Minden amit a vízvédelem kapcsán érdemes tudni

A víz szennyezése azt jelenti, hogy károsítjuk az emberi, az állati és a növényi életet, sőt gyakran az élet feltételét vonjuk el. A levegő szennyezése mellett a víz elszennyezése is az a modern jelenség, amivel az iparosodást és a magasabb életszínvonalat kell megfizetnünk. Számos vízforrás esetében az „öntisztulás” már régóta nem elegendő, és így a patakjaink, folyóink és tavaink egyre inkább elszennyeződnek. A talajvizek is elszennyeződnek az ipari és a háztartási szennyvizek következtében, de ezt okozza a túlzott műtrágyázás, a növényvédő szerek alkalmazása és a kőolajszármazékok talajba juttatása (korrózió, az olajleválasztók helytelen üzemeltetése, szállítási balesetek stb.). A természet és a vidék terhelése, beleértve ennek elemeit, a vizet, a talajt és a levegőt, a növényekre, állatokra és emberekre gyakorolt hatása ma már felébresztett egy
környezetvédelmi érzékenységet, anélkül azonban – s ez világjelenség -, hogy lényeges javulás lenne észlelhető. A vízvezeték-szerelőktől el kell várni, hogy a víz védelmével kapcsolatos tudatot erősítsék és az ő feladatuk a felvilágosító munka is, amelynek eredményeként az emberek nem juttatnak a vizekbe – gondolkodás nélkül – nagy mennyiségű szilárd és folyékony hulladékot. A vízvédelem feladata elsősorban a meglévő tiszta vizek megmentése, a víz elszennyeződése elleni harc, a szennyvíztisztító berendezések építése vagy ezek beépítése a meglevő rendszerekbe. A vízvédelem és a vízháztartás ugyanakkor szoros összefüggésben van a természet- és tájvédelemmel.

A víz tulajdonságai

A kémiailag tiszta víz két rész hidrogénből (H ) és egy rész oxigénből (0 ) áll: 2H2 + 02 = 2H20. Kémiailag tiszta víz a természetben nem fordul elő, a víz mindig tartalmaz olyan anyagokat, amelyeket a levegőből vagy a földből vesz fel. A vízből felvett anyagok főként kalcium-, magnézium-, alkáli-, mangán- és vasvegyületek, amelyeket a vízben jelen lévő szénsav tart oldott állapotban. Ezen alkotók adják a víz jellegzetes ízét. Gyakran előfordul, hogy egyik vagy másik alkotó túl nagy vagy túl kis mennyiségben van jelen a vízben, emiatt szükségessé válik a víz előkészítése. Ha egészségre károsító anyagok vannak a vízben, akkor azokat el kell távolítani. A víz három halmazállapotban fordul elő, nevezetesen:

• szilárd (jég),
• folyékony (víz) és
• gőzalakban (vízgőz).
  A víz sűrűsége + 4 °C hőmérsékleten a legnagyobb g = 1,0 kg/dm 3
  A víz fajlagos hőkapacitása (fajhője)…………………. c ss 4,2 kJ/ (kg ■ K)
  Légköri nyomáson (1013 mbar)
  a víz 0 °C hőmérsékleten fagy m eg és
  100 °C hőmérsékleten forr.
  A víz
  olvadáshője………………………………………………………. q « 335 kJ/kg
  folyadékhője…………………………………………………….. i’ « 420 kJ/kg
  párolgáshője…………………………………………………….. r ss 2260 kJ/kg.
  A hőtágulási értékek:
  4… 100 °C-ra melegítéskor (átlagérték)……… 7 « 4,3%
  megfagyáskor……………….. 7 * 9,1% = 1 /1 1

A víz keménysége

A keménységet a vízben oldott kalcium- és magnéziumsók okozzák. Az összkeménység a karbonátkeménységből és a nem karbonát-keménységből tevődik össze. A karbonátkeménységet (korábban változó keménység) a kalcium- és magnéziumhidrogén-karbonátok okozzák. A karbonátkeménység – ezt a hétköznapi nyelvben „mésznek” nevezik – nem hőmérsékletálló, és a melegvíz-tartományban vízkőként kiválik. A karbonátkeménység tehát mértékadó abból a szempontból, hogy a víz a melegítés során vízkőlerakódásra hajlamos. A nemkarbonát-keménység (korábban állandó keménység) okozói az egyéb kalcium és magnéziumsók, mint kloridok, szulfátok, nitrátok stb. A nemkarbonát-keménység a karbonátkeménységgel szemben „normál” oldási viselkedésű, vagyis a hőmérséklet emelkedésével a nemkarbonát-keménységképzők oldékonysága növekszik. Ezek ezért a forró vízből nem válnak ki. Ha azonban a vizet elpárologtatjuk, akkor természetesen a nemkarbonát-keménység is lerakódásként visszamarad. A víz keménységét német keménységi fokban (nk°) adják meg. 1 nk° = 10 m g kalcium-oxid (CaO) = 17,9 m g kalcium -karbonát (mész) 1 liter vízben. A vizet a keménység szempontjából (összkeménység) különböző tartományokba sorolják:
0… 6 nk° igen lágy
6… 11 nk° lágy
1 1 .. . 17 nk° középkemény
1 7 .. . 22 nk° kemény
22 nk° felett igen kemény
A kemény vízben a szappan nem habzik. A víz, amellyel a szappant nehezen lehet lemosni, általában lágy.

pH-érték

A pH-érték a folyadék lúgosságának vagy savasságának mértéke. A pH-érték skálája dimenziómentes és nullától (erős savak) 14-ig (erős lúgok) tart. A pH = 7 a semleges tartomány. A vízkémiában lényegében az 5… 9 pH-tartomány az érdekes. pH = 7 semleges víz pH < 7 savas víz pH > 7 alkalikus (lúgos) víz

Lerakódások

A vízből és/vagy a víz és a szerkezeti anyag közötti kölcsönhatásból származó,
nehezen oldható reakció termékek a következők:

• vízkő: 100 °C hőmérséklet alatt keletkező lerakódás, amely főként kalciumkarbonátból áll (mész);
• kazánkő: 100 °C feletti hőmérsékleten keletkező lerakódás, amely kalciumkarbonáton kívül különböző mennyiségben tartalmaz kalcium-szulfátot (gipsz) és szilikátokat.

Vízelőkészítés

A vízminőségek sokrétűsége, valamint a rendelkezésre álló eljárások nagy száma miatt a helyes vízelőkészítés célirányos kiválasztása rendkívül bonyolult feladat, ezért célszerű vízelőkészítő szakemberekkel megterveztetni. A hibás vízelőkészítés akár többet ronthat, mint amennyit javít. Alapvető előkészítő eljárások:
a) vízkő és/vagy korrózió elleni védelem;
b) fertőtlenítés (baktériumok inaktiválása);
c) a víz derítése (szépítése) (megjelenés vagy szag);
d) különleges eljárások.

Vízkő és/vagy korrózió elleni védelem

Ez az ivóvíz-előkészítés leggyakoribb módja. A kemény víz a műszaki életben nem kívánatos, ezért egyfelől a keménységképzők lerakódását kell megakadályozni, ill. a vizet részben vagy teljesen meg kell szabadítani a keménységképzőktől (mész), másfelől gátolni a vízben oldott gázok korróziós károsító hatását. A csapadékvíz útja során a levegőből szén-dioxidot (CO2 ) és oxigént (O2 ) vesz fel, ily módon az oldott gázoknak nagy a korróziós hatása a fémes szerkezeti anyagokra. A szabad, vízben oldott szénsav a talajban lévő sókra oldóhatást gyakorol, így pl. a kalcium és magnézium sói szénsav hatására vízben oldhatókká alakulnak. A szabad szénsav és a kötött mész aránya az ún. mész-szénsav egyensúllyal jellemezhető. Ha több oldott szénsav van a vízben, mint amennyi megfelel az egyensúlynak, akkor a felesleges szabad szénsav hatására rendszerint a víz agresszívvá válik. Különböző keménységű vizek keverésekor általában szénsav – agresszív víz – keletkezik, ezért a vízellátó hálózatok keverési zónájában, ahol különböző típusú vizek folynak össze, vagy pedig olyan területeken, ahol a lágy forrásvíz keveredik a kemény talajvízzé, óvatosan
kell eljárni. Az igen lágy vizek általában agresszívek.

A karbonátkeménységből a karbonátok a víz felmelegítésekor kiválnak, és vízkő formájában (kazánkő) lerakódnak a csővezetékekben, a melegvíztároló tartályokban és kazánokban. Ez keresztmetszet-csökkenést, továbbá rossz hőátadást és ily módon gyakran megnövekedett tüzelőanyag-felhasználást okoz. Növekvő vízhőmérséklettel a keménységképzők oldatban tartásához szükséges szénsavmennyiség csökken, ezért a víz felmelegedésekor a mész kiválik. Melegvíz-előkészítőknél a használati víz hőmérsékletét semmi esetre sem szabad 70 °C fölé melegíteni. Az oxigén részben ahhoz szükséges, hogy a hideg egyensúlyi vizekben természetes védőréteget képezzen, ill. foszfátbeadagolásakor védőréteg képződése váljék lehetővé. Nagy vízhőmérsékleten a vízben oldott oxigén nehézséget okozhát, miután a fémes szerkezeti anyagoknál elektrolitos korróziót idézhet elő. Először ki kell deríteni, hogy milyen követelményeket kell a vízkő és korrózió elleni védelem szempontjából kielégíteni; a felhasználási céltól és a víz összetételétől függően kell ezután a megfelelően helyes előkészítési eljárást kiválasztani. A vízkő elleni védelem akkor szükséges, ha a keménységképzők lerakódását kell megakadályozni;
korrózió elleni védelemre akkor van szükség, ha a csővezetékeket, tartályokat és szerelvényeket az agresszív víz alkotóitól (pl. feleslegben lévő szabad szénsavtól, kloridtól vagy nitráttól) vagy pedig a vízben jelenlévő szennyeződésektől, mint pl. homokszemcséktől, vasforgácsoktól, rozsdarészecskéktől, tömítőanyagok maradékaitól kell megóvni.

Védőszűrés

Védőszűrőket a víz keménységétől vagy agresszivitásától függetlenül a vízmérők után minden ház vízvezeték-szerelésénél be kell építeni. Ehhez gyertyaszűrőket alkalmaznak, amelyek szűrési finomsága 50… 80 /im (1 fi =
1/1000). Ezek megakadályozzák az előbbiekben említett szennyeződések bejutását a háztartási vízrendszerbe, és ily módon megelőzik a pontkorrózió vagy kilukadás okozta károsodásokat.

• Hatóanyag-adagolás (pl. foszfátadagolás)
• Ez nem vízlágyítás! Hatóanyagtípustól függetlenül különbséget teszünk
• a tiszta vízkővédelem,
• a tiszta korrózió elleni védelem és
• a kombinált vízkő és korrózió elleni védelem között.

Vízkő elleni védelem

A hatóanyagok a vízben lévő keménységképzőket stabilizálják, és megakadályozzák, ill. csökkentik azok vízkő formájában való kiválását.
A beadagolt foszfátok vízkő elleni védelmi hatásosságát két tényező korlátozza: az egyik a hőmérséklet, a másik a víz karbonátkeménysége.
Minél nagyobb a hőmérséklet, annál kisebb a hatóanyag keménységstabilizáló hatása. Emiatt a víz hőmérsékletét 60 °C hőmérsékleten kell tartani, és semmi esetre sem lehet 80 °C fölé melegíteni.
A vízkő elleni védelem stabilizálással csak a 16… 18 nk° karbonátkeménység esetében hatásos.

Korrózió elleni védelem

A hatóanyagok a cső belső falát vékony kalcium-vas-foszfát-védőréteggel vonják be, amely az alatta levő nyers szerkezeti anyagot védi a korróziótól.
A korrózió ellen védő hatóanyagokat a megnövelt vízhőmérséklet nem befolyásolja. Mindenesetre a védőréteg kialakulása csak akkor következik be, ha a vízben lévő karbonátkeménység legalább 1,8… 2 nk°. A hatóanyagot az átáramló anyagtól függő folyadékadagoló berendezésekkel kell adagolni azért, hogy a túladagolást vagy az aluladagolást elkerüljük. A túladagolás nem célszerű, miután nem javítja a vízkő vagy a korrózió elleni védelmet.
Számos nézettel ellentétben ezek a hatóanyagok az egészségre általában nem károsak, sok élelmiszer gyakran nagyobb mennyiségben tartalmazza ezeket.

A víz lágyítása

A vizet ioncserélőkkel lágyítják, amelynek során a vízben lévő keménységképző ionokat (kalcium- és magnéziumionok) kicserélik.
Az ioncserélős ivóvíz-előkészítést azokra az esetekre kell korlátozni, amikor a meleg víz gazdaságos és biztonságos előkészítése más módon nem lehetséges. Ez általában a 10 nk° karbonátkeménység feletti vizeknél célszerű, 60 °C hőmérsékleten. Mosógépekhez, mosogatógépekhez és egyéb technikai célokra, különösképpen akkor, ha a vizet elpárologtatják, ezen irányértékek alatt is jogos az ioncserélők alkalmazása. A hidegvíz-felhasználásnál a vízelőkészítés ioncserélőkkel 16 nk° karbonátkeménység felett javasolt. Fogyasztásra szánt ivóvíz ioncserés előkészítését kerülni kell (I. ehhez még az MSZ 450-2 előírásait). Ha az ioncserélő gyanta felvevőképessége kimerült, ami azt jelenti, hogy valamennyi nátriumion már kicserélődött kalcium- vagy magnéziumionnal, akkor az ioncserélőt konyhasóval (NaCI) regenerálni lehet (felújítani). A regenerálásnál a konyhasóoldatból a gyanta felveszi a szükséges nátriumionokat, ugyanakkor a felvett kalcium- és magnéziumionok ismét leválnak (kimosódnak). A felújított szűrőanyagot ismét fel lehet használni.
A lágyítási folyamat során a kemény vízben eredetileg kötött szénsav egy része felszabadul, és ezáltal a víz agresszívvá és korróziót okozóvá válik. A szabad fölös szénsavtartalomnak a lágyított vízben meghatározott határok között tartása céljából, és nem utolsó sorban ízlelési okok miatt, a már 0 nk°-ra lágyított vízhez ismét nyersvizet kevernek. A keménységet 6…9 nk° közepes értékre (,,maradékmész” -tartalom) kell beállítani. Ahhoz, hogy a lágyított vízben a szénsavtartalom következtében keletkező korróziót elkerüljük, célszerű a háztartásivíz-lágyító berendezések után korrózió ellen védő hatóanyagokat folyadékadagoló készülékkel adagolni.

A víz fertőtlenítése

Egyre gyakrabban kell a felszíni vizeket az ivóvízellátásban felhasználni. A felszíni vizek szennyvizek okozta bakteorológiai elszennyeződése egyre nagyobb, ezért a vizet fertőtlenítéssel kell ihatóvá tenni. A nyilvános uszodák és magán úszómedencék fürdővíz-előkészítésében is fontos szerepe van a fertőtlenítésnek. A fertőtlenítéssel a vízben a káros csíraanyag-tartalmat a megengedett mértékre kell csökkenteni. Ez a következő eljárásokkal lehetséges: klórozás, ultraibolya-besugárzás, ózon kezelés és baktériumszűrő.

A víz derítése

Gyakran tartalmaznak a vizek olyan anyagokat, amelyek a vizet elszínezik, ill. szagosítják. Ilyen anyagok elsősorban a vas, a mangán, de lehetnek szerves anyagok is. Ezek az anyagok legtöbbször nem károsítják az egészséget, de a víznek kedvezőtlen, gyakran undorító megjelenést, néha kellemetlen mellékízt adnak. Az ilyen vizeket deríteni kell, vagyis ezeket
az anyagokat a vízből el kell távolítani. Az előkészítő eljárás leggyakrabban a megfelelő szűrőanyagon (legtöbbször aktív szén) való szűrés.

Különleges eljárások

A szokásos előkészítő lépéseken túlmenően természetesen számos, speciális eljárás ismert. Idetartozik pl. a vas és mangán, a nitrát és nitrit eltávolítása, a savmentesítés, a víz kilevegőztetése stb.