Usavršavanje filtera sa neprekidnim protokom na gore rešava ove probleme. Takav primer je 

"Dynasand" filter (pogledati sliku 2.12). 

Mada su skuplji filteri sa neprekidnim protokom postaju sve popularniji. 

Napomena: Naziv "Dynasand" je patentirani zaštitni znak „Nordic Water Products AB“ 


15

Slika 2.12 "Dynasald" filter sa neprekidnim radom 

2.4.3 Filteri sa kertridžem i vrećasti filteri 

Filteri pod pritiskom projektovani kao vrećasti filteri ili sa kertridžem mogu se koristiti za 

uklanjanje čestica iz vode. Filterski sloj, u obliku zamenjivog kertridža ili filterske vreće koju 

je moguće prati, smešten je unutar kućišta filtera, (pogledati sliku 2.13). Interval zamene se 

prati putem merenje pada pritiska kroz filter. Veliko opterećenje česticama, znači brzo 

stvaranje nečistoća a to zahteva čestu zamenu. 


16

Slika 2.13 Princip rada filtera sa kertridžem i vrećastog filtera 

Višeslojni filteri su uobičajeno pararelelno povezani, u slučaju prekida rada usled servisiranja 

ili zamene filtera. Filteri, takođe, mogu biti povezani i serijski sa relativno krupnim porama u 

prvom filteru iza koga slede filteri sa finijom veličinom pora. Najčešća veličina pora je 

između 50 i 150 μm. 

2.5 Aeracija 

Aeracija se primenjuje u sirovoj vodi koja sadrži gasove kao što je vodonik - sulfid koji može 

izazvati neprijatan ukus i miris, CO 2 se formira kao posledica kiselog tretmana nekih baznih 

voda i može biti izazivač korozije a takođe se može uklanjati putem aeracije. Slika 2.14 

prikazuje sistem za aeraciju u kome voda struji nadole preko punjenja a vazduh se uduvava 

nagore kroz punjenje i ispušta u atmosferu. 


17

Slika 2.14 Aeraciona kolona 

Ako u vodi nedostaje kiseonika, Fe 2+ će se procesom aeracije oksidovati do Fe 3+ koga je 

moguće uklanjati u obliku taloga, čak se i mangan može uklanjati na ovaj način, a pod 

određenim uslovima moguće je nitrifikovanje amonijaka. Ovaj proces je moguće poboljšati uz 

upotrebu ozona (pogledati sliku 4.2). Najčešće se koristi ubacivanje vazduha pod pritiskom u 

vodeni tok preko difuzera koji rasipa vazduh u obliku finih mehurića. Mešanje je moguće 

poboljšati uz upotrebom "Baffle" ili "Statik" mešalica. Kod “aeratora pod pritiskom” voda se 

od "Statik" mešalice uvodi na dnu posude pod pritiskom, koja je ispunjenim poroznim 

medijem, kako bi se povećala dodirna površina između vazduha i vode. Višak vazduha se 

izdvaja iz vode na vrhu posude i ispušta. Voda zatim prolazi kroz peščani filter kako bi se 

istaložile komponente poput gvožđa (pogledati sliku 2.15). Peščani filter se čisti protokom 

vode nagore što izaziva širenje ovog sloja, efekat je izraženiji uz upotrebu vazduha "čistača". 


18

Slika 2.15 Odstranjivanje gvožđa aeracijom pod pritiskom uz peščani filter 

3 OSNOVNI PROCESI OBRADE 

3.1 Izmena jona 

Kao što i sam naziv ukazuje, izmena jona je proces kojim se neželjeni prisutni joni u vodi 

izmenjuju jonima koji su prihvatljivi u vodi a takvi su joni vodonika i hidroksilni joni. 

Većina izmenjivača se sastoji od kolone koja je ispunjena poroznim zrncima smole prečnika 

0.3 do 1.2 mm. Najčešće korišćen materijal je polimer polistirena koji se povezuju sa divinil - 

benzenom. Smole sadrže aktivne anjonske ili katjonske grupe koji se mogu zamenjivati kao 

što su jon vodonika i hidroksilni jon. Prilikom obrade, voda potiče kroz kolonu dolazeći u 

kontakt sa zrncima smole. Uobičajena brzina protoka je 10 do 30 m/h. Zapremina smole kod 

jonske izmene je od svega nekoliko litara za laboratorijsku upotrbu ili u domaćinstvu pa do 

nekoliko kubnih metara za potrebe velikih industrijskih postrojenja. Da bi se izbegla oštećenja 

smole i gubitak pritiska, voda koja dolazi u kolonu treba da je prethodno filtrirana kako bi iz 

nje bile odstranjene pojedine materije. 


19

Slika 3.1 Kapacitet izmene jona u odnosu na koncentraciju u rastvoru 

Aktivni centri u koloni sadrže elektrostatičke aktivne grupe jona koji obrazuju veze sa jonima 

iz vode. Elektrostatičke grupe mogu se izabrati tako da pokazuju različite kisele i bazne 

karakteristike. Postoji razlika između slabo i jako kiselih katjonskih izmenjivača kao i između 

slabo i jako baznih anjonskih izmenjivača. Sposobnost izmenjivača jona da preuzmu jone 

uvek zavisi od ravnoteže koja je uslovljena koncentracijom jona u smoli kao i koncentracijom 

u okolnoj tečnosti (pogledati sliku 3.1). Ravnoteža takođe zavisi od sposobnosti izmenjivača 

da lakše oduzima i bolje veže neke jone na sebe. 

Ovo se zove jonska selektivnost izmenjivača. Najčešće se primenjuju izmenjivači za 

omekšavanje i demineralizaciju vode, imaju sposobnost apsorbovanja dvovalentnih jona pre 

nego jednovalentnih. Na primer: katjonski izmenjivači će imati K + , Na + i H + dok će anjonski 

imati Cl - ili OH - . Tokom katjonske izmene jednovalentni joni K + , Na + i H + će se u smoli 

zameniti dvovalentnim jonima Ca 2+ ili Mg 2+ prisutnim u vodi. Tokom anjonske izmene, 

jednovalentni Cl - ili OH - će se zameniti dvovalentnim jonima prisutnim u vodi kao što je 

sulfat. Ako se vrši zamena jona jonima istog elektronskog naboja, jonski izmenjivač je više 

selektivan za veće jone. Kod procesa desalinizacije kombinacija katjonske i anjonske izmene 

izvodi se tako da se H + i OH - zamenjuju katjonima i anjonima prisutnim u vodi a rezultat je 

voda bez jona "dejonizovana voda". 

Selektivna sposobnost izmenjivača jona je uslovljena grupama kompleksa na matriksu. 

Neki metalni joni mogu se vezati sa jonima matriksa u komplekse dok su ostali joni 

zanemareni. Ovi jonski izmenjivači se nazivaju helatnim i selektivni su u uklanjanju 

određenih metalnih jona. 

Smole se mogu opisati kao "makroporozne" ili "gel". Makroporozne smole jonske izmene 

sadrže veće pore sa smanjenim kapacitetom za aktivne grupe pa stoga imaju manji kapacitet 

nego jonski izmenjivači sa “gel” smolom. S druge strane velike organske molekule se lakše 


20

transportuju kroz makroporozne jonske izmenjivače. Makroporozni jonski izmenjivači su 

takođe više otporni na mehanički zamor i veoma su otporni prema oksidaciji. 

Jon - izmenjivačke smole se moraju regenerisati pre nego što sloj postane potpuno zasićen 

neželjenim jonima u vodi, u suprotnom može doći do prolaska istih u obrađenu vodu što 

predstavlja “proboj“. 

Regeneracija se postiže prolaskom rastvora koji sadrži zahtevane jone kroz smolu. Sadržaj 

jona rastvora za regeneraciju zavisiće od aktivnog oblika smole pa se tako rastvor NaCl 

koristi za regeneraciju Na + - katjonskih smola ali može biti korišćen i za regeneraciju Cl - - 

anjonskih smola. Alternativno, kiseli rastvori se mogu koristiti za regeneraciju smola koje 

imaju H + a za regeneraciju anjonskih smola sa OH - koristi se rastvor NaOH. Koncentracija 

rastvora za regeneraciju je između 1 – 10 %. Visoke koncentracije ukazuju na promenu 

ravnoteže, kako su procesi zamene povratni, neželjeni joni se uklanjaju sa vodom koja se 

odbacuje posle prolaska kroz smolu u efluent. Tokom regeneracije protok je mnogo slabiji 

nego u procesu rada, mada je komplikovanije, postupak regeneracije uz merenje protoka 

podrazumeva manju količinu rastvora za regeneraciju. Posle regenerecije izmenjivač jona 

retko zadržava početni kapacitet. Stepen gubitka kapaciteta je teško ili čak nemoguće 

predvideti. 

