Czym jest parametr TDS?
TDS jest to całkowita ilość wszystkich ruchomych naładowanych jonów w roztworze wodnym, w tym minerały, sole lub metale rozpuszczone w danej objętości wody, wyrażone w jednostkach mg na jednostkę objętości wody (mg/dm3), zwane także częściami na milion (ppm).
Wskaźnik TDS jest bezpośrednio związany z czystością wody i efektywnością systemów oczyszczania wody. Ma wpływ na wszystko, co wykorzystuje wodę, zarówno organiczną jak i nieorganiczną.
Jakie są rodzaje TDS?
- Określenie „rozpuszczone związki stałe” odnosi się do wszelkich minerałów, soli, metali, kationów lub anionów rozpuszczonych w wodzie. Obejmuje wszystko co jest obecne w wodzie poza samą cząsteczką czystej wody (H20) i zawiesinami stałymi.
- Na ogół całkowite stężenie rozpuszczonych związków stałych jest sumą kationów (jonów dodatnio naładowanych) i anionów (jonów ujemnie naładowanych) w wodzie.
- Najbardziej miarodajną metodą pomiaru wartości TDS jest odparowanie wody i zważenie tzw. pozostałości suchej. Części na milion (ppm) to stosunek wagi każdego jonu do cząsteczki wody.
- Wskaźnik TDS oparty jest na pomiarze przewodnictwa elektrycznego (EC) wody. Czysta woda H20 ma praktycznie zerową przewodność.
- TDS na bazie EC oblicza się poprzez przemnożenie EC o współczynnik wynoszący, w zależności od jakości przeważających w roztworze jonów, od 0,5 do 1,0. Zwykle im wyższy poziom EC, tym wyższy współczynnik konwersji w celu określenia TDS.
- Pomimo, że miernik TDS oparty jest na przewodnictwie, TDS i przewodność nigdy nie będą wartościami przeliczanymi, dla różnych próbek wody, w taki sam sposób.
Total Dissolved Solids – wszystkie rozpuszczone związki (ilość).
Pomiar ilości wszystkich związków rozpuszczonych w wodzie.
ppm – parts per milion tj. części milionowe (mg)
ppt – parts per thousand tj. części tysięczne (g)
Podstawowa skala:
1 ppm = 0.001 ppt
1 ppt = 1000 ppm
Aby zamienić jednostki ppm na ppt należy odczyt w ppm podzielić przez 1000
Przykładowo: odczyt 5000 ppm = 5000 ppm/1000 = 5 ppt
Aby zamienić jednostki ppt na ppm należy odczyt w ppt przemnożyć przez 1000
Przykładowo: odczyt 5 ppt = 5 ppt x 1000 = 5000 ppm
Skąd biorą się rozpuszczone związki w wodzie?
- Niektóre rozpuszczone substancje stałe pochodzą ze źródeł organicznych, takich jak liście, muł, plankton, odpady przemysłowe i ścieki. Inne pochodzą z zanieczyszczeń generowanych z terenów miejskich, soli drogowych używanych na ulicy w okresie zimowym, a także nawozów i pestycydów stosowanych na trawnikach i gospodarstwach rolnych.
- Rozpuszczone substancje stałe pochodzą również z materiałów nieorganicznych, takich jak skały i powietrze, które mogą zawierać wodorowęglan wapnia, azot, żelazo, siarkę i inne minerały. Wiele z tych substancji tworzy sole, które są związkami zawierającymi zarówno metal, jak i niemetal. Sole zwykle rozpuszczają się w jonach tworzących wodę. Jony są cząstkami, które mają ładunek dodatni lub ujemny.
- Woda może również zawierać metale, takie jak ołów lub miedź, które są absorbowane podczas przepływu przez wodociągi używane do dystrybucji wody.
Dlaczego należy kontrolować poziom TDS w wodzie?
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi zaleca aby maksymalny poziom przewodności nie przekraczał 2500 µS/cm a więc około 1250 ppm. Przy czym w innych krajach gdy poziom TDS przekracza 1000 mg/dm3 (ppm), uważa się wodę za niezdatną do spożycia przez ludzi. Wysoki poziom TDS może wskazywać na obecność potencjalnie szkodliwych związków. Najczęściej wysokie poziomy TDS są spowodowane obecnością potasu, chlorków i sodu, które nie są szkodliwe dla zdrowia ale w wodzie mogą być rozpuszczone także jony toksyczne, takie jak arsen, kadm, miedz, ołów, nikiel, azotany i inne.
- Bardzo wysoki TDS, ponad 1000 ppm, powoduje niepożądany smak, gorzki lub metaliczny. Może to również wskazywać na obecność toksycznych minerałów.
