SPOSOBY POZYSKIWANIA WODY PITNEJ

Celem niniejszego artykułu jest zaprezentowanie możliwych sposobów pozyskiwania wody zdatnej do picia lub mycia.
Poniższe zestawienie zawiera zarówno bardzo proste sposoby zalecane w literaturze poświęconej sztuce survivalu jak i pobieżną prezentację metod przemysłowych. Autor miał na względzie, że w obliczu katastrof i klęsk żywiołowych, w wypadku których kluczowym zagadnieniem staje się problem wody pitnej, nie zawsze musimy być pozbawieni pewnych podstawowych narzędzi, które mogą umożliwić nam zastosowanie nieco bardziej zaawansowanych technik. Naszego naturalnego środowiska nie stanowi bowiem dżungla, tylko miasto bądź wieś, gdzie nie trudno o silnik, rurę czy pompę.
Wypada mi zaznaczyć, że prezentowanej wiedzy nie testowałem osobiście w praktyce i nie gwarantuję, że wszystko się od razu będzie udawało pomyślnie. Starałem się jednak podpierać rzetelną literaturą i uważam, że wiele z tych pomysłów przy odrobinie wyobraźni jest całkowicie możliwych do realizacji w rzeczywistości.
Nigdy nie można do końca przewidzieć kiedy znajdziemy się w sytuacji kryzysowej i czym będziemy wówczas dysponowali. Pewnym jest jedynie, że naszym największym atutem będzie nasza wiedza, która zaadaptowana na potrzeby konkretnej sytuacji może nam ocalić życie. Z tego powodu w niniejszym przeglądzie przedstawiam również sposoby wymagające czasem trudno dostępnych związków chemicznych czy narzędzi, bądź odnoszące się do egzotycznych warunków, nieprzydatne w naszym kraju. Nigdy jednak nie wiadomo gdzie nas los rzuci i co będziemy mieli pod ręką.
Woda jest w wielu sytuacjach najpilniejszą potrzebą człowieka. Bez wody jesteśmy w stanie przeżyć jedynie 2 - 3 dni. Dzienne zapotrzebowanie człowieka na wodę wynosi ok. 2 - 3 litrów, w zależności oczywiście od wysiłku, temperatury, wilgotności powietrza. Wymioty i biegunka zwiększają odwodnienie. Utratę wody można ograniczyć przez unikanie wysiłku, zaniechanie palenia tytoniu, unikanie przegrzewania się, unikanie jedzenia, spożywania alkoholu, oddychanie nosem, a nie ustami. W sytuacjach kryzysowych wodę pijemy małymi łykami. Nie pijmy dużymi haustami po dłuższym okresie bez wody, bo możemy wywołać wymioty.
Należy pamiętać o tym, aby zawsze, gdy to tylko możliwe, bez względu na zastosowanie innych sposobów uzdatniania, przegotować wodę przed spożyciem. Wodę powinno się gotować co najmniej 8 min, choć korzystnie jest 30 min. Jest to złota reguła uzdatniania wody i jeżeli będziemy jej zawsze przestrzegać to już będzie dobrze.
Aby pozyskać wodę czystą musimy najpierw mieć wodę brudną. Im czystszy i bezpieczniejszy biologicznie i chemicznie będzie nasz surowiec tym łatwiej uzdatnimy go do picia i tym mniejsze będzie ryzyko zatrucia się oczyszczoną wodą. Najczystszym surowcem jest deszczówka, której na ogół w ogóle nie trzeba oczyszczać przed spożyciem. Jedyna sytuacja, którą sobie wyobrażam, w której deszczówka mogłaby być zanieczyszczona to:
- emisja niebezpiecznych gazów lub par np. w wyniku wypadku w czasie transportu albo uszkodzenia instalacji przemysłowej; w czasie deszczu niebezpieczne zanieczyszczenie ulega absorpcji w wodzie; najniebezpieczniejszymi zanieczyszczeniami będą w tym przypadku chlor, amoniak, siarkowodór, tlenki siarki, tlenki azotu, mieszające się z wodą substancje organiczne;
- erupcja wulkaniczna, ewentualnie potężny pożar (lasu lub stepu), w wyniku których dojdzie do zanieczyszczenia deszczówki popiołem, gazami spalinowymi oraz ewentualnie innymi zanieczyszczeniami gazowymi związanymi z aktywnością wulkaniczną;
- zagrożenie nuklearne, w wypadku którego nie mając zabezpieczonych w schronach zapasów wody może okazać się niezwykle trudną sytuacją.
Po deszczówce kolejne, jeśli idzie o czystość, będą wody płynące. Im szybciej i burzliwiej płynie woda tym jest lepiej natleniona, a im jest lepiej natleniona tym jest czystsza. Zawdzięczamy to aerobowym mikroorganizmom. Wody stojące są zdecydowanie niebezpieczniejsze. Najpopularniejsze skażenia z jakimi możemy mieć do czynienia to:
- skażenie przez szambo - bardzo niebezpieczne biologicznie;
- skażenie wywołane obecnością martwych ciał zwierząt, w szczególności ludzi (zalanie cmentarza); strumień z którego zamierzamy czerpać wodę warto jest spenetrować w górę pod tym kontem; w wypadku natrafienia na umiarkowanie rozłożone ciało należy je usunąć ze strumienia i najlepiej spalić, strumień sam oczyści się stosunkowo szybko; w wodach stojących należy spenetrować pod tym kątem dno; podobnie jak w poprzednim przypadku występuje bardzo wysokie zagrożenie biologiczne;
- skażenie chemiczne: najpopularniejsze toksyny to benzyna, ropa, rozpuszczalniki, detergenty, pestycydy, wszelkie lekarstwa; barwniki, w szczególności chrom; w wypadku możliwości skażenia wody ze źródła przemysłowego możemy mieć do czynienia z praktycznie dowolnym zagrożeniem.
Szczególne źródło wody stanowi woda morska, która poza tym, że zawiera sól jest praktycznie doskonała. Podobne źródło wody może stanowić własny (bądź cudzy) mocz. Po oddestylowaniu woda z tych płynów będzie nadawała się do picia.
W tym miejscu chciałbym zestawić różne przedmioty codziennego użytku, dzięki którym można próbować realizować zaproponowane przeze mnie sposoby:
1. Naczynia: istotne jest aby były wykonane z mało reaktywnego chemicznie materiału. Chodzi o to, że jak będziemy przechowywać wodę w drewnianym cebrze czy skórzanym bukłaku to należy się spodziewać, że po pewnym czasie przejdzie nam do tej wody masa nieciekawych zanieczyszczeń. Najdoskonalsze naczynia byłyby wykonane ze stali kwasoodpornej, szkła itp. Ważne jest aby zawsze móc zapewnić ich czystość oraz aby nie dopuścić do kontaktu z substancjami niebezpiecznymi (np. farbą, którą byłoby pokryte nasze naczynie lub metalem ciężkim, w szczególności ołowiem). Naczynia wykonane ze stali kwasoodpornej to grile dobrej jakości. Polecić poza tym należy wszelkie emaliowane garnki, naczynia używane na co dzień w kuchni, emaliowane, żeliwne wanny, zlewozmywaki (po doszorowaniu), blaszane puszki. Naczynia miedziane oraz powlekane metalami szlachetnymi będą odpowiednie dla przedsięwzięć, w których z pewnych względów mamy do czynienia z wodą o kwaśnym odczynie. Przy braku innych możliwości rolę naczynia może spełniać również pusty kokos, kawałek bambusa, wydrążona gałąź, worek foliowy, wyłożony folią, pałatką czy plandeką dół w ziemi czy wręcz prezerwatywa. Proste naczynia ceramiczne można próbować wypalać z gliny. Należy mieć na uwadze, że samo wsadzenie do ogniska to tylko przyspieszone suszenie, a nie właściwe wypalanie, w skutek którego zachodzą reakcje, których produktem jest wartościowa ceramika. Do wypalania gliny potrzebny jest piec i temperatura rzędu 1000°C lub wyższa.
2. Przewody: czyli szeroko pojęte rury do łączenia naczyń. W tej grupie znajdą się przede wszystkim rury stalowe, rury miedziane, rury z tworzyw sztucznych (jak PCV), które pozyskać możemy z naszych domowych instalacji sanitarnych. Oczywiście przed stosowaniem ich do oczyszczania wody należy je bezwzględnie umyć i wyjałowić. Inny rodzaj przewodów, o wiele prostszych w obróbce stanowią wszelkie gumowe węże, silikonowe rurki, plastykowe słomki itp. W ostateczności stosować możemy dłubane drewniane koryta, dętki, paski do spodni (niekiedy puste w środku), izolację ściągniętą jakimś cudem w całości z grubych przewodów elektrycznych.
3. Uszczelnienia: ograniczają straty wody i pozwalają na pracę naszej aparatury pod ciśnieniem wyższym niż atmosferyczne. Stosować można różne rozwiązania gumowych uszczelek wycinanych z miękkiej gumy, glinę, kit, wosk, żywice naturalne, taśmę klejącą, folię czy miękki plastyk. Pojedyncze dziury w zbiornikach zatykać za pomocą klinów (np. drewnianych) owiniętych nieprzepuszczalną dla wody substancją (np. gumą, folią itp.). Oczywiste jest zastosowanie budowlanego silikonu, akrylu czy klejów, o ile takimi dysponujemy. Z klejami uważać - mogą być toksyczne.
4. Pompy:

budowa i zasada działania ogólnodostępnych w gospodarstwie pomp jest oczywista. Jak ją mamy to świetnie, jak nie - to raczej sami jej nie zbudujemy, ponieważ pompa to urządzenie, które z definicji podnosi ciśnienie wody. Utrzymanie tego ciśnienia wymaga odpowiednich uszczelnień, którymi nie będziemy dysponowali. Jedyne, co przychodzi mi do głowy, to jakaś wariacja na temat podajnika kubełkowego, przedstawiona na rys. PODAJNIK KUBEŁKOWY, który zbudować można na bazie szeregu naczyń zamocowanych najlepiej na jakimś łańcuchu, w szczególności połączonych łańcuchach rowerowych.
Dzięki takiemu rozwiązaniu można transportować wodę do góry kosztem energii mechanicznej. Jeżeli sami mielibyśmy napędzać ten mechanizm to równie dobrze możemy nosić te wiadra na plecach, ale zdarzyć się może, że będziemy dysponowali energią mechaniczną np. ze strumienia (wodospadu), wiatru czy wreszcie z silnika spalinowego bądź elektrycznego.
5. Silniki: mogą napędzać nam urządzenia takie jak pompy i wykonywać za nas rozmaite rodzaje pracy. Znajdują się nie tylko w pojazdach - są częścią bardzo wielu współczesnych urządzeń domowych takich jak pralka, mikser czy magnetowid. Silnik to urządzenie, które zamienia jakąś postać energii w energię mechaniczną. Na nasze potrzeby wyróżnić możemy silniki:
- spalinowe, które zapewnią nam dopływ pracy, o ile tylko będziemy mieli do nich paliwo; w grupie tej mieszczą się rozmaite silniki na węgiel czy drewno, tak popularne jeszcze przed powiedzmy stu laty... ;
- elektryczne, które oczywiście wymagają prądu;
- mechaniczne, np. napędzane siłami natury - wiatrem, bystrym strumieniem, doskonałym napędem jest wodospad, czy wreszcie nasze własne mięśnie - np. rower.
6. Wymienniki ciepła: to aparaty przydatne wówczas, gdy w naszym procesie musimy doprowadzić do wymiany dużego strumienia ciepła - np. odparowanie i skroplenie w czasie destylacji. Aby nasz wymiennik ciepła był skuteczny musi spełniać dwa warunki - być wykonany z materiału dobrze przewodzącego ciepło (wszelkie metale, w szczególności stal, miedź, żeliwo) oraz powinien mieć dużą powierzchnię (żebra, kolce, płytki, igły, dowolne nieregularne kształty). Najważniejsze dostępne wymienniki ciepła to kaloryfer i chłodnica samochodowa. Wymienniki ciepła znajdują się również we wnętrzu pieców. W lodówkach, chłodziarkach i zamrażarkach znajdują się po dwa wymienniki ciepła: jeden w środku i drugi na ogół gdzieś z tyłu. Można sobie również wyobrazić pewne niskowydajne rozwiązania z wykorzystaniem radiatorów (np. z komputera, czy magnetowidu). Jeżeli w wymianie ciepła uczestniczy płyn (ciecz lub gaz) to będzie ona zintensyfikowana dzięki mieszaniu tego płynu za pomocą mieszadeł, mikserów czy wiatraków.
7. Piece:

stanowią rodzaj reaktora, w których zachodzi reakcja spalania. Do spalania potrzebna jest wysoka temperatura i tlen. Dobre piece zapewniają jedno i drugie. Pozwalają na generowanie wysokich temperatur, które umożliwiałyby np. wypalanie gliny. Jedyny materiał, którego można użyć do własnoręcznej budowy pieca to cegły i stal. Cegły możemy sami wyprodukować z gliny, która utwardzi się w czasie eksploatacji pieca. Najprostszy schemat pieca przedstawia rys. PIEC
Należy zwrócić uwagę na wlot powietrza umieszczony na dole aparatu. Powietrze w większości pieców zasysane jest przez naturalny ciąg wytwarzany przez różnicę gęstości gorącego i zimnego powietrza.
8. Grzałki: elektryczne, doskonale nadają się do dostarczania ciepła do wody. Gotowe grzałki znajdują się w czajnikach bezprzewodowych i pralkach. W spirale grzewcze wyposażone są piekarniki elektryczne, farelki, prodiże, żelazka itp.
9. Źródła prądu - przy braku dostarczania energii elektrycznej z sieci ratują nas generatory, wyposażone w silnik napędzany na ogół paliwem. Potencjalne źródło prądu stanowią również akumulatory samochodowe. Nie widzę możliwości praktycznego zastosowania dynam czy ogniw własnej konstrukcji do oczyszczania wody.
10. Lampy UV: często są spotykane jako oświetlenie dyskotekowe, poza tym w urządzeniach do sprawdzania pieniędzy i dokumentów. Światło ultrafioletowe ma właściwości bakteriobójcze. Niestety większość z tych lamp nie będzie emitowała światła o przydatnej długości (komercyjnie stosowane lampy emitują stosunkowo długie fale UV). Jeżeli jednak ktoś skąd wytrzaśnie lampę rtęciową to jest to doskonałe narzędzie do odkażania. Jeżeli nie wiemy z jaką lampą mamy do czynienia, to i tak warto ją zastosować, bo światło UV naszej wodzie z pewnością nie zaszkodzi.
11. Inne naczynia i narzędzia. Należy tu zwrócić uwagę na pralkę, która wytwarza dużą siłę odśrodkową w bębnie, która może być wykorzystywana np. jako siła napędowa filtracji. Bęben pralki jest doskonale przystosowany do filtrowania - w pewnym sensie do tego właśnie został zaprojektowany. Jeżeli przyjdzie nam oczyszczać wodę na drodze jakiejkolwiek reakcji chemicznej pamiętajmy, że wzrost temperatury gwałtownie przyspiesza szybkość reakcji (można przyjąć w wielkim uproszczeniu, że już wzrost temperatury o 4°C dwukrotnie przyspieszy reakcję chemiczną). Poza tym mieszanie płynów przyspiesza wymianę masy i ciepła w nich zachodzące, dzięki czemu realizowane procesy w tym samym czasie zachodzą w większym stopniu. Stosować możemy dowolne mieszadła, od łyżeczki po turbinę.
12. Kwasy i zasady. Bezpieczną dla człowieka zasadą dostępną w warunkach domowych jest soda oczyszczona (proszek do pieczenia). Odczyn zasadowy wykazuje również roztwór popiołu i startego na drobny pył szkła. Często dostępna jest również soda kaustyczna, zawarta w środkach sanitarnych (NaOH), należy jednak pamiętać, że jest to substancja bardzo niebezpieczna, wywołująca oparzenia. Substancją niebezpieczną jest również wapno gaszone (Ca(OH)2), które także stanowi silną zasadę. Otrzymuje się je przez kontaktowanie z wodą węglanu wapnia (CaCO3) albo tlenku wapnia CaO, pospolitych materiałów budowlanych. Kwasami "spożywczymi" jest ocet i kwasek cytrynowy (zawarty w soku cytryn). Często jest również dostępny kwas siarkowy (akumulatory samochodowe) - substancja niebezpieczna.