Uobičajeno za proces regeneracije potrebno je 3 – 8% od ukupno primljene vode. Ovo znači 

da je efikasnost procesa 92 - 97 %, izražena preko WCF (Water Conversion f 

Factor) - "faktor konverzije vode". 

Apsorpcija neželjenih jona se dešava u zoni apsorpcije. S obzirom da se pomera u pravcu 

protoka što je obično prema dnu, joni sa slabijim afinitetom za smolu biće otpušteni a 

apsorbovaće se oni koji imaju izraženiji afinitet za smolu. 

Kada zona apsorpcije prođe kroz pakovanje dolazi do zasićenja i ravnoteže sa vodom koja 

ulazi (pogledati sliku 3.2). 

Ako se grafikonom predstavi koncentracija onih jona koji se apsorbuju odnosno uklanjaju iz 

obrađivane vode u ovisnosti od zapremine vode koja prolazi kroz pakovanja dobija se 

grafikon "proboja" (pogledati sliku 3.3). 

Grafikon predstavlja kapacitet pakovanja koji se određuje površinom iznad krive i može se 

izračunati. 


21

Slika 3.2 Pomeranje zone apsorpcije kroz pakovanje izmenjivača jona. 

Slika: 3.3 Primer grafičkog predstavljanja "proboja" 


22

Kao što je grafički prikazano "proboj" je uslovljen sa tri parametra: 

• ravnoteža, koja određuje maksimalnu količinu koja se može apsorbovati, 

• brzina koja određuje proces apsorpcije i otpor prenosa, 

• koncepcija postupka, koja određuje maseni bilans u postupku. 

Ravnoteža se može izmeniti sa promenom temperature i pH. Otpor masenom prenosu 

kontroliše nekoliko faktora. Difuzija u pore apsorbenta se obično menja sa promenom 

temperature. Sa brzinom protoka i temperature menja se difuzija na granici između tečnosti i 

smole. 

Izmena jona se najčešće primenjuje kod: 

• omekšavanja, 

• uklanjanja bikarbonata, 

• potpune dejonizacije. 

3.2 Omekšavanje 

Za omekšavanje vode se koriste katjonski izmenjivači u obliku Na - R a za njihovu 

regeneraciju NaCl. Sve soli kalcijuma i magnezijuma prisutne u vodi prevode se u Na – soli a 

Ca - R i Mg - R se uklanjaju kao nosioci tvrdoće. 

Ca(HCO 3 ) 2 NaHCO 3 

MgSO 4 + Na - R → Na 2 SO 4 + Mg - R 

CaCl 2 NaCl Ca - R 

"R" je oznaka za smolu. 


23

Slika 3.4 Omekšavanje vode postupkom jonske izmene 

3.3 Uklanjanje bikarbonata 

Birkabonati se odstranjuju primenom slabo kiselih izmenjivača jona u obliku H - R, a za 

njihovu regeneraciju se koristi kiselina, uklanjaju se metalni katjoni vezani sa anjonima slabih 

kiselina. Metalni katjoni vezani sa anjonima jakih kiselina će prolaziti kroz kolonu. 

Ca(HCO 3 ) 2 CO 2 (rastvoren) + Ca - R 

MgSO 4 + H - R → MgSO 4 

CaCl 2 CaCl 2 

NaHCO 3 CO 2 (rastvoren) + Na - R 

Na 2 SO 4 Na 2 SO 4 

Preporučljivo je da se aeracijom uklanja rastvoreni CO 2 nastao tokom ovog procesa, kako bi 

se sprečili problemi vezano za koroziju. 

Slikom 3.5 je prikazana primena izmene jona kod uklanjanja bikarbonata sa aeracionim 

tornjem za odstranjivanje CO 2 . 


24

Slika 3.5 Primena jonske izmene za uklanjanje bikarbonata 

3.4 Potpuna dejonizacija 

Ako se zahteva potpuna dejonizacija, jako kiseli katjonski izmenjivači u H-R obliku su 

praćeni jako baznim izmenjivačima jona u OH-R obliku. Za uklanjanje CO 2 između jonskih 

izmenjivača je potrebna aeracija (ili vakum). 

Katjonska izmena: 

Ca(HCO 3 ) 2 CO 2 (rastvoren) + Ca-R 

MgSO 4 H 2 SO 4 + Mg-R 

CaCl 2 + H-R → HCl + Ca-R 

NaHCO 3 CO 2 (rastvoren) + Na-R 

Na 2 SO 4 H 2 SO 4 + Na-R 

Anjonska izmena: 

H 2 SO 4 R-SO 4 

HCl + R-OH → H 2 O + R-Cl 

SiO 2 R-HSiO 3 

Kako bi se smanjio utrošak NaOH za regeneraciju anjonskog izmenjivača, pre jako baznog 

anjonskog izmenjivača može se upotrebiti slabo bazni anjonski izmenjivač. Slabo bazni 

anjonski izmenjivač ima veći kapacitet i lakše se regeneriše nego jako bazni anjonski 

izmenjivači. Slika 3.6 šematski prikazuje sistem demineralizacije. 


25

Slika 3.6 Šematski prikaz pogona za demineralizaciju vode 

3.5 Hemijske metode 

Pored tehnologija opisanih u delu 2.1 flokulacije i koagulacije hemijske metode su: taloženje, 

neutralizacija, oksidacija i redukcija. Dodatkom rastvorljivog reagensa vodi obrazovaće se 

nerastvorljiva nepoželjna jedinjenja. Uobičajeno, dodatkom kreča (Ca(OH) 2 ), postiže se 

efekat omekšavanja vode, rezultat toga je taloženje kalcijumovih, moguće i magnezijumovih 

jona sa nosiocima tvrdoće. Istaloženi materijal se uklanja koagulacijom, flokulacijom, 

sedimentacijom i/ili filtracijom. 

3.5.1 Taloženje 

Uklanjanje prolazne tvrdoće: 

Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2 → 2 CaCO 3 (čvrsti) + 2 H 2 O 

Ca(OH) 2 + Mg(HCO 3 ) 2 → CaCO 3 (čvrsti) + MgCO 3 + 2H 2 O 

Kreč u višku: 

Ca(OH) 2 + MgCO 3 

→ CaCO 3(čvrsti) + Mg(OH) 2(čvrsti) 

Na primer, ako je koncentracija reaktanata tačno podešena moguće je da će konačna tvrdoću 

biti između 1 - 1.5 °dH. 

Slika 3.7 prikazuje proces poznat kao "brza dekarbonizacija". Ovo je neprekidan proces 

omekšavanja vode krečom, gde voda u fluidiziranom sloju dolazi u kontakt sa krečom. 

Neprekidnim ubacivanjem kreča i obezbeđivanjem inicijalnih čestica (kristalnih klica) 

pospešuje se formiranje granula nerasvornog kalcijumkarbonata veličine oko 2.5 mm. 


26

Slika 3.7 Neprekidni proces omekšavanja dodavanjem kreča 

Prolazna tvrdoća se takođe uklanja dodavanjem NaOH kao što sledi: 

2NaOH + Ca(HCO) 3 → CaCO 3(čvrsti) + Na 2 CO 3 + 2H 2 O 

Dalje smanjenje tvrdoće postiže se odklanjanjem stalne tvrdoće sa NaCO 3 kao što je 

prikazano. 