- W filtrze odwróconej osmozy TDS w graniach 15-25 ppm wskazuje na konieczność wymiany membrany. Nawet najlepsze systemy oczyszczania wody na rynku wymagają stałej kontroli poziomu TDS w celu monitorowania stopnia zużycia wkładów i skuteczności pracy membrany osmotycznej.
- Wysoki TDS zazwyczaj oznacza twardą wodę, która powoduje gromadzenie się w rurach i zaworach osadów, zmniejszających wydajność instalacji i trwałość urządzeń takich jak pralka, zmywarka, piec CO.
- Odpowiedni poziom związków mineralnych jest niezbędny dla życia w środowisku wodnym. Woda w akwarium lub zbiorniku wodnym powinna mieć te same poziomy TDS i pH, co naturalne siedliska ryb.
- W uprawach hydroponicznych kontrola TDS jest najlepszym sposobem pomiaru stężenia składników odżywczych w roztworze wodnym (pożywce), który jest dostarczany bezpośrednio do środowiska korzeni.
- TDS ma zastosowanie w basenach i spa gdzie poziomy TDS muszą być monitorowane, aby zapobiec problemom z utrzymaniem zbiorników wodnych.
- Wysokie poziomy TDS mogą przyczynić się do uszkodzenia urządzeń hydraulicznych, takich jak kotły, zasobniki wody , piece CO, wieże chłodnicze oraz inne.
- Należy pamiętać, że skuteczność systemów oczyszczania wody w usuwaniu całkowitych rozpuszczonych związków stałych zmniejsza się w trakcie eksploatacji, zalecane jest więc monitorowanie skuteczności działania filtra i wymiany w razie potrzeby niezbędnych wkładów.
- Pomiar poziomu srebra koloidalnego w wodzie.
Jak zmniejszyć poziom TDS w wodzie?
- Filtracja na węglu aktywnym (aktywowanym). Adsorpcja to proces, w którym ciało stałe, w tym przypadku węgiel aktywny, używane jest do usuwania substancji rozpuszczonej w wodzie. Węgiel aktywny produkowany jest w specyficzny sposób, tak aby osiągnąć bardzo duże pole powierzchni (pomiędzy 500 – 1500 m2/g). Taka duża powierzchnia sprawia, że węgiel aktywny jest idealnym medium w procesie adsorpcji. Węgiel aktywny powstaje w dwóch formach: węgiel aktywny sproszkowany (PAC) oraz węgiel aktywny w postaci granulatu (GAC). Wersja GAC jest najczęściej stosowana w procesach oczyszczania wody. Węgiel aktywny usuwa z wody bardzo wiele toksycznych związków.
- Odwrócona osmoza. W procesie odwróconej osmozy (ang. reverse osmosis – RO) zanieczyszczona woda przenika przez półprzepuszczalną błonę (membranę). Pod wpływem ciśnienia woda, przechodząc przez membranę z roztworu o większym stężeniu do roztworu o mniejszym stężeniu, zostaje trwale oddzielona od zanieczyszczeń, które są odprowadzane do ścieków.
Odwrócona osmoza w odróżnieniu od spontanicznej osmozy musi zatem zostać wywołana przyłożeniem do membrany ciśnienia o większej wartości i skierowanego przeciwnie niż ciśnienie osmotyczne naturalnie występujące w układzie. Odwrócona osmoza jest podstawą jednej z metod odsalania wody morskiej. Stosuje się też ją do oczyszczana i zatężania ścieków przemysłowych, szczególnie pochodzących z przemysłu spożywczego, papierniczego i galwanicznego. Metoda ta pozwala na odzyskanie wody oraz cennych substancji zawartych w ściekach. Główną zaletą tej metody jest stosunkowo małe zużycie energii gdyż proces zachodzi bez przemiany fazowej.
System odwróconej osmozy jest obecnie najlepszą i najbardziej skuteczną metodą zapewnienia sobie i swojej rodzinie czystej wody spożywczej. Odwrócona osmoza połączona z systemem filtrów osadowych i aktywnych daje wodę pozbawioną wszelkich zanieczyszczeń.
- Destylacja
Proces destylacji polega na doprowadzeniu wody do stanu wrzenia w celu wytworzenia pary wodnej. Następnie para wodna unosi się do ochłodzonej powierzchni, gdzie następuje proces skraplania i zbierania cieczy. Rozpuszczone w wodzie związki stałe nie są odparowywane i pozostają one we wrzącym roztworze.
- Dejonizacja (demineralizacja)
Woda jest przepuszczana między dodatnią a ujemną elektrodą co powoduje oddzielnie od wody jonów dodatnich w kierunku ujemnej elektrody i jonów ujemnych w kierunku dodatniej elektrody. Woda zwykle przechodzi najpierw przez filtr odwróconej osmozy w celu usunięcia niejonowych zanieczyszczeń organicznych.