Poszukiwanie wody
Wody należy szukać w zagłębieniach dolin, dokąd ścieka ona grawitacyjnie. Jeśli nie widać jej na powierzchni, należy kopać w miejscach porośniętych bujną roślinnością. Również kopanie na dnie rowów i kanałów może być zwieńczone sukcesem, zwłaszcza na terenach żwirowatych. W górach należy szukać wody w rozpadlinach. Na brzegu morskim należy kopać w miejscu położonym powyżej przypływu, zwłaszcza jeżeli są tam wydmy piaskowe istnieje szansa znalezienia warstwy słonawej przefiltrowanej wody, unoszącej się na cięższej od niej wodzie słonej. Kopać należy tam, gdzie znajduje się roślinność. Trzeba dokopać się do mokrego piasku i pozwolić wodzie się zebrać. Na brzegu najlepiej wodę czerpać z ujść małych rzek (są czystsze od dużych). Należy również szukać wody ściekającej ze ścian skalnych, o czym świadczyć mogą rosnące mchy i paprocie.
Samo morze stanowi obszar, gdzie człowiek jest szczególnie narażony na brak wody. Nawet jeżeli dysponujemy jej większą ilością należy nią racjonalnie dysponować. Do chłodzenia się można wykorzystywać wodę morską i wiatr. Ryby i tłuszcz wymaga do trawienia więcej wody niż cukier i inne węglowodany. Deszczówkę należy zbierać zawsze, kiedy się trafi ku temu sposobność. Woda pitna może stanowić dobry balast w łodziach pneumatycznych. Na tratwach ratunkowych znajdują się destylatory słoneczne, które należy nastawić od razu. Do dyspozycji są również zestawy odsalające, których używamy tylko wówczas, gdy pogoda nie sprzyja destylacji słonecznej.
Należy być podejrzliwym w stosunku do wszelkich oczek wodnych, wokół których nie ma roślinności, znajdują się kości zwierzęce lub widoczne są ślady krystalicznych minerałów.
Doskonałym źródłem wody pitnej jest deszczówka i śnieg. Tylko w nielicznych sytuacjach mogą one ulec poważnemu zanieczyszczeniu. Deszczówkę trzeba zbierać z dużych powierzchni za pomocą płacht, folii, blachy, papy, do wyłożonego gliną dołu itp. Zbiornik/naczynie z wodą zawsze trzeba zamykać.
Warto również zbierać rosę, która wykrapla się przy dużych różnicach temperatury w dzień i w nocy. Rosę zbieramy na płachty, albo za pomocą czystych ściereczek, którymi np. możemy owiązać sobie kostki i chodzić po zaroszonej trawie.
Woda szybciej wytapia się z lodu niż ze śniegu (śnieg jest dobrym izolatorem termicznym i utrudnia wymianę ciepła). Korzystając z lodu morskiego należy pamiętać, że świeży lód zawiera sól i nie nadaje się bezpośrednio o picia. Ma on kolor mlecznobiały i szorstką powierzchnię. Stary lód ma kolor niebieski, zaokrąglone krawędzie i wygładzoną powierzchnię.
Wodę możemy pozyskać z roślin. Wystarczy tylko umieścić zieloną gałąź w foliowym worku i szczelnie zamknąć. Liście nie powinny dotykać do folii. Nawet odcięta gałąź odda w ten sposób nieco wody (korzystniej jednak jest stosować ten sposób na gałęziach żywych). Niektóre rośliny tworzą naturalne zbiorniki wodne (jak np. dzbanecznik, kapturnicowate czy pielgrzan). Dużo wody zawarte może być w pędach o grubości powyżej 5 cm. Aby ją zebrać robimy nacięcie wysoko na pędzie i obcinamy dół pędu. Wodę zbieramy do jakiegoś naczynia - nie pijemy bezpośrednio dotykając ustami, bo taki kontakt może wywołać reakcję uczuleniową. Unikamy białego, lepkiego soku, który na ogół jest trujący. Nacięcie pędu na górze ma zapobiec zasysaniu wody do góry przez siły kapilarne.
Możemy próbować pozyskać wodę z dużych, bulwiastych korzeni. Należy je obrać i pociąć na kawałki lub utłuc.
Soki wielu palm również nadają się do picia ( w szczególności palmy kokosowej). Do picia nie bardzo nadaje się mleko kokosowe z dojrzałych owoców, gdyż może wywołać biegunkę. Zbierać można również sok z brzozy. Sok zbieramy nacinając młode pędy i podstawiając pod nie naczynie/nasadzając butelkę.
Woda znajduje się również w pędach i owocach kaktusów. Nie zawsze jednak nadaje się do picia. Wodę zbieramy przez odcięcie górnej części rośliny i wybranie miękiszu ze środka.
Wodę można też wyciskać z niektórych zwierząt, jak np. żaby. Duże ryby magazynują wodę w okolicy kręgosłupa.