Slično, dodatak jona kalcijuma će taložiti fluoride kao što sledi: 

Ca 2+ + 2F - → CaF 2 (čvrsti) 

Fosfati se mogu taložiti uz dodatak soli gvožđa ili aluminijuma: 

Fe 3+ + PO 4 

3- 

→ FePO 4 (čvrsti) 

Stalna tvrdoća u obliku jona kalcijuma i magnezijuma vezanih sa hloridima i sulfatima može 

se odstraniti uz dodatak natrijumkarbonata kao što sledi: 

Na 2 CO 3 + CaSO 4 → Na 2 SO 4 + CaCO 3(čvrsti) 

Na 2 CO 3 + CaCl 2 → 2NaCl + CaCO 3(čvrsti) 

Uklanjanjem stalne tvrdoće konačna tvrdoća je između 1.5 i 3.0 °dH. 


27

3.5.2 Neutralizacija 

Mogu se koristiti sledeće metode za neutraloizaciju srednje kiselih ili baznih voda do 

neutralnog pH: 

Karbonatna kiselost: 

CO 2 + NaOH → NaHCO 3 

CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO 3 ) 2 

CO 2 + CaCO 3 → Ca(HCO 3 ) 2 

CO 2 + Na 2 CO 3 → NaHCO 3 

Alkalna voda (manjak CO 2 ): 

Ca(OH) 2 + CO 2 → Ca(HCO 3 ) 2 

3.5.3 Oksidacija 

Pri obradi vode za piće, uglavnom se oksidacija koristi za dezinfekciju, pogledajte deo 4.2. 

3.6 Membranska filtracija 

Pod membranskom filtracijom se podrazumeva potiskivanje rastvora kroz poluprop. 

membranu pod pritiskom. Tokom ovog procesa niskomolekulske frakcije prolaze kroz 

membranu dok se visokomolekulska jedinjenja zadržavaju i koncentrišu. Parametar koji se 

odnosi na svojstva odvajanja membrane je "granica propustljivosti". Pojam "granica 

propustljivosti" se odnosi na molekulsku masu najmanjih molekula koji se zadržava na 

poleđini membrane. U praksi se često pojavljuju razlike za "granica propustljivosti" a to se 

objašnjava idealnim uslovima pod kojima je ona određivana. Membranska filtracija je 

podeljena na različite tipove filtracije u ovisnosti od nepropustljivosti membrane kao i da li se 

proces pokreće pritiskom ili električnim pogonom. 

Procesi koji se pokreću pritiskom su mikrofiltracija, ulztafiltracija i nanofiltracija i reversna 

osmoza. 

3.6.1 Mikrofiltracija 

Za mikrofiltraciju "granica propustljivosti" je između 300000 i 1000000. Ovim procesom se 

odvajaju jedinjenja sa veličinom čestica manjom od 0.2 μm. Pritisak koji se obično primenjuje 

je u opsegu 0.1 – 0.5 MPa; 

3.6.2 Ultrafiltracija 

Za ovu metodu se koriste membrane sa “granicom propustljivosti" između 500 i 300 000. 

Ovim procesom se odvajaju jedinjenja u opsegu 0.001 – 0.1 μm. To zahteva radni pritisak od 

0.2 do 1.5 MPa; 

3.6.3 Nanofiltracija 

Ova metoda predstavlja odvajanje pomoću membrana koje su po karakeristikama između 

ultrafiltracije i reversne osmoze. Zahtevani radni pritisak za ove membrane je između 2 i 4 

MPa i daju viši protok nego membrane kod reversne osmoze, ali s druge strane 

nanomembrane imaju manju sposobnost odvajanja nego membrane reversne osmoze; 


28

3.6.4 Reversna osmoza 

Reversna osmoza koristi membrane sa najmanjom propustljivosti. Membrane ovog tipa imaju 

"granicu propustljivosti" manju od 500, što znači da zahtevaju veći pritisak, obično između 2 i 

8 MPa. Membrane kod reversne osmoze imaju sposobnost razdvajanja jona i molekula 

manjih od 0.001 μm. Koriste se za desalinizaciju morske vode i rekuperaciju metalnih jona. 

Poslednjih godina su razvijene metode reversne osmoze pod visokim pritiskom od 20 do 25 

MPa, koje se koriste kod izlučivanja iz zemljista. 

Slika 3.8 Opsezi razdvajanja za različite tipove membranske filtracije 

Preduslov za reversnu osmozu je da primenjeni radni pritisak prevazilazi osmotski pritisak 

vodenog rastvora. Kada se koristi filtracija reversnom osmozom, osmotski pritisak, vode koja 

je u procesu, povećava se shodno koncentraciji. Filltracija se može primenjivati samo dok 

primenjeni pritisak prevazilazi osmotski koji zavisi od koncentracije rastvorenih materija u 

dolazećoj vodi. 

3.6.5 Tehnički detalji membranske filtracije 

Tehnički problemi membranske filtracije uglavnom se odnose na oštećenja membrane i 

poteškoće oko dostizanja nivoa koncentracije kod filtracije reversnom osmozom. Jedan od 

problema je visok osmotski pritisak tretirane vode. Kada se membrane zaprljaju proces 

filtracije se mora zaustaviti da bi se membrane očistile. To se obično izvodi automatski na 

određeni interval ili kontrolom protoka filtrata. 

Membrane za mikrofiltraciju sa relativno velikim otvorima pora su više osetljive, više se 

zapušavaju nego membrane koje se koriste kod ultrafiltracije mada se može obezbediti 

povratno ispiranje membrana. Povratno ispiranje iziskuje povratni protok kroz membran - 

filter u određenim intervalima kako bi se pore membrane očistile, povratno ispiranje ne 

zamenjuje pranje membrana. Kapacitet filtera se efektivno smanjuje jer se određeni deo vode 

ili permeata koristi za povratno ispiranje. 


29

Membrane se smeštaju u module i mogu biti konstruisane na različite načine, najčešće su 

cevaste, spiralne, pločaste, ramske i “šuplje vlaknaste” membrane. Poslednje se sastoje od 

brojnih tankih cevi smeštenih u modulu. Generalno, veća površina koja se može dobiti po 

modulu smanjuje cenu membrana, u isto vreme podložnost oštećenjima od strane čestica se 

povećava. 

Slika 3.9 Šematski prikaz cevastog membranskog modula 

Određeni tip membrana može biti osetljiv na ekstremne uslove pH, a posebno u kombinaciji 

sa visokom tempeaturom. U poslednje vreme se sve više koriste keramičke membrane zbog 

njihove otpornosti prema visokoj temperaturi u kombinaciji sa visokim / niskim pH kod 

mikrofiltracije i ultrafiltracije. Membrane sa visokom hemijskom otpornošću su aktuelne kod 

nanofiltracije i reversne osmoze. 

Ulja i relativno krupnije čestice moraju prethodno biti uklonjene da bi se smanjio rizik od 

oštećenja i uništavanja membrana. Slika 3.11 prikazuje princip rada koji se zahteva za pogon 

obrade uz upotrebu membrana. 


30

Slika 3.10 Šematski prikaz modula sa spiralnim namotajima 

Slika 3.11 Princip pogona obrade uz primenu membrana 

3.6.6 Elektrodijaliza 

Elektrodijaliza je primer vođenja membranskog procesa uz električnu energiju u kome se 

dešava selektivni transport anjona i katjona kroz membranu. Membrane, koje dozvoljavaju 

prolazak pozitivno nabijenih katjona su negativnog naboja. Membrane koje dozvoljavaju 


31

prolazak negativno naelektrisanih anjona su pozitivnog naboja. 

Obradom vode elektrodijalizom podrazumeva se smanjenje koncentracije jona jednog 

parcijalnog naboja i povećanje koncentracije jona drugog parcijalnog naboja. Naboji se 

odvajaju jedan od drugog selektivnom membranom. Gubitak jona fluida nazvan je “širenje” 

dok se primanje jona naziva “koncentrisanje”. Struktura ćelija za elektrodijalizu je prikazano 

na slici 3.12. 

Slika 3.12 Elektrodijaliza slane vode 

Osim jona, kroz membrane prolazi i voda. Transport vode se razlikuje od drugih fluida i 

ponekad se mogu javiti problemi oko dostizanja koncentrisanosti. Kod koncetrisanja kiselina 

anjon - selektivne membrane moraju biti prilagođene za to. Propuštanje nešto vodonikovih 

jona se dešava kroz anjon - selektivnu membranu dok se koncentracija kiseline povećava na 

mestu koncentrisanja. Na tržištu postoje membrane sa slabim transportom vodonikovih jona. 

Kompletno instalisanje često podrazumeva jednu ili par stotina ćelija sa efektivnim prostorom 

od 0.2 do 0.5 m² za svaku membranu. Membrane se odvajaju ramom kroz koji se fluid 

transportuje u ćeliju. Razmak između membrana obično je između 0.5 i 1.5 mm. Da bi se 

izbeglo zapušavanje, bitno je da voda pre ulaska u ćeliju za elelktrodijalizu ide na 

predfiltraciju. 

Postoji aktuelna granica gustine toka svakog fluida. 


32

3.7 Isparavanje 

Isparavanje se primenjuje za odvajanje isparljivih rastvarača od rastvorenog materijala, koristi 

se isparljiva faza kako bi se postiglo razdvajanje. Za obradu vode primenjuje se postupak 

zagrevanja sirove vode do pare koja se potom kondenzuje. Rastvorene soli se zadržavaju u 

rastvoru, koji postaje još koncentrovaniji i izbacuju se u struji efluenta. 

Pogonska sila za proces je toplotna energija koja je potrebna za grejanje vode do tačke 

ključanja i za dostizanje promene iz tečne faze u parnu. U većini slučajeva za dobijanje 

energije je potrebna promena faze. Zahtevana energija može biti računata kao što sledi: 

• specifični toplotni kapacitet vode je 4.19 KJ/kg /°C pa je potrebna energija od 335 MJ za 

podizanje temperature 1 m³ vode sa 20° do 100°C, 

• latentna toplota isparavanja vode je 2.26 MJ/kg, zato se za promenu 1m³ vode od tečne do 

gasovite faze zahteva 2260 MJ, 

• ukupna toplotna energija za isparavanje 1 m³ vode je 2595 MJ. 

Upotrebom velikog broja tehnika regeneracije, aktuelni zahtevi za energijom su znatno manje 

ovisni o dizajnu opreme, dok se stepen regeneracije toplote postiže kada se vodena para 

kondenzuje. 

Slika 3.13 prikazuje metodu isparavanja uz upotrebu kompresora na elelktrični pogon kako bi 

se postigla regeneracija toplote koristeći se tehnikom koja se tiče mehaničke rekompresije 

pare. Takvi sistemi mogu funkcionisati uz potrošnju energije od 54 MJ/m³. 

Različiti tipovi metoda isparavanja su: 

• isparavanje u tankom sloju, toplota se prenosi na tanak sloj tečnosti nanesene preko 

zagrevane površine, 

• komora za isparavanje, toplota se prenosi na ukupnu zapreminu tečnosti koja isparava, 

• trenutno isparavanje, toplota se prenosi na vodu pod pritiskom koja “trenutno ključa” a to 

se dešava kad se pritisak smanji. 

Posledica uklanjanja vode isparavanjem je povećanje koncentracije rastvorene čvrste 

komponente u tečnoj fazi. Potrošnja goriva i vode je od ekonomskog interesa, pa većina 

sistema zadržava vodu u odeljenju zagrevanja koja može poslužiti za recirkulaciju kroz 

grejač, sve dok rastvorene čvrste komponente ne dostignu proopisani nivo. Treba se odlučiti 

između male zapremine, visokog sadržaja rastvorene čvrste komponente sa prisutnim rizikom 

od kamenca i korozije, i velike zapremine a niskog sadržaja čvrste komponente ali visoke 

cene koštanja vode, energije i efluenta. 

Izbor materijala zavisi od tečnosti koja će isparavati i određuje se s naročitom pažnjom 

zbog potencijalne korozije koja bi se mogla desiti naročito kod viših koncentracija. 

Posebno treba obratiti pažnju u slučaju prisustva hlorida, kada se zahteva upotreba specijalnih 

materijala. 


33

Slika 3.13 Metoda prečišćavanja vode isparavanjem uz primenu mehaničke regeneracije 

pare 

U toku procesa isparavanja mogu se javiti sledeći problemi: 

• Trenutno ključanje se dešava kada je površinski napon koncentrovane tečnosti visok, tako 

se ograničava formiranje mehurića. Konačno, pritisak pare prevazilazi površinski napon i 

dešava se trenutno ključanje, tokom koga kapljice prelaze iz tečne faze u parnu fazu. 

Konačan kondezat postaje kontaminiran, ako se kapljice koje sadrže rastvorene čvrste 

materije prenesu u kondenzator. 

• U isparivaču se stvara pena, naročito ako voda potiče od regeneracije ili ako sadrži 

površinski aktivne materije. Pena može ispuniti isparivač i prouzrokovati kontaminaciju 

pare kapljicama sirove vode a konačno i kondenzata. Upotreba antipenušavca ovaj rizik 

svodi na najmanju moguću meru. 

• Kamenac se formira taloženjem sloja čvrste faze na zagrevanim površinama. Time je 

smanjena efikasnost zagrevanja, samim tim i pogona. Kamenac se svodi na najmanju 

moguću meru ograničavanjem koncentracije čvrste komponente u isparivaču uz upotrebu 

hemijski modifikovanih sredstava. 

Procesom isparavanja, sve prisutne isparljive komponente iz sirove vode pojaviće se u 

kondenzovanoj vodi. Ukoliko je prisutna takva kontaminacija biće neophodan predtretman 

vode uz aktivni ugalj ili reversnu osmozu. 


34

4 NAKNADNI POSTUPCI PREČIŠĆAVANJA 

4.1 Dezinfekcija – fizičke metode 

Dezinfekcijom se obezbeđuje da voda za potrebe proizvodnje ne sadrži štetne 

mikroorganizme. Za razliku od sterilizacije, čiji je cilj da se unište svi mikroorganizmi, 

dezinfekcija se koristi za uništavanje patogenih mikroorganizama. Različite metode 

dezinfekcije mogu biti podeljene u dve grupe: fizičke i hemijske. 

Koriste se tri različita fizička principa za dezinfekciju ulazne vode: 

• zagrevanje, 

• mikrofiltracija, 

• radijacija. 

4.1.1 Dezinfekcija zagrevanjem 

Voda se zagreva kao bi se uništili mikroorganizmi (na 100°C većina će biti uništena). Mada 

se veći deo energije može rekuperisati upotrebom izmenjivača toplote, potrošnja energije je 

velika u poređenju sa drugim procesima. Dodatni problem se može javiti zbog prisustva 

drugih kontaminirajućih materija koje pokazuju neželjene promene pri zagrevanju. Spore neće 

biti uništene zagrevanjem. Ako se zahteva sterilizacija mora se izvoditi na 120 °C. 

Slika 4.1 Princip postupka membranske filtracije u svrhu dezinfekcije 


35

4.1.2 Mikrofiltracija 

Mikrofiltracija se koristi za odvajanje mikroorganizama od ulazne vode. Voda prolazi kroz 

membranu dok se na njoj mikroorganizmi zadržava. Slika 4.1 Spore mogu proći kroz 

membrane veličine pora 0.45 µm, ali će i one biti zadržane na membrani sa porama od 0.2 

µm. 

4.1.3 Zračenje 

Zračenje se može primeniti za dezinfekciju vode. Pored radioaktivnog zračenja, UV svetlo 

sadrži dovoljno energije za dezinfekciju. Pokazalo se da UV zračenje na 254 nm daje najbolji 

efekat protiv mikroorganizama. U principu uništava DNA molekule i tako daje odlične 

rezultate protiv bakterija i gljivica. 

Oprema se sastoji od cevi za pražnjenje živinih para, uz napajanje strujom visokog napona, 

postavljene u plašt od nerđajućeg čelika u kome se vrši obrada vode dok struji. UV senzor je 

lociran na zidu plašta detektujući UV zračenje i u najudaljenijem mestu u cevi, čime se 

omogućava registrovanje bilo kakvog narušavanja radnih karakteristika. Primer za to bi bila 

razgradnja nečistoća sa cevi. 

Pojedinačni uređaji vrše obradu vode protoka do 450 ³/h m u zavisnosti od zagađenja. Veći 

kapacitet zahteva ugradnju višecevnog sisitema. 