Sedymentacja
Najprostszy, wstępny sposób oczyszczenia wody - poczekać, aż brud osiądzie na dnie i zlać czyste z góry.

Filtracja
Filtracja polega na oczyszczaniu cieczy z zanieczyszczeń w postaci cząstek ciała stałego przez wytworzenie przepływu przez porowatą przegrodę filtracyjną pod wpływem różnicy ciśnień panującej przed przegrodą i za przegrodą. Ta różnica ciśnień może być wywołana przez:
- ciśnienie hydrostatyczne słupa wody;
- pompę;
- siłę odśrodkową w wirówce.
Przegrodę filtracyjną może stanowić powierzchnia, na której osadza się zanieczyszczenie lub porowata warstwa materiału filtracyjnego. Wyróżniamy odpowiednio filtrację powierzchniową i filtrację wgłębną. Filtracja jest procesem okresowym, co oznacza, że po pewnym czasie musimy go przerwać, oczyścić układ filtracyjny ze zdeponowanego zanieczyszczenia i znowu uruchomić cały proces. Jest to również proces dynamiczny - zmieniają się jego główne parametry: rośnie zarówno sprawność procesu jak i ciśnienie potrzebne do przetłoczenia wody. Jest to spowodowane tworzeniem się tzw. placka filtracyjnego (dla filtracji powierzchniowej) lub zapełnianiem wolnych przestrzeni warstwy filtracyjnej (dla filtracji wgłębnej).

Filtracja wgłębna

Polega ona na usuwaniu cząstek fazy stałej z przepływającej przez porowatą warstwę filtrującą zawiesiny. Warstwę filtrującą może stanowić piasek, żwir, włókna, kawałki materiału, tłuczone szkło, skała czy ceramika, koks, żużel czy filc. Stosowane w przemyśle materiały mają średnicę 0,15 - 3 mm. Wysokość warstwy wynosi 0,6 - 1,2 m. W czasie tego procesu nasza warstwa filtrująca powoli się "zatyka". Wydzielane z wody ciała stałe zajmują wolne przestrzenie w porowatej warstwie. Filtracja staje się coraz skuteczniejsza z punktu widzenia oczyszczania (deponują się coraz drobniejsze cząstki zanieczyszczeń, deponuje się coraz większy ich udział), jednak z drugiej strony woda płynie coraz wolniej, co jest spowodowane wzrostem ciśnienia koniecznego do przetłoczenia wody przez warstwę. O ile dysponujemy taką możliwością możemy się wspomagać pompą lub sprężarką, która podniesie ciśnienie powietrza znajdującego się nad wodą. Jednak i tak w końcu będziemy musieli przerwać nasz proces i wymienić naszą warstwę. Jeżeli była ona wytworzona z substancji niepalnej (piasek, ceramika), a zdobycie nowego materiału na warstwę stanowi problem, to możemy odzyskać poprzedni materiał wypalając go w ogniu.

Ponieważ duże zanieczyszczenia, które deponują się na samym początku, zatkałyby szybko nasz filtr, podczas gdy małe wymagają drobnego materiału warstwy, aby ulec depozycji, opłaca się zatem stosować niejednorodne warstwy, które na szczycie posiadają warstwę z np. stosunkowo dużych kawałków szkła, niżej żwirek i drobne szkło a jeszcze niżej drobny piasek. Taką warstwę musimy umieścić na odpowiednim nośniku - jakiejś mocnej tkaninie, sicie itp., który to nośnik nie musi sam brać udziału w filtracji a ma za zadanie jedynie utrzymać warstwę filtracyjną. Jak już wspomniałem, możemy stosować pompy do przetłaczania wody przez warstwę lub też korzystać wyłącznie z hydrostatycznego ciśnienia słupa wody.

Dysponując wyższym naczyniem możemy wykorzystać wyższy słup wody, który wytworzy wyższe ciśnienie. Przykładowe rozwiązania filtrów wgłębnych przedstawiają rysunki po lewej stronie: FILTR, FILTR Z POMPĄ
Najprostszy układ zalecanej w ekstremalnych sytuacjach filtracji trzystopniowej przedstawia rys.: FILTR 3 STOPNIOWY.