Zbog ograničenog radnog kapaciteta i karakteristika emisije, konstrukcijom opreme mora se 

osigurati dobro mešanje vode i izbeći svaki zaklon od zračenja - “senke”. Doza UV zračenja 

koju organizam prima, meri se kombinacijom inteziteta radijacije merenog u mJ /cm² i 

vremena. Efekat zračenja na individualni organizam se meri kao energija u mJ/cm², potrebna 

da se broj organizama prisutnih u vodi smanji za deset puta, a izražava se kao vrednost D 10 . E. 

coli se često koristi kao indikator bakterija, pokazalo se da će se energijom zračenja od 5.4 

mJ/cm² njeno prisustvo smanjiti za 99%. Treba napomenuti da je vrednost D 10 specifična za 

svaki pojedini organizam. 

Za specifikaciju UV sterilizatora su relevantni sledeći faktori: 

• obrada pri maksimalnom protoku, 

• prenosivost kroz fluid koji se obrađuje, ako je u pitanju voda uticaće mutnoća, 

rastvoreni joni, naročito mangan i gvožđe kao i prisustvo organskih materija, 

• nivo i priroda zagađenja kako bi se sa sigurnošću odredio učinak UV izvora 

i uskladila D 10 vrednost za najotpornije organizme. 

S vremenom oprema se degradira. Vremenom izlazni signal UV lampe slabi, i uobičajeno je 

zameniti na svakih 4000 do 8000 h u ovisnosti od primenjenog tipa. Moderne konstrukcije 

uključuju mehaničke brisače kako bi se prevazišao i problem zaprljanosti površina cevi. 

Metode fizičke dezinfekcije nemaju trajni uticaj, zato je važno da oprema koja dolazi u 

kontakt sa prečišćenom vodom ne bude kontaminirana. 

4.2 Dezinfekcija - hemijske metode 

Voda se dezinfikuje uz dodatak odgovarajućih hemikalija, koje deluju kao oksidujuća 

sredstva. Neka od hemijskih sredstava, koja mogu biti upotrebljena su: hlor, 

natrijumhipohlorit, hlordioksid, vodonikperoksid i ozon. Hemikalije, nasuprot fizičkim 

metodama i nakon obrade imaju uticaj jer se zadržavaju u vodi. Pošto mogu davati nepoželjan 


36

priukus vodi i pivu, pre upotrebe bi ih trebalo uklanjati a za tu svrhu se može koristiti filter sa 

aktivnim ugljem (pogledati sliku 4.4). 

4.2.1 Hlor 

Hlor se obično koristi za dezinfekciju vode za piće. U vodi reaguje formirajući hipohloritne 

jone. Negativan uticaj hlora je formiranje zagađujućih hlorovanih organskih jedinjenja u vodi, 

primer su huminske kiseline. Zakonsko ograničenje se zasniva na postavljanju maksimalne 

granice za jedinjenja kakva su trihlormetani i hlorfenoli. Za otkrivanje ovakvih nepoželjnih 

produkata hlorisanja koristi se aktivni ugalj. Da bi se izbegla ponovna kontaminacija u 

aktivnom uglju ne sme biti mikroorganizama, to zahteva periodično pranje na oko 24h 

propuštanjem pare ili tople vode. 

4.2.2 Hlordioksid 

Odmah na početku trea naglasiti da je hlordioksid eksplozivan gas kad se nalazi pod pritiskom 

zato se uglavnom nikad ne transportuje, već se proizvodi na licu mesta. Kao proizvod može 

da se dobije u vodenom rastvoru ili kao gas. Proizvodi se iz kiselog rastvora natrijum hlorita 

(NaClO 2 ) ili natrijum hlorata (NaClO 3 ). Za proizvodnju ClO 2 postoji nekoliko reakcija: 

1) 2NaClO 2 + Cl 2 → 2ClO 2 + 2NaCl 

(reakcija hlorita sa hlorom) 

2) 5NaClO 2 + 4HCl → 4ClO 2 + 5NaCl + 2H 2 O 

(reakcija hlorita sa hlorovodoničnom kiselinom – prilično opasna reakcija) 

3) 2NaClO2 + Na 2 S 2 O 8 → 2ClO 2 + 2Na 2 SO 4 

(reakcija hlorita sa natrijumpersufatom) 

4) 2NaClO 2 + HCl + NaOCl → 2ClO 2 + 2NaCl + NaOH 

(reakcija +hlorita sa hlrovodoničnom kiselinom i natrijum hipohloritiom) 

Hlordioksid je jako oksidaciono sredstvo i dezinficijent. Prednost je u tome što je smanjeno 

stvaranje organskih jedinjenja. Pošto se radi o nestabilnom gasu, stvara se na mestu upotrebe 

mešanjem rastvora natrijumhlorita i hlorovodonične kiseline (reakcija 2) ubrizgavanjem u 

struju vode (pogledati sliku 4.2 i 4.3) konačne koncentracije između 0.1 i 0.4 mg/l. Da bi se 

smanjile potencijalne opasnosti u procesu bi trebalo koristiti relativno razređeni rastvore kao 9 

% rastvor HCl i 7.5 % rastvor natrijumhlorita. Mada se koriste koncentrovani rastvori kako bi 

se smanjila cena koštanja i to 30% HCl i 25% natrijumhlorit. 

Reakciju 2 bi trebalo sprovoditi u kiselim uslovima, da bi se izbeglo formiranje NaCl. Kao 

jako oksidujuće sredstvo, hlordioksid će uticati na taloženje gvožđa i mangana. 

Pored njegovog delovanja kao oksidujućeg sredstva, hlordioksid služi i za otklanjanje 

neprijatnog mirisa. Hlordioksid deluje mnogo brže i ima trajnije dejstvo nego sam hlor. 

Takođe, hlordioksid je otrovan, obično se razlaže do natrijumhlorida i ne stvara neželjena 

jedinjenja u vodi. 


37

Slika 4.2 Hlordioksid 

Slika 4.3 prikazuje postupak proizvodnje ClO 2 kao i sistem njegovog ubacivanja pri obradi 

vode. Treba napomenuti da bi optimalno vreme zadržavanja vode u tanku posle ubacivanja 

sredstva bilo oko 15 minuta. 

Slika 4.3 Tok dijagram procesa stvaranja ClO 2 i sistem ubacivanja 

4.2.3 Ozon 

Ozon je troatomna molekula kiseonika koji se uobičajeno proizvodi prolaskom suvog vazduha 

ili čistog kiseonika kroz električno polje visokog napona opsega od 6 do 18 kV. 

Uobičajena oprema podrazumeva: 

• kompresor za vazduh i sušnicu, 

• izvor kiseonika iz rezervoara ili iz generatora, 

• ozon reactor, 

• rastvaranje ozona uključujući reakcioni tank, 


38

• jedinica za razgradnju ozona kako bi se sprečilo njegovo ispuštanje u atmosferu. 

Koncentracija ozona u gasu iz reaktora je od 2 do 12% u ovisnosti da li se koristi vazduh ili 

čisti kiseonik. Iz ove smeše 80 do 90 % ozona može biti rastvoreno u vodi, ostatak se mora 

razgraditi pre ispuštanja u atmosferu. 

Ozon je jak oksidans i reaguje sa nekoliko organskih i neorganskih supstanci. Ozon takođe 

deluje kao jako dezinfekciono sredstvo. Uobičajeno je da se ozon koristi za eliminaciju 

stranog ukusa, odnosno mirisa iz vode i smanjenje boje, naročito u UV oblasti. Ovo je 

zasnovano na sposobnosti ozona da reaguje selektivno sa onim supstancama, koje 

prouzrokuju miris i nečistoće u vodi. Ozon takođe oksiduje gvožđe i mangan, i omogućava 

njihovo uklanjanje filtracijom ili sedimentacijom. 

Koncentracija ozona na izlazu iz reaktora obično se kontroliše i održava na vrednosti oko 0.4 

mg/l. U ovisnosti od kvaliteta obrađivane vode, ozon se dodaje u koncentraciji od oko1 g/m³ 

vode. Ukoliko se ozon dodaje iz drugih razloga, kao što je odklanjanje gvožđa i mangana, 

dodaje se nešto više i to znači od 1–3 g/m³, dok vreme odigravanja reakcije mora biti 

produženo od četiri do oko petnaest minuta. Potrošnja će biti mnogo veća od uobičajene 

potrošnje od 1-2 g/m³, ako se voda tretira ozonom pre bilo kakve druge obrade. 