Filtracja powierzchniowa
Jak wspomniano wcześniej, polega na filtracji na powierzchni filtracyjnej, którą może stanowić np. tkanina. Można eksperymentować z różnymi filtrami z odkurzacza, jednak wiele z nich, jako przeznaczonych do filtracji gazów nie będzie działała. Na początku sprawność filtracji jest niska. W toku procesu wytwarza się warstwa zanieczyszczeń na tkaninie, zwana plackiem filtracyjnym i to na niej dopiero zachodzi właściwa filtracja. Oczywiście odpowiednio wzrasta również ciśnienie konieczne do przetłoczenia wody, ze względu na co po pewnym czasie filtrację musimy przerwać i oczyścić naszą przegrodę.

Metody chemiczne
Procesy chemiczne stosowane najczęściej do oczyszczania wody to:
- zobojętnianie;
- utlenianie chemiczne;
- redukcja chemiczna;
- strącanie.

Neutralizacja
Jest to proces polegający na doprowadzeniu pH oczyszczanej wody do wartości 6 - 8, czyli do odczynu obojętnego. Kwasy zobojętniamy zasadami i na odwrót. Stosowanymi zasadami mogą być NaOH, Ca(OH)2, Na2CO3, NaHCO3, CaCO3, CaO. Zasady zobojętniamy z użyciem: H2SO4, HCl lub (b. korzystnie) za pomocą pochodzącego ze spalin CO2. Dwutlenek węgla dostarczony do roztworów zasadowych ulega absorpcji z reakcją chemiczną, prowadzącej do zobojętnienia, jednak jego ewentualny nadmiar nie zakwasi nam oczyszczanej wody.

Utlenianie
Ma najprawdopodobniej największe znaczenie. Pozwala rozłożyć bądź usunąć szeroką gamę zanieczyszczeń zarówno organicznych jak i nieorganicznych. Polega na tym, że dostarczamy do oczyszczanej wody utleniacza, który ulega redukcji reagując z usuwanym zanieczyszczeniem. Ze względu na stosowane utleniacze procesy utleniania możemy podzielić na:
- chlorowanie, gdzie używaną substancją może być: chlor gazowy, woda chlorowa (czyli wodny roztwór chloru), podchloryny (najskuteczniejsze, najbezpieczniejsze), czyli sole kwasu podchlorawego np. NaOCl lub Ca(OCl)2, wapno chlorowane, dwutlenek chloru. Są to substancje bardzo trudno dostępne ze względu na to, że gazowy chlor jest substancją bardzo niebezpieczną. Drogą chlorowania m.in. usuwa się cyjanki, których obecność można podejrzewać w wypadku ryzyka zanieczyszczenia wody przez zakłady obróbki lub przetwórstwa metali.
- ozonowanie, omówione w osobnym akapicie;
- inne substancje stosowane w wyjątkowych sytuacjach - nadmanganian potasu KMnO4, którego można używać tylko przez krótki czas i w wyjątkowych sytuacjach, w bardzo małych ilościach, jod i jego związki, stosowane w tabletkach do oczyszczania wody ( które z całego serca wszystkim polecam). W warunkach domowych do odkażania wody przez utlenianie możemy użyć 2-6 kropli wybielacza lub jodyny na litr wody. Ewentualnie ok. łyżeczki wody utlenionej.

Dezynfekcja
Ma na celu usunięcie bakterii, zwłaszcza tych chorobotwórczych. Właściwości dezynfekujące mają opisane wyżej utleniacze. Oprócz wymienionych tam związków stosować można:
- brom, z którym jednak wiąże się ryzyko poparzenia i który nadaje wodzie nieprzyjemny zapach;
- srebro w postaci jonowej Ag+, które nie zmienia smaku i zapachu wody. Woda przepływa w tym procesie przez nośnik, na który naniesiono warstwę srebra. Wypełnieniem jak zwykle może być piasek, porcelana i wszelka ceramika, węgiel aktywny, koks itp.;
- promieniowanie UV: w celu skutecznej dezynfekcji trzeba doprowadzić ok. 300 J/m2 energii w postaci takiego promieniowania, najkorzystniej o długości fali 200 - 300 nm. Źródłem takiego promieniowania są lampy rtęciowe.

Redukcja
Proces ten służy głównie do usunięcia bardzo niebezpiecznego jonu chromu na +VI stopniu utleniania. Na drodze redukcji chrom zmienia postać do jonu Cr3+, który nie jest już niebezpieczny dla człowieka. Źródłem tego zanieczyszczenia mogą być zakłady wulkanizacyjne, garbarskie, zakłady związane z farbami, barwnikami, pigmentami. Redukcję przeprowadza się za pomocą jonu HSO3- w myśl reakcji:
Cr2O72- + 3HSO3- + 8H+ = 2Cr3+ + 3HSO4- + 4H2O
Źródłem jonu SO3- może być gazowy SO2, powstający ze spalania siarki. Środkiem redukującym chrom jest też żelazo na +II stopniu utlenienia np. w postaci FeSO4.

Współstrącanie
Polega na usuwaniu głównie zanieczyszczeń w postaci jonów metali, takich jak Fe, Cr, Ni, Cd, Al przez wprowadzenie do wody CaO, Ca(OH)2, NaOH, Na2CO3. Obecność nowej zasady (a właściwie jonu OH-) powoduje przesunięcie równowagi rozpuszczania w stronę osadu i w rezultacie wytrącenie odpowiedniego wodorotlenku. Po osadzeniu/sedymentacji/filtracji usuwamy z klarownego roztworu wprowadzoną zasadę za pomocą któregoś ze sposobów opisanych dla neutralizacji.

Adsorpcja
Jest to proces polegający na związaniu na powierzchni ciała stałego zanieczyszczeń głównie organicznych. Im gorsza rozpuszczalność zanieczyszczenia w wodzie tym lepsza jego sorpcja (wiązanie) na powierzchni ciała stałego. Wynika to z tego, że zanieczyszczenie "ucieka" z wody i "chowa się" na ciele stałym (przykładami substancji o bardzo małej rozpuszczalności w wodzie są ropa, oleje itp.). Inny mechanizm sorpcji polega na oddziaływaniach fizycznych (np. przyciąganie elektrostatyczne) czy tworzeniu wiązań chemicznych. Najpopularniejszym sorbentem (materiałem, na którym zachodzi sorpcja) jest węgiel aktywny. Sorbenty muszą cechować się bardzo rozwiniętą powierzchnią właściwą. Powierzchnia właściwa węgla aktywnego może wynosić nawet do 1000 m2/g. Wynika to stąd, że jest to ciało o bardzo wysokiej porowatości, zawierające masę maleńkich kanalików, dziurek i szparek, dzięki którym możliwe jest tak duże rozwinięcie powierzchni. Źródłami węgla aktywnego mogą być: paliwa stałe (torf, węgiel), materiał drzewny (wióry, trociny, drewno), materiał roślinny (skorupy, pestki), kości. Produkcja węgla przebiega w dwóch etapach: w pierwszym w warunkach beztlenowych usuwa się z surowca wszelkie lotne związki takie jak żywice czy para wodna. Przebiega on beztlenowo (w zamkniętym naczyniu). Drugi proces to aktywacja węgla w atmosferze CO2, w temp. około 900°C część węgla ulega wypaleniu zgodnie z reakcją:
C+CO2 = 2CO
Innym czynnikiem gazowym stosowanym do aktywacji może być para wodna. Procesy te przypominają w swojej realizacji proces pozyskiwania węgla drzewnego czy średniowieczne sposoby pozyskiwania dziegciu. Przy ogrzewaniu zamkniętych naczyń do tak wysokich temperatur należy uważać, aby nie wybuchły (zostawić małe szparki w charakterze zaworów bezpieczeństwa). Węgiel można również aktywować chemicznie w 200 - 650°C w obecności soli nieorganicznych takich jak węglany, siarczany, azotany (dostępne z nawozów sztucznych) lub w obecności kwasów utleniających takich jak np. H2SO4 czy HNO3. Przed prowadzeniem adsorpcji oczyszczaną wodę musimy wstępnie oczyścić - usunąć z niej osady i oleje (które od razu zablokowałyby mikroszparki i nanodziurki naszego sorbenta), przeprowadzić neutralizację (aby nie podziałać na sorbent agresywnym roztworem kwaśnym/zasadowym). Sam proces realizować można stosując rozdrobniony sorbent tworzący zawiesinę w oczyszczanej cieczy, którą utrzymujemy w zawieszeniu przez ciągłe mieszanie bądź też przez przetłaczanie wody przez warstwę sorbenta (w podobny sposób jak dla filtracji wgłębnej). Te dwa rozwiązania korespondują z rozwiązaniami procesów biologicznych. Po etapie adsorpcji należy wydzielić zużyty adsorbent z zawiesiny i poddać go regeneracji np. przez wypalenie w atmosferze o b. małej zawartości tlenu.

Destylacja

Jest procesem polegającym na odparowaniu i skropleniu wody, co oddziela ją niemal całkowicie od substancji nielotnych. Ogólnie w tym procesie wyróżnić możemy kocioł (naczynie, w którym doprowadzamy wodę do wrzenia doprowadzając do niego ciepło) i chłodnicę (naczynie, w którym skraplamy parę wodną odprowadzając z niej ciepło).
Przykład destylatora przedstawia rys.: DESTYLATOR.

Proces ten możemy również realizować wykorzystując energię słoneczną. Przykład takiego rozwiązania przedstawia rys: DESTYLATOR SŁONECZNY

Wymiana jonowa
Jest to proces, który polega na usuwaniu z wody zanieczyszczeń w postaci jonów. Polega on na tym, że jon będący zanieczyszczeniem jest wiązany przez wprowadzone do wody ciało stałe, a zamiast tego jony wprowadzane są "niegroźne" jony, jak np. H+, Na+, OH- czy Cl-, które były wcześniej związane z tym ciałem stałym. To ciało stałe nazywa się właśnie wymieniaczem jonowym.

Jeżeli usuwa kationy jest kationitem, jeżeli aniony - anionitem. Regeneruje się je odpowiednio rozcieńczonym kwasem i rozcieńczoną zasadą. Zdolności jonowymienne posiadają pewne wulkaniczne skały - zeolity (glinokrzemiany): GLINOKRZEMIAN
W przemyśle stosuje się obecnie syntetyczne żywice jonowymienne. Zeolitów używa się np. jako nośnik nawozów - można próbować je odzyskać przez wypłukanie nawozu (umieścić w szmacianym worku i wsadzić do rzeki na parę dni) lub wypalenie. Później trzeba zregenerować nasz zeolit. Wspomnianymi żywicami są polimery zawierające grupy funkcyjne -COOH, -SH, -OH i -OSO2H, dla kationitów oraz grupy aminowe, dla anionitów. Sama realizacja procesu jest dosyć prosta - wystarczy umieścić wymieniacz jonowy w oczyszczanej wodzie i mieszać.