Primenom gore navedenih količina, dolazi do razgradnje dela organskog materijala i 

smanjenja broja molekula. Ovo znači da će organske materije u vodi biti upotrebljivije za 

mikroorganizme i povećavnje ukupnog organskog ugljenika, postoji opasnost od porasta 

mikroorganzama na mestu delovanja. Uobičajeno je da postupak ozonizacije sledi filtracija 

preko aktivnog uglja, kako bi se smanjio organski ugljenik i uklonio preostali ozon iz vode 

pre upotrebe. 

Veoma je važno da se osigura razgradnja ozona u izduvnom gasu pre ispuštanja u atmosferu. 

Razgradnja se postiže na temperaturi od 350°C. Kod većih pogona ozona, kapaciteta većeg od 

200 m³/h zahtevi za energijom se minimiziraju podešavanjem regeneracije toplote. U 

ispuštenom gasu ne sme biti više od 0.1 mg/l ozona. 

Energija potrebna za proizvodnju ozona će zavisiti od toga da li se koristi vazduh ili kiseonik 

za napajanje na određenoj frekvanciji električnog polja. Rad pogona na visokim 

frekvancijama primera radi 600 Hz, pokazuje porast u proizvodnji ozona i smanjenju 

potrošnje snage poredeći to sa radom pri standardnoj frekvenciji od 50 Hz. 

Slede podaci za uobičajenu utroške u pogonu proizvodnje ozona: 

• 18 kWh /kg za proizvodnu jedinicu na 50 Hz koristeći vazduh kao sirovina za 

napajanje, 

• 13 kWh/kg za proizvodnu jedinicu na 600 Hz koristeći vazduh kao sirovina za 

napajanje, 

• 6 kWh/kg za proizvodnu jedinicu na 600 Hz koristeći kiseonik kao sirovina za 

napajanje. 

Dodatna snaga će biti zahtevana za dodatne delove opreme na primer kao što su uređaji za 

sušenje vazduha i kompresori. 

4.2.4 Vodonik peroksid 

Vodnik peroksid je manje reaktivan od ozona. Sastoji se od dva vodonikova i dva kiseonikova 

atoma. Vodonik peroksid se nakon određenog vremena razlaže u vodi u ovisnosti od uslova, 

temperature, prisustva aktivnih materija. Dejstvo se može aktivirati UV -svetlom. 


39

4.2.5 Tretman aktivnim ugljem 

Aktivni ugalj je nepolarno apsorpciono sredstvo koje ima sposobnost da “hvata” nepolarne 

molekule. Specifična površina aktivnog uglja varira između 200 i 3000 ²/g m u ovisnosti od 

sirovine i metode proizvodnje. Najčešće korišćeni aktivni ugalj ima specifičnu površinu 

između 1000 m²/g i veličinu pora između 30 i 150 Å. 

Teorijski, cela površina aktivnog uglja bi trebala biti nepolarna, ali usled autooksidacije na 

površini se formira sloj oksida. Kiseonik koji se vezuje na površini u obliku različitih 

kompleksa ugljenikovih oksida, čini površinu blago polarnom. Ovo nije nedostatak jer su 

mnoga organska jedinjenja slabo polarna. 

Druge promene polarnosti površine mogu se desiti u proizvodnom procesu ili posle tretmana 

sa ugljem, kiselog pranja ili impregnacije. Ovim metodama apsorpciona sposobnost može biti 

usmerena prema specifičnom opsegu, gde će ugalj više ili manje apsorbovati određeni tip 

jedinjenja. 

Kod tehnologije prečišćavanja vode, aktivni ugalj se uglavnom koristi za prečišćavanje vode 

sa niskim sadržajem supstanci koje će se apsorbovati, primer za to su organska jedinjenja. 

Ova tehnika se može koristiti u kombinaciji sa drugim tehnologijama, kao što je otklanjanje 

nečistoća poput jedinjenja hlora koja su rezultat hemijske dezinfekcije. Tabela 4.1 daje prikaz 

jedinjenja koja aktivni ugalj bolje ili slabije apsorbuje. 

Tabela 4.1 Apsorpcione karakteristike pri filtraciji aktivnim ugljem 

Supstance koje se dobro apsorbuju 

Aromatski rastvarači 

Hlorovana aromatska jedinjenja 

Fenoli i hlorofenoli 

Polinuklearna aromatska jedinjenja 

Pesticidi i herbicidi 

Hlorovana nearomatska jedinjenja 

Ugljovodonici visoke molekulske mase 

Supstance koje se slabo apsorbuju 

Alkoholi 

Ketoni niske molekulske mase, kiseline i 

aldehidi 

Jedinjenja veoma velike molekulske mase 

ili koloidna organska jedinjenja 

Alifatična jedinjenja male molekulske mase 

Benzen, toluen, nitrobenzen itd. 

Polihlorovani bifenoli, hlorobenzen, 

hloronaftalin 

Acetonaftalin, benzopiren itd. 

DDT, aldrin, hlordan, BHC – bihlorovani 

ugljovodonici, heptahlor itd 

Ugljen tetrahlorid, hloralkil-etri, 

heksahlorbutadien, itd 

Boje, benzin, amini, huminske kiseline 


40

Vremenom, ugalj će se zasititi apsorbovanim materijalom. Apsorpciona moć može se 

povratiti regeneracijom uglja pogodnim medijumom kao što je para pod niskim pritiskom. 

Takođe upotrebom pare ubijaju se bakterije koje imaju sklonost nagomilavanja na ulazu u 

filter. Nakon dužeg vremena, neophodno je odstraniti ugalj zbog reaktivacije i sortiranja od 

strane ovlašćenog dobavljača ili kompanije specijalizovane za taj posao. Slika 4.4 daje prikaz 

tipičnog filtera sa aktivnim ugljem. 

Slika 4.4 Tipičan filtar sa aktivnim ugljem 

4.3 Deaeracija 

Deaeracija se koristi za otklanjanje neželjenih gasova iz vode, na primer, u procesu 

proizvodnje piva. U procesima proizvodnje piva najčešće se primenjuje otklanjanje kiseonika 

iz vode pri fermentaciji donjeg vrenja. Deaeracija se obično izvodi prolaskom inertnog gasa 

ili pare kroz vodu. Uobičajenim metodama deaeracije je moguće smanjiti sadržaj kiseonika 

ispod 0.05 mg/l. 

Uređaj za izdvajanje gasa, obično sadrži pakovanu kolonu kroz koju se voda cedi nadole i 

sreće sa inertnim gasom koji struji nagore. Da bi se postigla ravnoteža, kiseonik prelazi iz 

vodene faze u gasnu (pogledati sliku 4.5) Posredstvom pakovanja kolone prenošenje gasa se 

poboljšava zbog velike kontaktne površine tečnosti i gasa. 

Osim inertnog gasa, para se može iskoristiti za podizanja temperature a tada je rastvorljivost 

kiseonika u vodi veoma niska i proces uklanjanja kiseonika veoma brz. Potrošnja energije je 

takođe velika, primena visoke temperature znači da je voda toplotno obrađena kao i 

deaerisana. 


41

Slika 4.5 Uređaj na principu prolaska gasa za deaeraciju vode 

Druga mogućnost je upotreba deaeracionih grejača, koji rade pri višoj temperaturi i pritisku 

zasićene pare što dozvoljava prenos neželjenih gasova u parnu fazu. Alternativno, može se 

koristiti smanjen pritisak tamo gde se pritisak vode na određenoj temperaturi smanjuje blizu 

pritisku zasićene pare. Pod ovim uslovima, neželjeni gasovi zajedno sa malom količinom 

vode isparavaju i mogu se odstraniti vakum pumpom. 

Druga tehnološka metoda koja dobija na značaju je odvajanje membranom. Membrane sa 

velikom propustljivošću za neželjene gasove dovode se u kontakt sa vodom. Gas se propušta 

iz tečnosti direktno kroz poroznu membranu u gasnu fazu (pogledati sliku 4.6) Odvajanje je 

veoma selektivno zbog visoke propustljivosti membrane za ove gasove. 

Slika 4.6 Deaeracija pomoću membrane 


42

5 PRAKTIČNA PRIMENA OBRADE VODE 

5.1 Uopšteno 

Neke industrije koriste sopstvene podzemne izvore, vode iz bunara, površinske vode reka ili 

jezera, kao i obrađenu vodu obično iz gradskih pogona za obradu vode. Podzemne vode 

obično nisu zagađene i mogu se koristiti uz jednostavnu obradu. Slede primeri posebnih 

metoda obrade koji se koriste u proizvodnji vode iz različitih izvora. 

Voda za piće iz gradskih pogona za obradu vode često se direktno koristi u prehrambenoj 

industriji. Obrada vode vrši se prema standardima za proizvodnju vode za piće koji su obično 

prilagođeni određenim proizvodnim procesima. Izvori pitke vode mogu biti površinski ili 

podzemni. Problemi nastaju ako je sirova voda lošeg kvaliteta. Voda iz gradskih pogona za 

obradu vode obično je dezinfikovana hlorisanjem, što može proizvesti miris i ukus koji se 

prenosi i u gotov prehrambeni proizvod, pa se stoga moraju odstranjivati iz vode. Ovo je 

naročito važno u proizvodnji piva i bezalkoholnih pića. Problemi se javljaju kao rezultat 

delovanja hlora na huminske kiseline kojih ima u tragovima u obrađenoj vodi, a koje su inače 

uvek prisutne u kiselim površinskim vodama. 

5.2 Obrada podzemne vode 

5.2.1 Podzemna voda dobrog kvaliteta 

Podzemna voda dobrog kvaliteta obično zahteva samo aeraciju po principu kaskada ili u 

tornju za aerisanje, kako bi se povećao sadržaj kiseonika u vodi i uklonilo svo gvođže. 

Aerisana voda se sakuplja u tank i dezinfikuje pre upotrebe oksidantom kakav je ozon. 

Ukoliko je gvožđe prisutno u količini od 1-2 mg/l, sirova voda se filtrira kroz peščane filtre. 

Slika 5.1 Obrada podzemne vode dobrog kvaliteta 


43

5.2.2 Podzemna voda koja pored komponenata tvrdoće sadrži gvožđe i 

mangan 

Ako podzemna voda sadrži gvožđe i mangan u visokoj koncentraciji i/ili prolaznu tvrdoću 

potrebno je i više procesa obrade. 

Voda se prvo aeriše u kaskadama ili u aeracionom tornju. Da bi se odstranio mangan u vodu 

se uvode kalijum - permanganat, ozon i hlor. Kreč se obično koristi za otklanjanje prolazne 

tvrdoće. Hladni kreč - soda postupak može se primeniti za uklanjanje stalne tvrdoće. Iako su 

razvijene i membranske metode češća je upotreba izmenjivača jona uz katjonsku smolu 

regenerisanu u Na – oblik. Izvodi se flokulacija vode, a talog se odstranjuje bistrenjem ili 

putem peščanih filtara, kontroliše se pH a za dezinfekciju dodaje ozon. Slika 5.2 prikazuje 

metodu obrade podzemne vode koja sadrži gvožđe, mangan i komponente tvrdoće. 

Slika 5.2 Obrada podzemne vode koja sadrži komponente tvrdoće, gvožđe i mangan 

5.2.3 „Veštačke“ podzemne vode 

Površinska voda iz jezera ili reka može prolaziti kroz zemlju, posebno gde dominiraju 

prirodni slojevi peska i šljunka kuda voda polako prolazi u zemlju formirajući izvore veštačke 

podzemne vode. Tlo će imati ulogu peščanog filtera a mikrobiološkom aktivnošću tla 

odstraniće se gvožđe, mangan i nitrati. Mada se može desiti da se neki od ovih elemenata 

reasorbuje ukoliko su prisutni u dubljim slojevima šljunka ili stena. 


44

5.3 Obrada površinske vode 

5.3.1 Površinska voda dobrog kvaliteta 

Površinska voda dobrog kvaliteta može da sadrži suspendovane čestice i takođe nešto 

organskih materija, koje mogu biti odstranjene hemijskim tretmanom. Sezonsko opterećenje 

čvrstim suspendovanim materijama u obliku čestica finog mulja je uobičajeno, prvo se 

odstranjuje u pogonu za odmuljivanje ili u taložniku, posle čega se vodi dodaju hemijski 

flokulanti kakvi su soli aluminijuma ili gvožđa. Tako se u tanku za flokulaciju od čestica 

mulja stvaraju flokule. Veće flokule se mogu odvajati u uređaju za bistrenje dok se finije 

odstranjuju na peščanom filtru.Voda se dezinfikuje oksidirajućim sredstvima kao što je ozon. 

Slika 5.3 daje prikaz metode obrade površinske vode dobrog kvaliteta. 

Slika 5.3 Obrada površinske vode dobrog kvaliteta 

5.3.2 Površinske vode sa organskim zagađenjem 

Površinske vode mogu sadržavati komponente organskog zagađenja u količini da je potrebna 

filtracija preko aktivnog uglja. Veliko sezonsko opterećenje čvrstim suspendovanim 

materijama se odstranjuje u posebnoj jedinici ili taložniku, hemijske supstance se uz brzo 

mešanje dodaju u tank a hemijski talog se sakuplja u tanku za flokulaciju. Polielektrolit se 

dodaje da pospeši taloženje pre nego voda uđe u uređaj za bisternje, posle toga se voda filtrira 

kroz peščane filtere. Ozon se dodaje kako bi se razložila organska jedinjenja pre filtera sa 

aktivnim ugljem. Posle filtera sa aktivnim ugljem, vrši se dezinfekcija vode ozonom. Slika 5.4 

daje prikaz metode obrade površinske vode uz prisustvo organskih zagađivača. 


45

Slika 5.4 Obrada površinske vode koja sadrži organsko zagađenje 

5.4 Posebna obrada 

Sirova voda sadrži hloride, nitrate, fluoride a ta jedinjenja nije lako odstraniti, kao i druga 

jedinjenja koja nije moguće odstraniti uobičajenim procesima obrade pa se primenjuju jonski 

izmenjivači, elektrodijaliza, reversna osmoza, ultrafiltracija i isparavanje. 

Jonski izmenjivači, elektrodijaliza, reverzna osmoza i isparavanje su alternativni procesi i 

izbor zavisi od specifičnosti uslova. Elektrodijaliza se obično koristiti kada je velika 

koncentracija rastvorenih čvrstih komponenti. 

Nitrati, fluoridi i hloridi mogu se odstraniti reversnom osmozom i jonskim izmenjivačima. 

Natrijum se takođe može odstraniti reversnom osmozom, jonskim izmenjivačima i 

isparavanjem. 

Huminske kiseline se mogu odstraniti preko aktivnog uglja posle tretmana ozonom. Fenoli se 

mogu odstraniti pomoću filtera sa aktivnim ugljem. 

Teški metali kao što su kadmijum i hrom mogu se odstraniti taloženjem pomoću kreča, kao i 

uz pomoć filtera sa ugljem a u krajnjem slučaju jonskim izmenjivačima. Olovo se takođe 

može odstraniti taloženjem pomoću kreča i upotrebom jonskih izmenjivača. Tabela 5.2 daje 

sumiran prikaz obrade vode koji se zahteva za odstranjivanje glavnih kontaminirajućih 

materija prisutnih u vodi. 


46

Tabela 5.2 Tabela prikazuje metode odstranjivanja najčešće prisutnih 

kontaminirajućih materija u vodi 


47

5.4.1 Voda za laboratorijske svrhe 

Voda za laboratorijske svrhe može da se dobije na nekoliko načina, a li se obično počinje od 

česmenske vode. Kvalitet česmenske vode je vrlo promenjliv i kada treba da se upotrebljava 

za laboratorijske svrhe mora prethodno da se prečisti. 

Česmenska voda obično sadrži suspendovane čestice (organske i/ili neorganske prirode) i 

rastvorne soli i jedinjenja organskog i/ili neorganskog porekla koje mogu značajno da utiču na 

hemiski eksperiment, analitički postupak ili sintetički poduhvat. Na primer, samo neorganske 

soli, kojih u vodi ima od 300 ppm pa naviše, u vodi generišu provodljivost od oko 600 μS/cm 

(mikroSimensa po santimetru). Propisani i opšte prihvaćen standard o kvalitetu laboratorijske 

vode je dalo Američko društvo za testiranje i materijale (American Society for Testing and 

Materials - ASTM) koje laboratorijsku vodu deli u tri tipa: 

• Tip III: voda koja je dobra za pranje laboratorijskog posuđa, s tim što poslednje 

ispiranje sudova mora biti sa vodom s kojom će se raditi određeni eksperiment ili 

postupak. 

• Tip II: voda koja se koristi za eksperimente u biomedicini (histohemija, imunohemija) 

• Tip I: voda koja se koristi za analitičke svrhe, kliničku hemiju, elektzroforezu i slično. 

Pored ovih tipova vode koristi se i čistija voda za specijalne svrhe, pre svega za naučnoistraživački 

rad i za nju nema standardnih propisa. 

Tabela 5.3 Specufikacija za laboratorijsku vodu prema ASTM standardu 

ASTM Tip vode I II III 

Provodljivost na 25°C (μS/cm) 0,056 1,0 0.25 

Otpornost na 25°C (MΩxcm.) 18,2 1,0 4,0 

Ukupni SiO 2 (μg/L) 3 3 500 

Ukupni organski ugljenik, TOC (μg/L) 50 50 200 

Cloridi (μg/L) 1 5 10 

Natrijum (μg/L) 1 5 10 

5.4.2 Čistoća vode izražena preko provodljivosti i otpornost 

U osnovi provodljivost je mera elektroprovodljivosti vode na 25°C izražena u Simensima ili 

mikroSimensima na santimetar (μS/cm). Što je manje rastvorernih neorganskih soli u void to 

je provodljivost (konduktanca) manja, odnosno voda je čistija. Najčistija voda prema ASTM 

standard je voda tipa I koja ima provodljivost 0,056 μS/cm. 

Otpornost vode je mera električne otpornosti vode izražena u Omima ili mikroOmima na 

santimetar (MΩ*cm). Što je manje rastvoerenih neorganskih soli u void to je otpornost vode 


48

veća, pa samim tim je veća i njena čistoća. Najčistija voda prema ASTM standard je voda tipa 

I koja ima otpornost 18,2 MΩ*cm. 

Provodljivost i otpornost vode se nalaze u obrnutoj srazmeri, recipročna vrednost 

provodljivosti je otpornost: 

Provodljivost = 1/Otpornost (0,055 = 1/18,2). 

5.4.3 Kako da prečistiti vodu za laboratorijske svrhe 

Ni jedna metoda za prečišćavanje vode ne može da proizvede laboratorijsku vodu očišćenu od 

svih kontaminanata. Samo kombinacija efektivnih i ekonomičnih metoda može da proizvede 

laboratorijsku vodu zadovoljavajućeg kvaliteta. Za proečišćavanje vode korisiti se nekoliko 

metoda (metode su poređane od jeftinijih ka skupljim): (1) primarni tretman – filtracija, (2) 

UV foto-oksidacija, (3) tretman na jonoizmenjivačkim smolama, (4) membranska filtracija, 

(5) ultrafiltracija (6) reversna osmoza, (7) destilacija i (8) redestilacija. U tabeli 5.4 dat je opis 

efikasnosti pojedinih metoda. 

Tabela 5.4 Kontaminanti i efikasnost metode prečišavanja 

Šta se 

odstranjuje 

Primarni 

tretman – 

filtracija 

na 

aktivnom 

uglju 

Reversna 

osmoza 

Jono 

izmenji 

vački 

tretman 

Ultrafiltracija 

UV fotooksidacija 

Membranska 

filtracija 

Destilacija 

Hlor Odlično Odlično 

Ca / Mg Dobro Odlično Odlično 

Krupne 

čestice 

Odlično Odlično Odlično 

Fine čestice Odlično ¹ Odlično ¹ Odlično Odlično 

Bakterije Odlično Odlično Odlično Odlično Odlično 

Virusi Odlično Odlično Dobro Odlično 

Nukleaze ² Dobro ² Odlično ² Odlično ² Odlično 

Pirogeni Odlično Odlično Odlično 

Rastvorne 

neorganske 

soli 

Rastvorne 

organske 

supstance 

Odlično Odlično Dobro do 

Odlično 

Dobro Dobro Dobro Dobro Dobro do 

Odlično 

Rastvoreni 

Odlično Dobro Dobro 

gasovi 

¹ Mogu da zaguše uređaj za prečišćavanje 

² Za ovaj slučaj kombinacija označenih metoda je naefikasnija, pojedinačno nisu 

najbolje 


49

Primarni tretman ili pred tretman – najčešće se primenjuje kod jako tvrdih voda ili 

tehničke vode primenom jonoizmenjivačkih kolona i korišćenjem aktivnog uglja radi 

uklanjanja hlora, neorganskih soli i nečistoća organskog porekla. 

Destilacija – najstariji poznat metod za pripremu laboratorijske vode, ali i vrlo skup. Troši 

mnogo toplotne energije i troši mnogo vode za kondenzaciju vodene pare. Ovakva voda se 

koristi u laboratorijama manjih kapaciteta i za uobičajene analitičke postupke, ali ako su 

zahtevi analitike visoki i koriste se hemikalije visoke čistoće (chromatografic grade) obična 

destilovana voda nije pogodna jer je „prljava“. 

Redestilacija - poznat metod za pripremu laboratorijske vode visoke čistoće, ali i najskuplji. 

Kao i destilacija troši mnogo toplotne energije i troši mnogo vode za kondenzaciju vodene 

pare. Ovakva voda se koristi u laboratoriskim postupcima gde su zahtevi za čistoću vode i 

hemikalija vrlo visoki kao u analitičkim laboratorijama, molekularnoj biologiji ili 

mikrobiologiji. 

Reversna osmoza (RO) – je postala nezaobilazna metoda za prirpemu laboratorijske vode. 

Iako ova metoda nije efikasna kao jonoizmenjivačka priprema vode ona se koristi jer je jeftina 

i jer se uređaj za RO lako čisti i ponovo koristi. Ova metoda se često nadopunjuje tretmanom 

vode sa UV zračenjem (254nm) koje vrlo efikasno eliminiše sve žive mikroorganizme. Često 

se RO i UV tretman koriste kao predtretman za pripremu ultračiste vode. 

Dejonizacija – je vrlo efikasan metod za uklanjanje svih vrsta soli iz vode. U slučaju 

pripreme ultračiste vode koristi se upravo ova metoda, a kao ulazna voda koristi se prethodno 

pripremljena voda metodom RO i UV ili destilovana voda. Primenom jonoizmenjivačkih 

smola koje su pripremljene baš u svrhu pripreme ultračiste vode postiže se 

elektroprovodljivost od svega 0.055 μS/cm. Ultračista voda se nakon toga prečišćava sa 

aktivnim ugljem da bi se odstranile organske suspstance čija koncentracina ne sme da pređe 

10 ppb organskog ugljenika mereno TOC-em (TOC – uređaj za merenje ukupnog organskog 

ugljenika – Total Organic Carbon). Ovako pripremljena voda koristi se za finalno ispiranje 

staklarije i za analitičke potrebe, na primer, za AA, HPLC, ICP, GC, TOC i slično. 

Ultrafiltracija – je poseban tretman vode značajan za biomedicinske laboratoriske svrhe jer 

uklanja bakteriske toksine, makromolekule, viruse, bakterije ili koloidne čestice. Ovakva voda 

se često koristi za elektroforezu ili za uzgajanje laboratoriskih kultura. 

UV foto-oksidaciaja – poseban postupak sa UV lampom (185/254nm) koji je vrlo efikasan 

kod uništavanja (oksidacije) malih organskih molekula bakterija i virusa. Posledica ovakvog 

tretmana vode je da se dobija voda sa mane od 5 ppb organskog ugljenika mereno TOC-em. 

Sterilizaciona filtracija – poseban vid ultrafiltracije koji otklanja sve čestice, viruse i 

bakterije koje su veći od 0.2μm. Za ovaj postupak se koristi dejonizovana voda tip I (18.2 

MΩcm). 

Kod donošenja odluke koji tip vode vam treba uvek vodite računa, na prvom mestu, za šta 

vam laboratoriska voda treba, na drugom mestu, koliko vam takve dode treba, a tek na trećem 

mestu koliko sve to košta. 


50

procesi prerade i dorade vode - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?