Ultrafiltracja
Jest to taki proces membranowy, który stanowi taka "podrasowana" filtracja, polegająca na przepływie oczyszczanej cieczy przez membranę - przegrodę o b. małych porach. Naszą membraną może być w warunkach survivalowych membrana na odzież wyprawową/sportową (te wszystkie cudowne materiały kończące się na ogół na tex). Aby przetłoczyć przez nie wodę należy wywołać różnicę ciśnień ok. 10000 - 20000 mm H2O, czyli 10 - 20 m (1 - 2 atm.). Ewentualnie posłużyć się możemy tropikiem do namiotu/podłogą, pałatką czy innym ortalionem. Wszystko zależy od tego jakim materiałem będziemy dysponowali i jakie ciśnienie będziemy w stanie wytworzyć. Jak zwykle w procesach filtracyjnych nasz materiał filtracyjny (membranę) musimy umieścić na jakimś nośniku (sicie, siatce, mocnym materiale (konwencjonalne membrany w ubraniach stanowią stosunkowo delikatny materiał, który nanosi się na nośnik, na ogół w postaci znanego materiału poliamidowego używanego m.in. do szycia plecaków, mundurów itp.)). Wszystkie te procesy nazywam membranowymi z przymrużeniem oka, jednak uznałem, że zasługują na osobny akapit. Oczyszczać w ten sposób powinno się tylko wodę już wstępnie oczyszczoną za pomocą innego sposobu.

Ozonowanie
To chyba najtrudniejszy do zrealizowania w warunkach survivalowych proces, jest on jednak nieoceniony z punktu widzenia oczyszczania cieczy. Ozon to alotropowa odmiana tlenu o wzorze O3. Jest on diablo reaktywny, utlenia wszystko, z czym wejdzie w kontakt (a wiele utlenionych przez niego związków strąca się z wody np. żelazo czy mangan i można je potem odfiltrować), doprowadza do rozpadu dużych, niebezpiecznych cząsteczek, wybija bakterie i inne drobnoustroje, jest jednak bardzo nietrwały - nie można go przechowywać. Aby go wytworzyć potrzeba bardzo wysokich nakładów energii. Zapewnić je mogą światło nadfioletowe (związane raczej z naturalną genezą ozonu) lub (stosowane w przemyśle) wyładowania elektryczne. Ozon można wytwarzać z powietrza lub z tlenu (o ile akurat jest pod ręką). Generator ozonu (naczynie, w którym będzie on powstawał) może mieć budowę uziemionej rury, w środku której umieszczona jest izolowana elektroda, między którymi przyłożona jest różnica potencjałów. I teraz uwaga - napięcie potrzebne do wywołania cichego wyładowania (bez przeskoku iskry), które jest najkorzystniejsze do wytwarzania ozonu jest rzędu kilkudziesięciu tysięcy volt. Niestety jest to trudno osiągalne w warunkach gospodarstwa domowego. Teraz wystarczy tylko osuszyć powietrze (para wodna przyspiesza rozpad ozonu), przedmuchać przez nasz generator (za pomocą wentylatora lub sprężarki) i przez oczyszczaną wodę. Pewnym ułatwieniem jest fakt, że ozon ma wyraźny zapach i łatwo spostrzec jego obecność. I jeszcze jedna uwaga: ozon jest toksyczny - nie wolno nim oddychać, oczyszczona za jego pomocą woda nie zawiera go po pewnym czasie, ponieważ ulega on w niej rozkładowi. Powodzenia.

Metody biologicznego oczyszczania cieczy
Biologiczne oczyszczanie wody to wykorzystanie potencjału matki natury do rozłożenia (utlenienia) zanieczyszczeń. Często może się okazać, że trudne do oczyszczenia zanieczyszczenie wody, które uniemożliwia jej picie jest przysmakiem dla jakiejś bakterii czy innego mikroorganizmu. Ze względu na fakt, iż potencjalnie użyteczne mikroorganizmy występują w wielu naturalnych źródłach, wystarczy umożliwić naszym bakteriom działanie w oczyszczanej wodzie. Może to być bardzo skuteczny pierwszy stopień oczyszczenia wody. Z punktu widzenia oczyszczania wody najkorzystniejsze są bakterie tlenowe - aeroby. Rozkładają one wszystko znacznie szybciej niż bakterie beztlenowe (anaeroby), które z kolei prowadzą rozkład zanieczyszczeń w znacznie wolniejszych procesach fermentacyjnych, których produktami mogą być metan, siarkowodór, amoniak i tym podobne substancje niebezpieczne. Zachodzi zatem potrzeba napowietrzania naszego układu biologicznego. Może się to odbywać albo przez pompowanie powietrza za pomocą sprężarek, albo przez napowietrzanie wody przez wytwarzanie różnego rodzaju spiętrzeń, wodospadów, fontann itp. Jest to najważniejszy warunek tego rodzaju procesów. Realizuje się je na dwa sposoby: