VÍZ- ÉS SZENNYVÍZKEZELÉSI ELJÁRÁSOK I

VÍZ- ÉS SZENNYVÍZKEZELÉSI ELJÁRÁSOK I.

KÖRNYEZETMÉRNÖK KÉPZÉS 5. FÉLÉV

KREDITES ÉVFOLYAM

2004/05. TANÉV I. FÉLÉV

Tantárgyi tematika 1. hét:

Regisztrációs hét.

2. hét:

A víz eredete és minősége.

3. hét:

A víz kémiai tulajdonságai I.

4. hét:

A víz kémiai tulajdonságai II. A víz biológiai tulajdonságai.

5. hét:

Látogatás a vízmű telephelyén.

6. hét:

A víz minősítése. A vizek tisztaságának védelme. Vízgazdálkodási alapfogalmak. A vízigény.

7. hét:

Vízszerzés.

8. hét:

Víztisztítási technológiák I.

9. hét:

Víztisztítási technológiák II.

10. hét:

Víztisztítási technológiák III.

11. hét:

A Vízmű.

12. hét:

A vízművek üzeme.

13. hét:

Víztisztító telepek tervezése. A víz szétosztása.

14. hét:

Víztározási lehetőségek.

15. hét:

Vízvezetéki csőhálózat és a hálózat építése.

2

Vizsgakövetelmények:

ELŐADÁS: Kollokvium (SZÓBELI) az előadás anyagából a TVSZ-ben foglaltak szerint. Az előadás anyaga a záróvizsga anyagának részét képezi!!!!!!!

GYAKORLAT: A gyakorlat a témához kapcsolódó számolási szemináriumot jelent, mely anyagából zárthelyi dolgozatok formájában lesz számonkérés. A gyakorlat sikeres teljesítése az aláírás feltétele és a szóbeli vizsgajegy része. A gyakorlatokon a megjelenés kötelező!!!!!!!

3

Ajánlott irodalom: • Előadáson készített saját jegyzet. • Dr. Benedek P.- Valló S.: Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv, Bp. 1990. • Dr. Öllös - Dr. Borsos: Vízellátás, csatornázás. • Bozóky – Kovácsné - Dr. Illés: Vízellátás-csatornázás tervezési segédlet.

4

2. HÉT

A VÍZ EREDETE ÉS MINŐSÉGE Földünk gömbhéjas szerkezetű. A külső gömbhéjakat összefoglaló néven földrajzi burkolatnak nevezzük. Ennek elemei: 9 Atmoszféra 9 Hidroszféra 9 Litoszféra 9 Bioszféra A bioszféra, vagyis a Földnek az élővilág által meghódított része részben az atmoszférában, részben a hidroszférában és a litoszférában helyezkedik el. Tehát a víz - a levegővel és a talajjal együtt – ÉLETKÖZEG. Ez a közeg viszonylag bőségesen áll rendelkezésünkre, hiszen Földünk több mint kétharmadát víz borítja, de kevés a használható víz, mivel Földünk vízkészletének csupán 2 %-a édesvíz. A megfelelő minőségű víz korunk egyik legfontosabb nyersanyaga lett. Bár vízkészletünk mennyiségileg elegendő, minőségileg egyre kevesebb használható fel gazdaságosan a lakosság, az ipar és a mezőgazdaság ellátására. A vízminőség a víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége. Vízszennyeződésnek nevezünk minden olyan külső hatást, mely a vízterek minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága a benne zajló természetes folyamatok biztosítására és az emberi fogyasztásra csökken vagy megszűnik. A vízszennyezés túlnyomórészt nem természeti, hanem emberi hatás, így a szennyezés megelőzése, illetve mértékének szabályozása is az emberek kezében van.

5

Az ipari tevékenység - a nyersvíz kivételével és a szennyezett víz visszavezetéssel - a levegőbe és a talajra kibocsátott emisszió révén közvetlenül hat a vizekre. A levegőből kiülepedő szennyező anyagok helyileg és nagyobb térségben is növelhetik a talajok és a vizek savasságát. A vízterek több vonatkozásban teljesen eltérnek a szárazföldi rendszerektől. A víz fizikai, kémiai tulajdonságai, valamint a vízáramlás eróziós hatása miatt a különböző anyagok cirkulációja és energiák áramlása a vízi rendszerben relatíve gyorsabb. A VÍZ EREDETE A különféle vizek mind csapadékból származnak. Amint a víz eső, hó stb. alakjában hull a légkörben, a vákuumhatás folytán a levegő szennyezőanyagait (p1. port, szén-dioxidot, mikroorganizmusokat) felszedi, tehát már a levegőben szennyeződik. A föld felszínére lejutott csapadék egyik része a föld felszínén mozog, másik része a talajba szivárog. 1. Felszíni víz: A föld felszínén mozgó, előbb-utóbb a felszíni vízfolyásokba, természetes és mesterséges tározóterekbe, tavakba jutott víz a felszíni víz. Miközben a hidrológiai körfolyamatnak megfelelően a tengerbe folyik vissza, rendszerint további szennyezőanyagokat - szerves és szervetlen anyagokat, mikroorganizmusokat stb. - vesz fel. A belekerült tápanyagok folytán biotoppá (élőhellyé) válik, vagyis benne a mikroorganizmusok életközössége jön létre. A szervetlen anyagokat (p1. NO2-, NO3-, PO43-) tartalmazó vizekben a planktonok, a jobbára szervesanyag-tartalmú vizekben a baktériumok az uralkodók.

6

Az olyan felszíni vizek, melyekben a különböző szennyezőanyagok, a tápanyagok és a mikroorganizmusok fordulnak elő, vízellátás céljából való felhasználás előtt tisztításra szorulnak. 2. Felszínalatti víz: A talajba szivárgó felszíni víz a talajvíz. A beszivárgás során a felső talajrétegekből szervetlen (p1. NaC1) és szerves anyagokat old fel. A kolloidális méretű szennyezőanyagok és a mikroorganizmusok rendszerint a talaj felső rétegeiben kiszűrődnek, vagyis a talaj a vizet tisztítja. A nagyobb mélységben található felszínalatti vizek (rétegvíz, artézivíz) a tápanyaghiány következtében rendszerint nem tartalmaznak mikroorganizmusokat. Érthető tehát, hogy a felszín alatti vizeket általában szívesebben használják fel vízellátási célokra, mint a felszíni vizeket, annak ellenére, hogy ezeket is sokszor az oldott anyagoktól stb. meg kell előzőleg tisztítani. A felszínalatti vizek további fontos csoportját a karsztvizek képviselik. Ezek a karsztosodott mészkő- és dolomit-kőzetek repedésés járat-rendszereiben találhatók. Az ilyen vizek laza szemcsés kőzetben levő vizeknél könnyebben szennyeződhetnek (p1. zivatarok, hóolvadás időszakában). Az említett felszínalatti vizek a hazai vízellátásban egyaránt nagyon fontos szerepet játszanak. A VÍZ MINŐSÉGE A víz minőségét annak: a) fizikai, b) kémiai, c) biológiai, d) bakterlológlai és e) radiológiai sajátosságai befolyásolják. 7

Eme felsorolt tényezők rendszerint egyidejűleg befolyásolják a víz minőségét. Fontos továbbá szem előtt tartani, hogy ezeknek a vízminőséget alkotó komponenseknek az értékei az idő függvényében általában változnak. A tisztítás-technológiai folyamatok szempontjából tehát értéktartományukat, a vízminőségi igények szempontjából megengedhető határértéküket kell figyelembe venni. A víz fizikai sajátosságai A víz fizikai sajátosságai közül a lényegesebbek a következők: 9 hőmérséklet, 9 szag, 9 íz, 9 szín, 9 zavarosság, lebegőanyag-tartalom. 1. Hőmérséklet: A természetes vízkészletek hőmérsékleti viszonyai eredetük szerint eltérőek. A felszíni vizek hőmérséklete a hidrológiai viszonyoktól függően erősen ingadozó. A talajfelszín alatti víz hőmérséklete, a mélyebb szintek felé haladva egyre állandóbb. A hőmérséklettől függően a víz viszkozitásának a hatása jelentős lehet: pl. a partiszűrésű víztermelő művek - csőkutak, csáposkút stb. vízhozama téli időszakban a viszkozitás növekedésével csökken. A felszíni vizekben, talajvízdúsító medencékben, szennyvíztisztító berendezésekben - a mikroorganizmusok lebontó tevékenységére a hőmérséklet az egyik legfontosabb környezeti tényező. A hőmérséklet emelkedésével a mikroorganizmusok lebontó tevékenysége intenzívebbé válik.

8

A tavak, völgyzárógátak vízterében számos esetben hőmérsékleti rétegződés, cirkuláció jelentkezik, ami a víz kémiai, biológiai viszonyait alapvetően befolyásolhatja. A derítőkben, ülepítőmedencékben a hőmérsékleti különbségek hatására a tervezettől eltérő és a tisztítóberendezés hatásfokát csökkentő áramlásviszonyok (p1. szekunderáramlások, visszaáramlások) alakulhatnak ki. 2. Szag és íz: A víz szaga és íze a benne oldott gázoktól, az oldott sóktól valamint az ott található életközösségtől függ. A víz szagát és ízét a tömegesen elpusztult mikroorganizmusok valamint a szerves anyagok is befolyásolhatják. • A gázok közül pl. az anaerob lebontási folyamatok során keletkező kénhidrogén (H2S) kellemetlen szagot kölcsönöz. • Az oldott sók közül p1. a kalcium-szulfát (CaSO4) fanyar, a magnézium-szulfát (MgSO4) kesernyés, a konyhasó (NaC1) sós, a vas és mangán kellemetlen ízt ad a víznek. • Különösen nehéz gondot jelentenek egyes - a szennyvizekkel együtt a vízbe jutó - szerves anyagok (p1. fenolok, klórozott szénhidrogének, aromás nitrogén-vegyületek) hatásának kiküszöbölése. • A biológiai eredetű íz és szaganyagok a felszíni és talajvizek fokozott elszennyeződésével egyidejűleg egyre nagyobb gondot okoznak a víztisztítási technológiákban. • A vízvirágzás alkalmával túlszaporodó phytoptankton szervezetek bomlásanyagai a víz szagát, ízét (és színét) egyaránt károsan befolyásolják. Előfordul, hogy az íz és szag a vízelosztó csőhálózatbeli biológiai folyamatok miatt jelentkezik (elsősorban az ipari vízelosztó hálózatban).

9

A szag- és ízanyagokkal kapcsolatban ma még a nehezebb feladatok közé tartozik annak megállapítása, hogy az kémiai vagy biológiai eredetű-e és hogy pontosan milyen anyagok idézik elő. E tekintetben a modern fizikai, kémiai és biológiai eljárásoktól (oszlop-kromatográfia, infravörös-spektroszkópia) lehet jelentősebb haladást várni. 3. Szín: A víz színe a visszavert fényből ítélhető meg. A tiszta víz, ha a rétegvastagsága kicsiny, színtelen, ha a vastagsága nagy, halványkékes színű. A felszíni vizek nagyon színesnek tűnnek néha a bennük levő színes szuszpendált anyagok miatt, ez azonban csak látszólagos szín. A tényleges színt: 9 a kolloidális vasvegyületek, 9 huminanyagok, 9 házi- és ipari szennyvizek (p1. textilipari festékanyagokat tartalmazók) idéznek elő, 9 és a növényi szervezetek (p1. algák) túlszaporodása okozza. A színes víz ivásától a fogyasztók már eleve idegenkednek. 4. Lebegőanyagtartalom, zavarosság: A víz zavarosságát a benne levő szuszpendált anyagok idézik elő. Ezek sokfélék lehetnek, anyaguk, méretük széles tartományban változhat. • A felszíni vizekbe a szerves és szervetlen lebegőanyagok elsősorban a felszíni erózió és a szennyvízbevezetés révén kerülhetnek. • A felszíni vizekbe jutó egyes szerves anyagok mikroorganizmusok elszaporodásához vezetnek, s így zavarosság foka nő. A lebegőanyagok szemcsés vagy pehelyszerűek lehetnek.

10

a a

A nagyobb méretű, jobbára szervetlen lebegőanyag-szemcsék, a gravitációs erő hatására ülepíthetők, a szemcsék egymástól függetlenül mozognak, ülepedés közben azonban egészen rövid mozgáspálya megtétele után ülepedési sebességük gyakorlatilag állandóvá válik. A többnyire kolloidális méretű anyagok, amelyek a Brown-féle mozgástörvény hatása révén mozognak Tavakban, tározókban a zavarosságot a kolloidális és az ennél is kisebb méretű diszperz állapotú anyagok idézik elő. Folyókban, különösen az áradás időszakában, a viszonylag durvább szemcséjű anyagok jelentkeznek. A tározókban a zavarosságot p1. a kalcium-karbonát kiválása is elő idézheti. (Ez az eset akkor fordul elő, amikor a tározóba folyó vízben a szabad szénsav-koncentráció a felhígulás következtében csökken.) Ugyan csak zavarosság keletkezik, ha a tározóba kerülő vízben levő oldott vas O2-felvétel következtében háromvegyértékű oldhatatlan csapadékká oxidálódik. Minél nagyobb a víz zavarossága, annál kevésbé átlátszó. Ennek a ténynek különösen a felszíni vizeknél nagy a jelentősége. Kis átlátszóság esetében a vízréteg egészen rövid úton elnyeli a fényt, tehát bizonyos mélységnél tovább nem hatol le, így a vízben a fotoszintézis hiányában a növényi organizmusok oldott oxigéntermelési folyamatai elmaradnak.

11

3. HÉT A víz kémiai jellemzői I. A vízben oldott szerves és szervetlen anyagok minősége és mennyisége a vízminősítés szempontjából döntő szerepet játszik. Ezek az oldott anyagok: • a levegőből, • a talajból, • a mederfenékről, • a vízgyűjtő terület felszínéről, • továbbá a vízben élő mikroorganizmusok anyagcsere folyamatai és pusztulásuk révén jutnak a vízbe. A kémiai analízis adatait összevetve a vízhasználat által jelentkező vízminőségi igényekre tekintettel a követendő víztisztítási technológia meghatározható. A vízminőséget jelentő fontosabb kémiai komponensek, a következők: 9 Oxigénháztartás mutatói: • oldott oxigén • oxigéntelítettség • oxigénfogyasztás (kémiai oxigénigény= KOI) • biokémiai oxigénigény (BOI) 9 Összes oldott só 9 Klorid-ion 9 Szulfid-, szulfát-ion 9 Kálcium-, magnézium-ion 9 Keménység 9 Ammónia-, nitrit-, nitrát-ion 9 Vas-, mangán-ion 12

9 Szénsav 9 pH 9 Foszfor és foszfát-ion 9 Mérgező anyagok, stb. 1. Oldott oxigén (O2): A természetes vizekben lévő oldott oxigén a vízzel érintkező fémes anyagok (vas, acél, vízelosztó anyagai) korrózióját gátolja. Nagyon fontos a szerepe az aerob biokémiai folyamatok (folyók öntisztulása, aerob biológiai szennyvíztisztítás) lejátszódásánál, hiszen ezeknél a lebontást végző mikroorganizmusok számára nélkülözhetetlen. A légkörben lévő oxigén a vízben csak gyengén oldódik, mivel a vízzel kémiailag nem lép reakcióba. Oldhatósága a parciális nyomásával arányos (piV=niRT). A vízben lévő oldott oxigén mennyisége az oxigénháztartás révén vizsgálható. Egyes tényezők a vízben oldott oxigén mennyiségét növelik, mások csökkentik (1. táblázat): 1. táblázat Az oxigén mennyiségét befolyásoló tényezők Az oxigén mennyiségét növelő

csökkentő fontosabb tényezők

Légkörből (diffúzió)

Szerves anyagok aerob lebontása

Nitrátok, szulfátok redukálása

Távozás a légkörbe

Fotoszintézis (pl. alga)

Felszíni jég- és hóborítás

Oxigéndúsabb hígítóvíz (folyók mellékága, stb.)

Oxigénszegényebb hígítóvíz

13

Az oxigén oldhatósága nagymértékben függ a hőmérséklettől. A hőmérséklet növekedésével csökken. Legnagyobb az oxigéntelítettség 0 °C-on, 1 atmoszféra nyomáson (14,64 mg/l). 2. Oxigéntelítettség: A természetes vizek oldott oxigéntartalma: 0-14 mg/l között jelentkezik. Az oxigéntartalom adott hőmérséklethez tartozó lehetséges maximális értéke az oxigéntelítettség (mg/l). A vizek általában az oxigén telitettségnél kevesebb oxigént tartalmaznak: az oxigénhiány valamely hőmérsékleten a telítettségi értékhez képest jelentkező hiány (mg/l). Minthogy az O2 mennyiség a hőmérséklettől is függ, ezért az oxigéntelítettség (mg/l) érték mellett az oxigéntelítettség százalék értékét (%) is fel kell tüntetni, amely a vízben valamely hőmérsékleten éppen jelenlévő - mért - oldott oxigén mennyiségének a szóban forgó hőmérséklethez tartozó maximális oxigéntelítettségi értékhez való arányát jelenti. Az oxigénfelvételi képesség az 1 óra alatt, 1 liter, 10°C-os, oldott oxigént még nem tartalmazó vízbe, 760 Hg mm nyomás mellett bevihető O2 mennyiséget jelenti [OC, mg O2/l]. 3. Oxigénfogyasztás: (Kémiai oxigénigény, KOI) A vízben levő szerves szennyezőanyag mennyisége közelítően az oxigénfogyasztás (kémiai oxigénigény = KOI, mg/l) alapján is meghatározható. Fogalma: Ez a meghatározás tehát azt az oxigénmennyiséget adja meg, amely a vízben levő szervesanyag kémiai oxidálásához szükséges. Azon a tényen alapszik, hogy minden szerves vegyület, kevés kivétellel, a széndioxiddá és vízzé oxidálható erős oxidáló szerrel (p1. savas vagy lúgos közegben kálium-permanganáttal; újabban káliumdikromáttal). 14

A KOI meghatározása során valamennyi szerves anyag oxidálódik széndioxiddá és vízzé, tekintet nélkül arra, hogy a szerves anyag biológiailag lebontható vagy nem. Ezért a KOI érték a biokémiai oxigénigény értéknél mindig nagyobb. Közelítő vonásai mellett az eljárás előnye az, hogy a KOI érték meghatározásához rövid időtartam szükséges. Érthetők tehát azok a törekvések, hogy a KOI és a BOI között egyesek korrelációt kívánnak meghatározni. Ha ez sikerülne gyakorlatilag, akkor a viszonylag hosszadalmas BOI meghatározás kiküszöbölhetővé válhatna. 4. Biokémiai oxigénigény (BOI): Fogalma: A biokémiai oxigénigény az az oldott oxigénmennyiség, amely a vízben levő szerves anyagok aerob baktériumok általi lebontásához bizonyos időtartam és hőmérséklet mellett szükséges. A biokémiai oxigénigény értéke alapján szintén a vizsgált minta szervesanyag-tartalmának mértékére (és így a biológiai tisztítóberendezések hatásosságára is) következtethetünk. A teljes biológiai lebontáshoz elméletileg végtelen időtartam szükséges, gyakorlatilag a lebontás 20 nap alatt teljesnek tekinthető. A tapasztalatok szerint a házi szennyvíz és sok ipari szennyvíz esetében a BOI5 érték a BOI20 érték 70-80 %-a. Ily módon tehát az 5 napi meghatározás alapján a BOI20 érték kiszámítható: BOI20= 1,25 x BOI5 Számszerű értéke nagyon sok tényezőtől függ. Ezek a következők: 9 Inkubációs idő: A szabványos BOI meghatározási módszerek ötnapos inkubációs időt írnak elő (BOI5).

15

9 Nitrifikáció: A BOI vizsgálatokat általában a szerves anyagok lebontására végzik, azonban az inkubációs időtől függően az oxigénigényt a nitrifikáció (az ammónia nitráttá oxidálása) is befolyásolja. A nitrifikáció sebessége lényegesen kisebb, mint a szerves anyag oxidációjáé, s bár a két reakció hasonlóképpen megy végbe, a nitrifikáció csak akkor indul meg, amikor a szerves anyagok már nagyobb részben lebomlottak. 9 Környezeti tényezők: A BOI értékét a környezeti tényezők közül elsősorban a pH és a hőmérséklet határozza meg. 9 Akklimatizáció: A BOI vizsgálatok hibás eredményei általában a nem akklimatizálódott biológiai kultúra következményei. Különösen az ipari szennyvizek esetében van meg ez a veszély. 9 Toxicitás: A szennyvízben lévő mérgező anyagok a mikroorganizmusok szempontjából biotoxikus vagy biostatikus hatásúak lehetnek. Ez a hatás a BOI érték csökkenésében jelentkezik, a mintát hígítva a mért BOI érték növelése észlelhető. Ez a jelenség tehát a mérgező anyagok jelenlétére utal és ilyenkor előre meg kell határozni, hogy a biológiai kultúra fenntartásához milyen mértékű hígításra van szükség. Avégből, hogy a minta oldott oxigéntartalma fenntartható legyen a mintát hígitani szükséges. A meghatározáshoz vett mintát sötétben kell tartani. Ily módon a mért oldott oxigénnek az algák általi befolyásolása megakadályozható. Ha ezt nem tesszük a mért BOI érték lényegesen csökkenhet, hiszen az algák O2-t termelnek. Az eddigi kémiai jellemzők az oxigénháztartás mutatói. Segítségükkel a vízben levő szerves anyag mennyisége ítélhető meg.

16

5. Klorid-ion (Cl-): Minden természetes vízben jelen van, koncentrációja igen tág határok közé eshet. A klorid-ion tartalom magasabb fekvésű (hegyes) területek vizeiben kisebb, a folyók és a felszín alatti vizekben tetemes lehet. Legtöbb a tengerekben. A kloridokat a víz oldja fel. Klorid-ion rendszerint a nátrium kísérője (NaC1, konyhasó). Nagymennyiségű klorid-ion kerülhet a felszíni és a felszínalatti vizekbe a házi- és ipari szennyvizek bevezetése révén is. Ez utóbbi esetben rendszerint ammónia és nitrit-ion is kimutatható a vízben. A tiszta, felszín közeli talajvizekben koncentrációja jóval 100 mg/l alatti. A klorid-ionok bizonyos koncentrációig nem ártalmasak az emberi szervezetre. 250 mg/ koncentráció felett a víz sós ízt kap, ami az ivóvíz használhatóságot kezdi korlátozni. Közüzemi ivóvízműveknél a tűrhetőségi határ 80 mg/l. A nagyobb sótartalom a vízelosztó hálózatban korróziót okozhat. 6. Szulfid-ion (S2-), szulfát-ion (SO42-): A kén-körfolyamatában a szulfid-ion (S2-) és a szulfát-ion (SO42-) játssza szempontunkból a fontos szerepet. A természetes vizekben előforduló szulfid-ion eredete kétféle lehet: a) szerves: Amikor oldott oxigén és nitrátok hiánya esetében a szulfátok szolgáltatják az oxigént, s a lebontási folyamatot anaerob baktériumok végzik: SO42- + szerves anyag anaerob bakt. → S2- + H2O + CO2 S2- + 2 H+ ↔ H2S

17

A szerves eredetű szulfid-ion, illetőleg a kellemetlen szagot és ízt kölcsönző hidrogén-szulfid (H2S) friss szennyeződésre utal, ezért az ilyen víz egészségügyi szempontból kifogás alá esik. b) szervetlen: A szervetlen eredetű szulfid-ion kén-hidrogén tartalmú ásványi sók: gipsz (CaSO4x2H2O), pirit (FeS2) redukciója révén keletkezik. Szaghatása miatt a víz nem használható ívóvíz céljaira, a kénhidrogént előzetesen el kell belőle távolítani. A szulfát-ion többnyire jól oldódó szulfátok: Na2SO4, MgSO4 formájában van jelen a természetes vizekben. A közüzemi ivóvizműveknél 10 mg/l szulfát-ion koncentráció még megengedhető. Amennyiben a víz keménysége nem túl nagy, úgy 200 mg/l még tűrhető lehet. A szulfát-ion a beton- és azbesztcement csövekre jelenthet veszélyt. 7. Kalcium-ion (Ca2+): A legelterjedtebb kation. Leginkább hidrogén-karbonáthoz kötve fordul elő. A felszínalatti vizekben inkább a kalcium-, mint a magnézium-ionok vannak túlsúlyban. Általában a pangó vizek sajátossága, hogy a víz CO2-tartalmának csökkenésekor a bennük oldott sók közül inkább a kevésbé oldható Ca2+-sók válnak ki, mint a jobban oldódó Mg-sók. 8. Magnézium-ion (Mg2+): A vizekben a kalcium-ionnál kisebb mértékben fordul elő. Általában klorid és szulfát alakjában kerül a vízbe. Dolomiton keresztül haladó vízben a Ca2+ és Mg2+ egymáshoz való aránya megváltozik, sok esetben a Mg-ion javára. 9. Keménység: A természetes vizek keménységét a bennük levő kalcium- és magnézium-ionok okozzák.

18

Attól függően, hogy ezek a kationok milyen anionokhoz csatlakoznak, beszélhetünk: 9 karbonát- és 9 nemkarbonát keménységről, 9 valamint az általánosan használt és jellemző keménységről, amely az előbbi kettő összege,

összes

9 kationok szerint csoportosítva pedig kálcium- és magnézium keménységről. A víz karbonát-keménységét: azok a kálcium- és magnézium-ionok okozzák, amelyek hidrogénkarbonát-ionokhoz vannak kötve. A víz keménysége leginkább a szemcsés talajjal és tömött kőzetekkel való érintkezésből származik. A víz oldóképességét zömmel akkor nyeri, amikor a talajban az ott élő baktériumok lebontó tevékenységéből származó CO2 végterméket felveszi és a kálcium kőzetet könnyebben oldja: CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 10. Ammónia, nitrit- (NO2-) és nitrát-ion (NO3-): A következő nitrogén-vegyületek játszanak szerepet: NH3, N2, N2O3, N2O5 A N2O3 és N2O5 a salétromsav anhidridjei. Az ammóniából és a nitrátokból szerves kötött nitrogén képződhet: NH3 + CO2 + zöld növény + napfény = fehérje NO3- + CO2 + zöld növény + napfény = fehérje* A szerves kötött nitrogént a szaprofita baktériumok bontják le aerob folyamatok révén a szervetlen anyaggá: fehérje + baktérium = NH3 Ezt a nitrifikáló baktériumok nitrit-ionná oxidálják:

19

2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2- + 2 H+ + 2 H2O A nitrit-iont a nitrifikáló baktériumok további csoportja nitrát-ionná oxidálja: 2 NO2- + O2 + 2 H+ → 2 NO3- + 2 H+ A nitrátnak az a mennyisége, amelyet a * egyenlet szerint a növények nem hasznosítanak, a beszivárgó vízzel a talajvízbe kerül. Ezért jelentős gyakran a talajvíz nitrát-tartalma. Végső soron a nitrogénháztartás a lebontódási folyamatok állásáról nyújt a víz minősítésénél felvilágosítást.

20

4. HÉT A víz kémiai jellemzői II. 11. Vas- (Fe2+) és mangán-ion (Mn2+): Elsősorban a talajvizekben és a mélységi vizekben fordulnak elő, de az évszaktól függően a felszíni vízfolyások és víztározók vizében is jelentkezhetnek. Az oldott állapotú vas- és mangán legtöbbször vas- és mangántartalmú kőzetekből kerül a vízbe. Az ivóvíz megengedhető vastartalma: 0,3 mg/l, mangán-tartalma pedig: 0,05 mg/l. 12. Szénsav, CO2: A természetes vizek normális komponense a szén-dioxid. A vízbe a következő úton kerülhet: 9 Abszorpció révén a légkörből. 9 Biokémiai oxidáció egyik végtermékeként. 9 Különböző szerves anyagok végtermékeként. 9 A vízben lévő szervetlen anyagok, elsősorban hidrogénkarbonátok disszociációja révén, amikor is szabad CO2 jut a vízbe. A víz szabad szénsav-tartalma a vizet agresszívvé teszi. Beszélhetünk: ™ mésszel ™ betonnal ™ fémmel szembeni agresszivitásról. 13. pH: A pH az oldatok savas vagy lúgos állapotának a kimutatására szolgál, pontosabban a hidrogénion-koncentráció fejezhető ki segítségével. A pH ismerete a vízellátás és a csatornázás szinte minden területén nagyon fontos.

21

A felszíni vizek általában lúgos kémhatásúak, így lehetséges olyan vízfolyásszakasz, amelybe savas ipari szennyvizek semlegesítés nélkül bevezethetők. De az ilyen módszer egyedi vizsgálatot igényel. 14. Foszfor és foszfát-ion (PO43-): Itt a foszfor szervetlen vegyületei pl. a foszfátok játsszák a főszerepet. A felszíni vizekben található algák szaporodása döntően a vízben lévő nitrogén- és foszfor-komponensektől függ. Ahol ezek a tápanyagok bőségesen fordulnak elő vízvirágzás jelentkezhet. Ez a biokémiai folyamat a víz minőségért rontja. A szennyvizek is rendszerint bőségesen tartalmaznak foszfort. 15. Mérgező anyagok: Főként az ipari szennyvizeknél kerülhetnek a befogadókba. Ilyen anyagok: arzén. Ólom, cink, stb. Különösen veszélyesek lehetnek a különböző toxikus anyagok. 16. Toxikus anyagok: Azokat a szennyvizeket tekintjük toxikusnak, amelyek a szennyvíztisztító berendezésekben a tisztításban fontos szerepet játszó szervezeteket elpusztítják. A toxikus anyagoknak azt a mennyiségét, amely már egyáltalán nem pusztítja el az élő szervezeteket toxikussági küszöbértéknek nevezzük. Szervetlen eredetű toxikus anyagok: 9 Oxidálószerek (klór, bróm, klóramin, kálium-permanganát, hidrogén-peroxid). 9 Ózon 9 Mérgező gázok (NH3, H2S) 9 Savak, lúgok. 9 Alkáli- és alkáliföldfémek, nehézfémek. Szerves eredetű toxikus anyagok: 9 Alifás vegyületek (metán-származékok, acetilén, ásványi olajok, stb.). 9 Aromás vegyületek (benzol, fenolok, klórfenolok, stb.) 22

9 Növényvédőszerek 9 Detergensek 17. Radioaktív szennyeződések: alaptulajdonságuk a rádioaktivitás, amely sem fizikai, sem kémiai folyamatokkal nem szüntethető meg. Az ilyen szennyvizek ott keletkeznek, ahol atomenergiát termelnek, radioaktív izotópokat állítanak elő vagy használnak fel. A radioaktív szennyeződés bejuthat a vízbe a légszennyezés, atomerőművek, uránbányák révén, az iparban és a gyógyászatban alkalmazott izotópok használata során is. Bizonyos szennyezőanyagok a radioaktív anyagok felvételével radioaktív tulajdonságúvá válhatnak. A sugárártalom a sugárzás fajtájától, energiájától és felezési idejétől függ. A tisztítás feladata tehát a radioaktív szennyeződések eltávolítása a vízből. A víz biológiai tulajdonságai A vízkészleteket sok ezer féle állat és növény népesíti be. A mikroszervezetek literenkénti egyedszáma gyakran a több százezret, sőt néha a több százmilliót is elérheti. Nagy számuk miatt aktív felületük óriási tehát szerepük vizeink minőségének alakításában rendkívül fontos lehet, hiszen egyik leglényegesebb élettani sajátosságuk az anyagcsere. Az anyagcsere-folyamatot a környezeti tényezők (p1. fizikai, kémiai) befolyásolják. Az élő szervezetek anyagcseretermékeikkel azonban maguk is befolyásolják a környezetüket. Elhalásuk után testük szerves anyagai lebomlanak, s a keletkező végtermékek a víz minőségét befolyásolják. Különösen erőteljes jelentkezik ez a hatás a vízvirágzással kapcsolatban! Az élővizeket tehát mindig biotópnak kell tekinteni, hiszen bennük a természetes körülmények között mindig élőlények is léteznek. 23

A vízben élő szervezetek rendszertani áttekintésekor a szervezeteket két nagy csoportba lehet osztani: a) növények b) állatok 1. Növényi szervezetek: Energiájukat a Nap révén, vagy kémiai úton kapják. A növényi szervezetek közül a legfontosabbak a következők: • Baktériumok: Ezek a növényvilág legkisebb szervezetei. Többségük az emberre ártalmatlan. Az emberre a patogén baktériumok az ártalmasak. A kórokozókhoz tartoznak például a tifusz, paratifusz, kolera, vérhas. Ha a vízben ilyen élőlények fordulnak elő, akkor a víz fertőzött. A baktériumok alakja nagyon változatos lehet: gömb, pálcika, spirális és fonalas. A baktériumok közül egyesek: 9 heterotrófok (nem önellátók, felhasználása útján építik fel),

testüket

szerves

anyagok

9 mások autotrófok (szervetlen anyagokból szerves anyagokat állítanak elő) tehát önellátók. A heterotrófok tovább csoportosíthatók: ™ élősködők (paraziták) ™ szaprofiták: az élettelen szerves anyagokat fogyasztók (lebontók). • Algák: Az algák (moszatok) a vízi növényvilág egy- vagy többsejtű szervezetei. A baktériumoktól abban különböznek, hogy a klorofilltest segítségével a Nap energiáját hasznosítva szerves anyagot hoznak létre anélkül, hogy a vízi szerves szennyeződések oxidációjától függnének.

24

A víz szerves anyagainak termelése tekintetében elsődleges szerepet játszanak, gyakran a víz élőanyaga (biomassza) zömét alkotják. További fontos jellemzőjük, hogy oxigént bocsátanak a vízbe. Legfontosabb törzseik: 9 kékmoszatok 9 ostorosmoszatok 9 sárgásmoszatok 9 zöldmoszatok A vízben élő növények, elsősorban az algák, a fotoszintézis során jelentős mennyiségű vízben oldódó oxigént juttatnak a vizekbe, ezért felszíni vizeink jó minőségének megőrzésében nagyon fontos a szerepük. Az algák a vízellátás-csatornázás számos területén hol pozitív (+), hol negatív (-) szerepet játszanak. A velük kapcsolatos legfontosabb problémák szerint csoportosítva az algákat: 9 íz- és szagártalmat okozók (-) 9 szűrőket eltömő algák (-, +) 9 szennyezett vizek algái (+) 9 tiszta vizek algái (+) 9 medencék, tározók falára települt algák (-) 2. Állati szervezetek: Táplálkozásukhoz a növényekben raktározott szerves anyagokat használják fel és ezek lebontása révén szerzik energiájukat. A mikroszkópikus méretű állatvilág zöme ragadozó, vagyis a vizet a feleslegesen elszaporodó növényi szervezetektől igyekeznek megtisztítani. Ilyen irányú tevékenységük a biológiai szennyvíztisztítás területén is nagyon lényeges, mert az elfolyó tisztított szennyvíz tisztává tételét elősegítik. A biológiai körfolyamatot tekintve, a helyzet az, hogy a mikroszkopikus állatok a mikroszkopikus növényeket fogyasztják, a mikroszkopikus állatokat pedig a magasabb rendű állatvilág fogyasztja. 25

Az állati szervezetek a következőképpen osztályozhatók: a) egysejtűek: • állati ostorosok, • gyökérlábúak, • csillósok, b) többsejtűek: • szivacsok, • kerekesférgek, • csallánzók, • ízeltlábúak (ezen belül a rákok, különböző rovarok), • puhatestűek (ezen belül a csigák és kagylók).

A víz biológiai vizsgálata abban áll, hogy az előzőekben vázolt, vízben élő egy- vagy többsejtű növényi és állati szervezeteket mikroszkóppal figyeljük meg. A szaprobionta-rendszer és a vízi élővilág A különböző szennyezőanyagokat (szerves vagy szervetlen) tartalmazó vizeket benépesítő életközösségek tagjai olyan szervezetek, amelyek a szennyezések különböző jellegéhez és mértékéhez alkalmazkodnak. Jelenlétükből tehát a víz szennyezettségi fokára következtethetünk. A biológiai vizsgálatok során ezért a mintában található összes szervezetet meg kell határozni, és az életközösségen belül a legjellemzőbb vezéralakokat (bioindikátorokat) ki kell választani. Ez utóbbiak %-os aránya jellemző a víz szennyezettségi fokára. A legjobb bioindikátorok azok az élő szervezetek, amelyek a környezeti tényezők változásaira legérzékenyebben reagálnak. A természetben előforduló víz (p1. a Duna-vize) szennyezettségi állapotának jellemzésére a szervesanyag lebontódási állapotának megfelelően Kolkwitz nyomán 4 fokozat különböztethető meg (2. táblázat): 26

2. táblázat A szerves anyag lebontódási állapotai A szennyezés mértéke

Szaprobitás állapota

A zóna jellemzése • Igen sok a bomló szerves anyag. • Anaerob bomlási folyamatok.

Rendkívül erősen szennyezett

Poliszabrób

• Oldott oxigén nincs, vagy kevés. • A víz szénvegyületekben dús. • Kellemetlen szagú. • A baktériumok óriási tömege jellemző rá. • Gyors oxidációs folyamatok játszódnak le. • A szerves anyag fehérjetartalma aminosavakra bomlik.

Erősen szennyezett

α-szabrób

• A baktériumok mellett az algák is elszaporodnak. • A víz nappali (oxigénbőség) és éjszakai oldott oxigén-tartalma eltérő. • Jelentős oxigénigény. • Gyakori a vízvirágzás. • Tovább tart az oxidáció, a szerves anyagok zöme azonban már mineralizálódott.

Mérsékelten szennyezett

• Az oxigénigény kevesebb.

β-szabrób

• A víz nappali és éjszakai oldott oxigéntartalma már nem ingadozik. • Az állat- és növényvilág igen sokrétű, gazdag. • A hazai nagyobb vízfolyásaink tartoznak ide.

Tiszta vizek

oligoszabrób

• A mineralizálódás már befejeződött, a baktériumok száma elenyésző. • A víz tiszta, oxigénben gazdag. • A forrásból táplálkozó patakok tartoznak ide.

27

6. HÉT A VÍZ MINŐSÍTÉSE Az ivóvízellátás céljaira felhasznált víz minősítésének konkrét módjait és a szennyezőanyag komponensek határértékeit tekintjük át. A minősítés módjait az alábbiak szerint csoportosíthatjuk: • Fizikai • Kémiai • Bakterológiai minősítés. 1. Fizikai minősítés: 9 Hőmérsékleti minősítés: ƒ optimális: 10-12 °C, ƒ 7 °C alatt az emberi szervezetre ártalmas, ƒ 14 °C felett az élvezhetőség csökken. 9 Szín, szag: átlátszó szagtalan és friss ízű legyen! 2. Kémiai minősítés: A szennyeződést jelző ionok és azok mennyisége alapján a szennyeződés eredetére, fokára és időpontjára következtethetünk. A kémiai komponensek meghatározásának eljárásai és a minősítés alapelvei ma már kifejlettek. A víz felhasználhatóságát a 3. táblázatban megadott, még megengedhető vízkémiai komponens-határértékek alapján lehet megítélni. Ennek ismeretében a víztisztítás módjáról és annak technológiájáról is dönthetünk.

28

3. táblázat Vízkémiai komponens-határértékek Vizsgált komponens

Vízszolgáltató berendezés

Minősítés Elfogadható

Tűrhető

• Egyes kutaknál

2,50

3,50

• Vízvezetékeknél

2,00

3,00

• Felszíni vízfelhasználás esetén.

3,00

4,00

• Egyes kutaknál

80,00

120,00

• Vízvezetékeknél

50,00

100,00

• Egyes kutaknál

0,05

0,20

• Vízvezetékeknél

0,00

0,10

• Egyes kutaknál

0,20

0,50

• Vízvezetékeknél

0,00

0,30

• Egyes kutaknál

50,00

80,00

• Vízvezetékeknél

30,00

50,00

-

1000,00

12,00

16,00

• Egyes kutaknál

30,00

45,00

• Vízvezetékeknél

20,00

30,00

• Egyes kutaknál

200,00

300,00

• Vízvezetékeknél

100,00

200,00

Vas (II)-ion

• Egyes kutaknál

0,30

0,40

(mg/l)

• Vízvezetékeknél

0,20

0,30

• Egyes kutaknál

0,20

0,30

• Vízvezetékeknél

0,10

0,20

0

Igen gyenge nyom

• Egyes kutaknál

0,20

0,30

• Vízvezetékeknél

0,10

0,20

• Egyes kutaknál

0,20

0,30

• Vízvezetékeknél

0,001

0,002

Oxigénfogyasztás (mg/l)

Klorid-ion (mg/l) Ammónium-ion (mg/l) Nitrit-ion (mg/l) Nitrát-ion (mg/l) Összes szilárd anyag (mg/l) Lúgosság (n HCl/l) Összes keménység (NK°) Szulfát-ion (mg/l)

Mangán (II)-ion (mg/l) Szulfid-ion (mg/l) Szabad klór (Cl2) (mg/l) Fenolok (mg/l) Réz (II)-ion (mg/l) Ólom (II)-ion (mg/l) Jodid-ion (mg/l) Fluorid-ion (mg/l)

• Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél • Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél

• Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél

• Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél • Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél • Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél • Egyes kutaknál • Vízvezetékeknél

29

2,00

0,10

Optimum: 0,02 - 0,10

Optimum: 1,00 – 1,50

Az ammónium-, nitrit-, nitrát-ion mennyiségéből a szerves szennyeződés időbeli folyamatára következethetünk: az ammóniumion jelenléte friss szennyeződésre illetve a lebontási (oxidációs) folyamat előrehaladására utal. 2. Bakterológiai minősítés: Az ivóvíz kórokozó illetve fekális szennyeződését jelző alkatrészeket nem tartalmazhat. A bakterológiai minősítés célja kettős: 9 Minőségi vizsgálat: Célja a vízben található baktériumok korokozó vagy ártalmatlan voltának megállapítása. 9 Mennyiségi vizsgálat: Célja a vízben élő baktériumok mennyiségének meghatározása. A vizek minőségi vizsgálata során rendszerint nem a kórokozó baktériumok jelenlétét állapítjuk meg, hanem csak a szennyezésjelző coli-baktériumok jelenlétét. Ilyen az ún. Escherichia-coli, amely a szennyvíz által okozott fertőzések következtében kerül a vízbe. Ezt biokémiai reakciók alapján határozzák meg. A vizet ún. Coli-szám alapján minősítik (4. táblázat). Ez az a legkisebb vízmennyiség ml-ben, amelyből a Coli-baktérium kitenyészthető. (Minél nagyobb ez a mennyiség, annál tisztább a víz.) 4. táblázat A coli-szám alapján történő vízminősítés Vízmennyiség (ml), melyben 1 colibaktérium található

A víz minősítése

100

Tiszta

10

Elég tiszta

1

Gyanús

0,1

Erősen szennyezett, használatra alkalmatlan

30

Vízminősítés Debrecenben A debreceni hálózat ivóvíz minőségének vizsgálatát a Debreceni Vízmű Rt. Központi Laboratóriuma napi vizsgálati rendjének megfelelően végzi, a hatósági ellenőrzést az ÁNTSZ szakemberei végzik. Magyarországon érvényes vízminőségi előírásokat alkalmazzák: 9 MSZ 450/1-1989: Ivóvíz minősítés fizikai és kémiai vizsgálat alapján 9 MSZ 450/2-1991: Ivóvíz minősítés mikroszkópikus biológiai vizsgálat alapján 9 MSZ 450/3-1991: Ivóvíz minősítés mikrobiológiai vizsgálat alapján Fizikai minősítés: A megfelelő ivóvíz átlátszó, színtelen, szagtalan, üdítő ízű és kívánatos hőmérsékletű folyadék. Kémiai minősítés: Az 5. táblázat a nagy gyakorisággal vizsgált több, mint 20 paraméter közül ismertet néhányat: 5. táblázat Kémiai minősítés a debreceni Vízmű Rt. laboratóriumában

31

Mikrobiológiai minősítés: A debreceni hálózatba kerülő víz mikrobiológiai szempontból megfelelő minőségű, ellenőrzését az év minden napján folyamatosan végzik. Minél tovább tartózkodik a víz a hálózatban, annál nagyobb eséllyel fordul elő, hogy a cső falán elszaporodnak egyes mikroorganizmusok. Ezt a folyamatot gyorsítja, ha a víz hőmérséklete meghaladja a 20 °C-ot.

1. sz. illusztráció Biológiai minták mikroszkópos és bakterológiai minták feldolgozása

32

2. sz. illusztráció VARIAN típusú atomabszorpciós készülék kémiai vizsgálatokhoz CARY 50 típusú spektrofotométer kémiai vizsgálatokhoz

33

A vizek tisztaságának védelme A vízellátás leggazdaságosabban akkor valósítható meg, ha: 9 a víz mennyisége elegendő, 9 az igényeket megközelítő minőségű 9 és a hasznosítás közelében található. Az ipar fejlődésével a kívánt mennyiségű és minőségű víz egyre nehezebben és költségesebben biztosítható. A vizek szennyezettsége ma már rendszerint nagyobb mértékben nő, mint amilyen ütemben azt a természet biológiai körfolyamatában feldolgozni képes. Ez azt eredményezi, hogy ma már a vízkészletek szennyeződés elleni védelme, a vízzel való minőségi gazdálkodás a vízgazdálkodás egyik legfontosabb kérdésévé vált. A vízminőség-védelemhez a vizek minőségének egységes alapon történő megítélése a fontos kiinduló alap. A szennyezőanyagok fajtáinak és mértékének megállapításához , a minőséget jelző mutatók értékelését nagymértékben elősegítik az Európai Unió (EU) által kidolgozott és elfogadott mutatócsoportok, az ezekhez tartozó komponensek és határértékeik rögzitése. Ez az értékelési rendszer a megadott határértékek alapján minősítik a vizeket. A vizek osztályozásának alapja a vízhasználók által támasztott minőségi igény (6. táblázat):

34

6. táblázat A vizek osztályozása Osztály

Jellemzés Tiszta víz.

I. osztály

Bármilyen felhasználásra alkalmas. Kissé szennyezett víz. Csak kezelés után hasznosítható kommunális ellátásra, valamint bizonyos ipari célokra.

II. osztály

Szennyezett víz. Bizonyos célokra korlátozottan alkalmazható. Ipari célra kezelés szükséges.

III. osztály

Nagyon szennyezett víz. A természetes öntisztuláshoz szükséges hidrobiológiai feltételek benne gyakorlatilag nem elegendők.

IV. osztály

Vízgazdálkodási alapfogalmak Vízkészlet-gazdálkodás: Ez a vízkészleteknek és a vízhasználók vízigényének mennyiségi és minőségi, valamint időbeli és térbeli összehangoláshoz szükséges tevékenységet fogja össze. A készletek és az igények között egyensúlyt gazdálkodási tevékenységgel kell tehát fenntartani. A vízigény mennyiségi oldala: azt a követelményt tartalmazza, hogy az emberi fogyasztás céljaira mindenkor és mindenhol rendelkezésre álljon a fogyasztás kielégítéséhez elegendő vízmennyiség. A vízigény minőségi oldala: azt a követelményt tartalmazza, hogy mindenkor és mindenhol legyen az emberi fogyasztás céljára alkalmas minőségű víz.

35

Vízminőség-szabályozás: a társadalmilag elismert vízszükségletek megkívánt minőségű szintjét hivatott műszaki-gazdasági és jogi eszközökkel biztosítani, úgy hogy az a termelőerőkkel és a termelési viszonyokkal, valamint a természeti tényezőkkel mindenkor összhangban álljon. A természetes vízkészletekben végbemenő fizikai, kémiai és biológiai folyamatok a vízbe kerülő idegen anyagok asszimilációjához vezetnek. A vízminőség-szabályozás alapját képező vízminőségi határértékeknek két típusa ismeretes. Az egyik a befogadókra vonatkozik, a másik pedig az elfolyó, illetve szennyvizekre. A befogadó-határértékek alkalmazása esetén tulajdonképpen mennyiségi és minőségi korlátok nélkül vezethető szennyvíz a befogadóba, ha a hatására a befogadó vízminőségi jellemzőinek koncentrációja nem lépi túl a magadott határértékeket. Az elfolyó szennyvíz határértékei kétféle módon állapíthatók meg: 1. A rendelkezésre álló tisztítási technológiák alapján, a gazdaságosság figyelembevételével állapítják meg a határértéket. Ez a fajta határértékrendszer a legegyszerűbb, könnyen ellenőrizhető és a beavatkozások egyszerűen végrehajthatók. Ez a módszer terjedt el a legjobban, ezt alkalmazzák pl. NagyBritanniában, Japánban és Magyarországon is. 2.

Az egyes szennyvízkibocsátókra egyedileg határoz elfolyóvíz-határértéket a vízfolyás terhelhetősége alapján.

meg

A vízigény A vízmennyiségre jellemző adat a vízigény, amely nem egyéb, mint a fogyasztóknak adott helyre és időszakra vonatkozó, a víz felhasználását célzó szándéka.

36

Az időszak terjedelmétől függően a vízigény lehet éves, továbbá esetenkénti és fajlagos. A vízigény nem mindig azonos a vízszükséglettel, vagyis azzal a vízmennyiséggel, amire a fogyasztóknak a vízhasználattal elérendő célra valóban szüksége van. A vízigény nagysága függ a vízhasználó termelésének terjedelmétől, technológiájától, az időjárás változásától. A vízigény mértéke tehát időben változik. Az indokolt vízigény és a valóságos vízfelhasználási érték gyakran különbözik egymástól. A vízmű-, illetve szennyvíztisztító telepeket a maximális napi, illetve órafogyasztásra méretezzük, a későbbi bővítés figyelembevételével. A könnyen bővíthető berendezéseket (kút, szűrő, szivattyú stb.) 10-15 évi fejlődésre, a nehezen bővíthető berendezéseket (csőhálózat, nagy tartályok stb.) 20-30 évi fejlődésre méretezzük. Azt a jövendő lakosszámot, amelyet n év után tiszta vízzel kell ellátni, illetve amelynek szennyvizét tisztítanunk kell, a következő összefüggéssel számítjuk:

Ln= Lo(1+z/100)n Lo: a kiindulási lakosszám Ln: a lakosság n év után z: az évi százalékos népszaporulat (értéke 0,2….4,0 között változhat) Az ivóvízellátásra és ipari célra való nyersvíz Az ivóvíz minőségi kritériumai: Különbséget kell tennünk a vízben található: egészségre ártalmas, mérgező és kellemetlen ízt és szagot okozó anyagok, valamint olyanok között, amelyek a víztisztítás során, illetve a csőhálózatban okoznak kellemetlenséget, de az egészségre ártalmatlanok. 37

Az ivóvízben: nem lehet semmiféle káros élőlény, mint pl. plankton, baktérium vagy vírus. Nem lehet benne emberi vagy állati ürülékből származó élőlény. (Ennek indikátora az Escherichia-coli baktérium, amely nem fertőző ugyan, de ürülékkel való kapcsolatra utal.) További kritériumok (7. táblázat): 7. táblázat További ívóvíz-kritériumok Jellemzők

Határérték

Algaszám

104 db/m3

Kóliszám

4 db/m3

Baktériumszám

5x104 g/m3

Oxigénfogyasztás

3,5-10 g/m3

α-sugárzás

0,111 μBq/cm3

Nitrát-tartalom

40 g/m3

Nitrit-tartalom

Nem lehet

Klorid-tartalom

100 g/m3

Szulfát-tartalom

300 g/m3

Vas-tartalom

0,2 g/m3

Mangán-tartalom

0,1 g/m3

Ammónia-tartalom

0,5-2,0 g/m3

Ezenkívül a víz színtelen, szag- és ízmentes legyen. Hőmérséklete lehetőleg ne legyen több 15 °C-nál magasabb. Nem lehet a vízben agresszív szénsav (a korrózió elkerülésére). Keménysége pedig ne legyen több mint 250 CaO g/m3.

38

Az iparivíz minőségi kritériumai: Sokszor még az iparágon belül is eléggé eltérőek az igények. A tendencia azonban olyan, hogy azok mindinkább az ivóvíz-minőség felé mutatnak. Igen fontos, hogy a szolgáltatott víz minősége mindig azonos legyen. Nagy vonatkozásokban az ipar igényét az alábbiakban lehet összefoglalni: Az ipari víz ne tartalmazzon: 9 biológiai eredetű, illetve biológiai folyamatokat elősegítő anyagokat ( mikroorganizmus, tápanyag) 9 színeződést okozó anyagokat (vas, mangán) 9 lerakódást okozó anyagokat (karbonátkeménység) 9 korroziót okozó anyagokat (mész-szénsav egyensúly, egyes anionok) A legnagyobb mennyiségű ipari vízigénnyel a hőerőművek, a későbbiekben pedig az atomerőművek jelentkeznek, ahol a vizet hűtésre használják. A hűtővíztől elsősorban azt követeljük meg, hogy ne tartalmazzon: 9 agresszív savakat, 9 szulfátot, 9 kloridot, 9 továbbá a csövek eltömődését okozó lerakódó anyagokat 9 és algákat.

39

7. HÉT VÍZSZERZÉS Vízszerzési lehetőségek: A vízigények kielégítésére a víz előfordulása szerint a következők a szerzési lehetőségek: 1. Felszíni víz: 9 vízfolyás 9 tó 9 természetes tározó (tenger) 9 mesterséges tározó 2. Felszínalatti víz: 9 partiszűrésű víz 9 talajvíz 9 mélységi víz 9 forrás 9 karsztvíz A települési vízbeszerzésnél általában az a törekvés, hogy először a rendelkezésre álló felszínalatti vizeket használják fel. Ez érthető, hiszen ezek általában kevésbé szennyeződnek, s ily módon tisztításuk vagy felesleges, vagy viszonylag egyszerűbb, tehát gazdaságosabb. A felhasználható mennyiség tekintetében a helyzet a felszíni vizek esetében a kedvezőbb. A mennyiségi igények rohamos növekedésével egyre inkább a felszíni vizek felhasználására kerül sor, de szennyezettebb voltuk miatt a tisztításuk bonyolultabb, tehát költségesebb. Ha az ellátandó terület körül többféle víz fordul elő, akkor a mennyiségi, minőségi, illetve a gazdaságossági szempontok együttes mérlegelése alapján választjuk meg az optimális vízszerzési módot. 40

Víztermelő módok és berendezések: 1. Felszíni vízkivételi művek: Többféle módszer ismert ebben a tekintetben, amelyek közül két jellemző típus a következő: a) Szívófejes vízkivétel: Amennyiben kellő vízmennyiség és nagyobb vízhozam áll rendelkezésre, a szívófejes vízkivételi művet célszerű alkalmazni (1. ábra).

1. ábra Szívófejes vízkivétel (LKV: legkisebb vízállás, LNV: legnagyobb vízállás, KV: közepes vízállás)

9 A vizet kis nyomású szivattyú nyomja - a tisztítási igénytől függően – dobszűrőre, homokfogóra, stb. 9 A szívófej és a szivattyú közötti kapcsolatot lehetőleg a sodorvonalig benyúló szívócső közvetíti. 9 Az árvízvédelmi biztonság miatt a szívóvezeték aknába helyezett tolózárral legyen kiiktatható. 9 A szívófej a meder felett megfelelő magasságban alakítandó ki. 9 A szívófej teteje a legkisebb vízállás alkalmával is legalább 1 m mélységben legyen a vízfelszín alatt. 9 A szívás áramlási sebessége a hordalék-lerakódás elkerülése céljából legalább 0,5 m/sec legyen. 41

9 A szívóvezetéket kotrással vagy vízágyúval a mederbe be kell ágyazni. 9 Biztonsági okokból célszerű kettős szívóvezetéket alkalmazni. Gondoskodni kell a vezeték visszamosásának lehetőségéről is. b) Aknás vízkivétel: Erősen változó vízállású, vagy kis vízmélységű felszíni víz esetében az aknás vízkivétel a célszerű megoldás. A vízfolyás homorú partján, ahol a sodorvonal a partot megközelíti, az akna rendszerint vágóéles vasbeton kútsüllyesztés révén alakítható ki.

2. ábra Aknás vízkivétel (LKV: legkisebb vízállás, LNV: legnagyobb vízállás, KV: közepes vízállás)

9 A fenék visszazáró. Az aknából a vizet függőleges tengelyű szivattyúk emelik. 9 Ez a megoldás 40-50 cm mederbeli vízmélység esetén is alkalmazható, hiszen az aknában ilyenkor is kellő vízoszlop biztosítható. 42

9 Az aknás vízkivétel azonban nagyobb vízfolyások (pl.: Duna) is létesíthető. Vízkivételi műtárgyként ilyenkor – vagy a pert mentén vagy a mederben – vasbeton szekrényt süllyesztenek le. Ennek legalsó szintjét a víztér, középső részét a cső- és a szivattyútér, a felső részét pedig a motorház és a kezelőtér alkotja. 2. Felszínalatti vizek beszerzése: A porózus vízadó közegből való víztermelés tulajdonképpen mindig a szűrés kedvező tisztító hatásának a kihasználásán alapul. Minden esetben, amikor a víz a porózus közegben szivárog, tulajdonképpen a szűrés útján való víztisztításról beszélhetünk. A durvább szemcséjű közeg kevésbé, a finomabb szemcséjű közeg jobban tisztít! A vízszerzéssel kapcsolatos szűrési folyamatok nem csak hidraulikai folyamatoknak tekinthetők. Ha valamely szennyezőanyagot is tartalmazó víz a porózus közegbe beszivárog tulajdonképpen a szűrés kezdetétől: 9 a mechanikai (pl. ülepedés), 9 kémiai (kristályos vagy zselatinszerű csapadékképződés), 9 és biológiai folyamatok (mikroorganizmusok lebontó tevékenysége) egyaránt jelentkeznek, csak egyik nagyobb, másik esetleg elhanyagolható mértékben. A felszínalatti vizek kinyerésének módszerei: Talajvízdúsítással Partiszűrésű víztermelő berendezésekkel 1. Talajvízdúsítás: A hazai geológiai adottságok olyanok, hogy a vízfolyások mentén jelentős homokos, kavicsos rétegek helyezkednek el. A mederben lévő vízállás szintjétől függően a víz vagy a mederből a kavicsteraszba vagy a teraszból a mederbe áramlik.

43

Ha tehát ezekből a rendszerint bő víztározóképességű és jó vízminőséget biztosító rétegekből a kis vízállás időszakában is a nagy vízálláshoz tartozó vízmennyiséget kívánunk kitermelni, akkor a teraszt dúsítani kell. A talajvízdúsítás célja: a felszíni vizet övező jó vízvezetőképességű réteg vizének felülről, mesterséges beszivárogtatás révén való növelése. A nyers vizet kezelésének lépései dúsításkor: 9 Előtisztítás: Az előtisztítás a nyersvíz szennyezettségi fokától, illetve az előtisztítás mértékétől függően lehet: ülepítés, derítés, gyorsszűrés, vagy ezek kombinációi. 9 Vízvezető rétegbe történő szivárogtatás: Az előtisztító berendezésből átkerülő víz a beszivárgó-dúsító térbe kerül, mely lehet: medence, árok, tó vagy kút. 9 Kitermelés a megcsapoló berendezésekkel rétegből. 2. Partiszűrésű víztermelő berendezések használata: Típusai: a) Víztermelés galériával: Kétféle megoldás ismert az a medergaléria és a partigaléria. A medergaléria létesítésekor a meder alatt úszó kotró segítségével munkaárkot létesítenek, majd abba réselt csövet fektetnek (3. ábra). 9 A szűrőágyazat több rétegű a csőtől felfelé a szemcseméret finomodik. Legfelülre durva kavicsszórás kerül. 9 A minimális szűrési mélység 3,5 m-nél kisebb nem lehet. 9 A mederbeli vízmélység 1,5-2,0 m kell legyen. 9 A galériacsőből a víz pl. szivornyával emelhető a gyűjtőaknába, amit a parton célszerű elhelyezni. 9 Az így nyert vizet általában ipari vízként hasznosítják.

44

3. ábra Medergaléria A partigaléria esetében a vízszintes elhelyezésű réselt cső a meder mellé kerül. 9 A cső köré kétrétegű kavics-szűrőréteget kell helyezni. Ehhez munkaárok kialakítása szükséges. 9 A galéria cső anyaga acél agy azbesztcement. Egy galériaszakasz hossza kb. 150 m. 9 A galériák építése meglehetősen költséges, de előnyük, hogy a fajlagos vízadó képességük kedvező és a velük a partszakasz hidraulikai szempontból egyenletesen terhelhető.

4. ábra Partigaléria 45

b) Víztermelés kutakkal: Számos fajtájuk ismert. Egyik típusa a csőkút. A csőkút jellemése: 9 Egyik legfontosabb víztermelő berendezés. 9 A fúrt kutak csoportjába tartozik. 9 Rendszerint kútsorba berendezéseket.

telepítve

alkalmazzák

ezeket

a

9 Elhelyezése merőleges a talajvíz áramlási irányára. 9 Szerkezetét a 5. ábra mutatja be. Legfontosabb része a kb. 300 mm átmérőjű, résekkel ellátott szűrőcső. 9 Előnyös a kút hidraulikai átmérőjének növelése, mely kavicsszűrőréteggel valósítható meg. Ily módon a kút vízhozama nő. 9 Legmélyebb része az iszapfogó. A szűrőcsőbe kerül a szívócső, amely a szifonvezetékhez vagy szivattyúhoz csatlakozik. A szűrőcső anyaga acél vagy azbesztcement.

46

5. ábra Csőkút

47

Építése: ƒ Kb. 1000-12000 mm átmérőjű köpenycső lesüllyesztése száraz vagy öblítéses fúrással, belsejéből a talajt kiemelik víz alatti kotrással vagy az öblítővízzel zagyként. ƒ Az üres köpenycsőbe leeresztik a 600-800 mm átmérőjű béléscsövet. ƒ E két cső közötti térbe a finomabb szemcséjű szűrőkavicsot töltik be, miközben a külső köpenycsövet fokozatosan visszahúzzák. ƒ A béléscső üres terében mintegy 300 mm átmérőjű szűrőcsövet eresztik le. ƒ A béléscső és a szűrőcső közötti teret a durvább kavicsanyaggal töltik ki, miközben a béléscsövet kihúzzák. ƒ Végül a szűrőcső belső terébe a szívócsövet eresztik le. c) Forrásfoglalás: A források vizének foglalását megelőzően a vízmennyiség ingadozást kell megvizsgálni. A legnagyobb és a legkisebb vízmennyiség hányadosára, az ún. ingadozási arány ismeretére van szükség: IQ=Qmax/Qmin Ennek ismeretében a forráshozamok megállapíthatók (8. táblázat): 8. táblázat Forráshozamok az ingadozási arány ismeretében IQ

Forráshozam

1,0-3,0

Kitűnő

3,1-50

Igen jó

5,1-10,0

Jó

10,1-20,0

Mérséklet

20,1-100,0

Rossz 48

A forrásfoglalás célja: a felszínre jutó forrásvíz szennyeződés elleni védelmének biztosítása, továbbá a felhasználás feltételeinek szakszerű megteremtése. A forrásfoglalás lehet: 9 Aknás: ügyelni kell arra, hogy a forrás természetes kifolyási szintjét ne emeljük, vagyis duzzasztást ne létesítsünk, mert a víz ebben az esetben máshol szökhet el (6. ábra).

6. ábra Aknás forrásfoglalás 9 Galériás: akkor indokolt, ha a leszálló forrás vize rétegvonal mentén, nagyobb területen bukkan a felszínre. A galériacsőbe jutó víz a vízzáró kialakítású gyűjtőaknába gravitációsan áramlik. A csapadékvíz beszivárgása ellen a galéria fölé agyagtömítést építenek (7. ábra).

49

7. ábra Galériás forrásfoglalás d) Karsztvíztermelés: A karsztvíz a mészkövek és dolomitok üregrendszerében, járataiba, repedéseiben tárolt víz. A kinyerés módjai: 9 Karsztkút: A víztermelő mű 20 m-nél sekélyebb mélységből szállítja a felszínre a vizet. Rendszerint sziklás vízadó közegbe nyúlik. 9 Karsztakna: A 20 m-nél mélyebb szintről való víztermelő mű. Rendszerint bő vízadó képességű vízvezető járatokat harántol, ezért hozama is több (8. ábra).

8. ábra Karsztakna 50

Védőövezetek A szennyeződések elkerülése céljából a kutakat, víztisztító berendezéseket, tározómedencéket védőövezettel kell ellátni. A védőövezet külső és belső övezetre oszlik. Kijelölésénél a felszín alatti vizek mozgásának sajátosságait is figyelembe kell venni. A nyersvíz szállítása a kezelőtelepre A kitermelt vizet nyersvíznek nevezzük. Ez az esetek zömében közvetlenül nem használható fel, hanem kisebb-nagyobb tisztításnak kell alávetni. A víz a beszerzés helyéről a tisztítótelepre háromféleképpen vezethető: 9 Gravitációs vezetéssel: Akkor alkalmazható, ha a kezelőtelep a termelés helyének szintjénél mélyebben fekszik. 9 Szivornyarendszerrel: Az egyes kutakból s gyűjtőaknába szállítja a vizet. Az aknából szivattyú segítségével vezetik tovább. 9 Nyomóvezetékkel: Akkor alkalmazható, ha a vízkezelő telep a víztermelés helyénél magasabb szinten fekszik.

51

8. HÉT VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK I. Célja: A felhasználni kívánt vízből a szennyeződések eltávolítása, a víz felhasználásra alkalmassá tétele. A víztisztítás különféle- fizikai, kémiai illetve biológiai jellegű – eljárások és azokon belül is sok-sok művelet sorozata. Amikor több eljárást alkalmazunk valamilyen termék előállítására, eljárások kombinációjáról, röviden technológiáról beszélünk. A víztisztítás technológiájában a termék a megtisztított víz. Az eljárások kémiai (biokémiai) változásokat idéznek elő, a műveletek maguk mindig fizikai jellegű beavatkozást valósítanak meg. A víztisztítási eljárásokat összefoglalóan a 9. táblázat szemlélteti: 9. táblázat Víztisztítási eljárások

52

A víztisztítási eljárásokat tehát 3 nagy csoportba sorolhatjuk: 9 Mechanikai 9 Kémiai 9 Biológiai Egyes esetekben csak a mechanikai, más esetekben a mechanikai és kémiai műveleteket együttesen alkalmazzuk. A táblázat felhívja a figyelmet a természetben jelentkező, a kutakkal, galériákkal, talajvízdúsítással stb. kapcsolatos szivárgási (szűrési) folyamatokra is. A mechanikai, kémiai és biológiai folyamatok rendszerint ezeknél is jelentkeznek. A víztisztítás alapelve az, hogy először a durvább, majd a finomabb szennyezőanyagokat választjuk ki a vízből a vízminőségi igényeknek megfelelő mértékig. A víztisztítási műveletek céljukat illetően két csoportba oszthatók: 9 Ivóvíztisztítás 9 Ipari víztisztítás. A következőkben a víztisztítási eljárásokat a 9. táblázatnak megfelelő csoportosítás szerint ismerjük meg: I. Mechanikai víztisztítási eljárások A mechanikai tisztításnál közismert, hogy a fizikából ismert törvényszerűségeket hasznosítjuk, vagyis a vízből kiszűrjük vagy ülepítéssel visszatartjuk azon anyagokat, amelyek ilyen módon kiválaszthatók. 1. Gerebek: A tisztításra kerülő felszíni vízből először a durvább szilárd úszó (vagy lebegő) szennyeződések távolítandók el. Ilyen anyagok a fadarabok, ágak, széna, télen a jégdarabok stb. Ezt a feladatot a gerebek látják el.

53

A gereb lehet: 9 durva-, 9 vagy finom gereb. A durva gereb pálcát között résszélesség 20-30 mm, a finom gereb esetén pedig 1,5-15 mm. A 9. ábra egy finom gerebet szemléltet. Tisztítása forgókefével, nagyobb résszélességnél fésűs szerkezettel valósítható meg. A végtelen szalag mozog, a kefe (vagy a fésű) forog. Anyaga rozsdamentes acél.

9. ábra Finom gereb

54

Méretezése: a hasznos gerebnyílás felülete [m2] a következő összefüggésből határozható meg: Fny= Q/(k1 k2) illetve

k2=s/b

Ahol: 9 Fny: hasznos gerebnyílás felület (m2) 9 Q: vízhozam (m3/sec) 9 k2: a gereb felület eltömődésének mértékét kifejező tényező (kb. 0,75) 9 v: a víz áramlási sebessége a pálcák közötti keresztmetszetben (m/sec) 9 s: az egyes pálcák szélessége (mm) 9 b: a szomszédos pálcák közötti nyílás szélessége (mm)

A gerebekkel való tisztítás elsősorban a szivattyú zavartalan működésének biztosítása szempontjából lényeges. A gerebek tisztítását felülről kézi erővel, vagy gépi működtetésű berendezésekkel végzik. 2. Szitaszűrők: A szitaszűrők esetében: ƒ a lyuggatott lemezen, ƒ fém vagy műanyag huzalú szöveten, ƒ fonaton vagy hálón való vízátvezetés során végzik a víztisztítást. A következőkben a mozgó szitaszűrők közül a: 9 dobszűrővel és a 9 szalagszűrővel foglalkozunk. 2.1. Dobszűrők: Kétféle megoldásuk lehet: ™ gravitációs, nyitott ™ nyomás alatti, zárt. a) A gravitációs, nyitott dobszűrő (10. ábra) a víztisztító berendezések előtt alkalmazandó. 55

Célja: a vízben levő kisebb, úszó anyagok (p1. falevelek), szesztonszervezetek eltávolítása. Ezáltal a derítő és a gyorsszűrő működése jóval kedvezőbbé válhat. Tervezésénél: az szükséges, hogy a szivattyúhoz a víz gyakorlatilag azonos vízállás mellett érkezzen, s utána gravitációs vízelvezetés legyen. Ezért nem alkalmazható vízfolyásnál.

dobszűrő

változó

vízállású

felszíni

10. ábra Gravitációs, nyitott dobszűrő 9 A szűrőfelület vízszintes tengelyre szerelt és a tengelyen forgatható hengeres dob. 9 Palástja rendszerint erős háló, amire szitaszövetet feszítenek. Ez utóbbi végzi a tisztítást. 9 A dob nyersvíz felőli vége nyitott, másik vége a vízátnemeresztő kúpos felület közbeiktatásával zárt. E miatt a víz a hengeres paláston belülről kifelé szűrődik, miközben a szennyeződés a szitaszűrő belső felületén rakódik le. 56

9 A dobnak rendszerint csak a tengely alatti fele merül a vízbe. 9 Forgás közben a lerakódott szennyeződés a szita belső oldalán a vízfelszín fölé kerül, ahonnan azután az öblítő vízsugár azt az elvezető vályúba mossa. 9 A dob nyitott vége és a nyersvíz bevezető csatorna betonfala között vízzáró csatlakozás szükséges, nehogy a nyersvíz a dobot megkerülhesse. A dobot villamos motor forgatja. A dobszűrő általában a tisztítótelep első műtárgya, ipari víz esetében azonban önálló műtárgyként is szerepelhet. Egy nyitott dobszűrő teljesítménye kb. 2000 m3/óra, szitaszövetének nyílásmérete 1, 4 mm. b) A zárt dobszűrő: előnye a nyitottal szemben az, hogy a dobszűrő után nincs szükség újabb vízemelésre. 2.2. A szalagszűrő: A gerebek után alkalmazható. Rendszerint két vízszintes tengelyű görgő között kifeszített, végtelenített szitaszalag (11. ábra).

11. ábra Szalagszűrő

57

9 A felső meghajtott görgő forgása révén időszakosan, vagy állandó, egyenletes sebességgel mozog. 9 Függőleges, vagy enyhén dőlt elhelyezésű lehet. 9 Igen nagymértékű vízszintingadozáshoz képes igazodni. Ezért alkalmas vízfolyásokra telepített felszínivíz kivételi művek szivattyúi előtti durva uszadékok eltávolítására. 9 A 11. ábrán a víz a szalagszűrő felfelé mozgó felületén keresztül áramlik folyásirányban. 9 A szennyezőanyag a vízszint hidraulikus úton távolítható el.

fölött

mechanikus,

vagy

3. Ülepítés és derítés: A gerebbel és szitaszövettel mechanikailag durván tisztított víz további tisztításra szorul. A sorrendben következő, eltávolítandó anyagok a lebegőanyagok. Ezek zömmel szervetlen anyagok. A 10-4 mm-nél nagyobb átmérőjű lebegőanyagokat ülepítéssel távolítjuk el. Az ülepítés révén a víz fajsúlyánál nagyobb fajsúlyú szilárd anyagokat a vízből a gravitáció segítségével választjuk ki. Ebben a szemcsetartományban az ülepítést elsősorban a gravitációs erő befolyásolja. Az ilyen nagyobb szemcséjű anyagok mechanikai ülepítésnek nevezzük.

ülepítését

egyszerű,

A 10-4 mm-nél kisebb átmérőjű lebegő anyagok mechanikai folyamatok révén nem ülepíthetők. Az ilyen finom anyagok ülepítése derítéssel érhető el. Az ülepítés: A szilárd szemcsés anyag mesterséges leülepítése gravitáció hatására, rendszerint víztérben. Ülepítés során tehát a folyadék és a szemcse egyaránt mozog. Ülepedés folyamatánál a szemcse mozog, a folyadék azonban nyugalomban van. 58

Derítés: Mechanikai és kémiai víztisztítási eljárás kombinációja. A tisztításra szoruló vízben kolloidális méretű lebegőanyagok vagy kolloidálisan oldott anyagok is jelen vannak. Ezek a víztérben zegzúgos pályán haladnak és a Brown-féle mozgás törvényeinek vannak alávetve. A derítés az egyszerű mechanikai ülepítésnél jóval összetettebb folyamat: derítés = pelyhesítés + ülepítés. A tisztítás-technológiai folyamatokon belül a derítés célja rendszerint az, hogy a víz olyan mértékig váljon tisztulttá, amely már gyorsszűrőre bocsátható. A derítés révén azonban nemcsak a kolloidális méretű lebegőanyagok és a kolloidálisan oldott anyagok távolíthatók el a vízből, hanem p1. a derítőszer biológiai szempontból toxikus hatására a mikroorganizmusok jelentős része elveszíti normális biológiai funkcióit, s ily módon önálló mozgóképességüket elvesztve, beépülnek a pelyhekbe és így ülepíthetővé válnak. A derítőberendezéseknek ily módon tehát biológiai hatásfokuk is jelentkezik, ami a víztisztítás szempontjából feltétlenül kedvező. Sőt a derítéstől egyre inkább azt is várjuk, hogy egyéb szennyező anyagok (p1. olaj, fenol, detergensek) is minél nagyobb mértékben e1távoíthatók legyenek a vízből. Derítőszerek: A derítőszerek két csoportja ismert: 9 alumínium- (pl. Al2(SO4)3), 9 és vas-vegyületek (pl. Fe2(SO4)3, FeCl3 x 6 H2O, FeSO4 x 7 H2O). A lejátszódó reakciók a következők: Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2 FeCl3 + 3 Ca(HCO3)2 = Fe(OH)3 + CaCl2 + 6 CO2 59

Derítéskor általában 20-100 mg/l koncentrációnak mennyiségű alumínium-szulfátot adagolnak a vízhez.

megfelelő

Az alumínium-szulfát a víz karbonát-keménységével reagál és azt csökkenti. Literenként 40 mg Al2(SO4)3 x 18 H2O adagolása következtében a víz karbonát-keménysége egy német keménységi fokkal csökken (a nemkarbonát-keménység pedig ugyanennyivel nő). A vas-kloridot hazánkban elsősorban télen alkalmazzák az alumínium-szulfát mellett kisebb mennyiségben, mert jelenléte annak hidrolízisét gyorsítja.

60

9. HÉT VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK II. Ülepítő- és derítőberendezések: Az ülepítő- és derítőberendezések célja egyaránt a vízben lebegő anyagok eltávolítása. Az ülepítőkkel a durvább-, a derítőkkel a finomszemcséjű lebegőanyagok választhatók ki a vízből. Ily módon a berendezések az eltávolítandó szemcse mérete szerint is osztályozhatók: 9 a 0,1 mm-nél nagyobb átmérőjű szemcséket ülepíti: a homokfogó 9 a 0,1 és 0,02 mm szemcsetartományt az ülepítő választja ki. 9 A 0,02 mm-nél kisebb átmérőjű kolloid-szemcsehalmaz eltávolítása derítővel lehetséges. a) Homokfogó: A homokfogóban a durva, szemcsés lebegőanyagok ülepíthetők a gravitációs erő hatására. A homokfogót a tisztítórendszerben rendszerint csak a gerebek és a dobszűrő előzi meg. A tisztítóberendezések előtt homokfogót akkor kell alkalmazni, ha a tisztítandó víz lebegőanyag-tartalma a 100 mg/l-t meghaladja és ebben a 0,1 mm-nél nagyobb szemcsehalmaz aránya a 20 %-ot eléri. Háromféle jellegzetes berendezés terjedt el a gyakorlatban: ƒ Hosszanti átfolyású homokfogó gúlafenékkel, mechanikus kotrószerkezet nélkül (12. ábra): A hosszanti átfolyású medencébe a nyersvíz az egyik végfalon keresztül áramlik. A tisztított víz a szemközti falban elhelyezett bukóvályún át távozik. A leülepedett homok a gúla alakú tölcsérekben gyűlik össze, s alul távozik.

61

A tölcsérek oldalfalának hajlásszöge 60°. Az átfolyási sebesség: 30 cm/sec.

12. ábra Hosszanti átfolyású homokfogó gúlafenékkel, mechanikus kotrószerkezet nélkül ƒ Hosszanti átfolyású homokfogó, mechanikus kotrószerkezettel (13. ábra): Elsősorban ipari víz tisztításánál, nagy vízmennyiség, de kisebb vízminőségi igény esetén alkalmazható. Gyakran önálló műtárgyként is szerepel. Az átfolyási sebesség ebben az esetben 30 cm/sec-nél kisebb. Az iszapot folyamatosan mozgó vonólapátos kotrószerkezet szállítja a bevezetés helyén lévő iszapzsompba. A kotrószerkezet motoros meghajtású. Rendszerint több egység épül egymás mellé.

13. ábra Hosszanti átfolyású homokfogó, mechanikus kotrószerkezettel 62

ƒ Zárt, nyomás alatti homokfogó (14. ábra): Ha a víztisztító művet nagyobb távolságra telepítették a vízkivételi műtől, akkor a csővezeték védelme érdekében már a vízkivételi műnél célszerű a homokot kiválasztani a vízből. Ez zárt, nyomás alatti homokfogóval is megvalósítható. A berendezés ferdén elhelyezett acéltartály. Keresztmetszete a nyersvizet vezető csővezeték keresztmetszetéhez képest lényegesen nagyobb. A nyersvíz perforált lemezen át jut az ülepítőtérbe. A tisztított víz annak felső teréből vezethető el. A tartály 20-30°-os dőlésszöge az iszap eltávolítását segíti elő. A tartózkodási idő: 20-30 perc.

14. ábra Zárt, nyomás alatti homokfogó b) Ülepítő-berendezések: A 0,1-0,02 mm között szemcseméretű szennyeződések kiválasztása valósul meg ezekben a berendezésekben, vegyszeres kezelés nélkül.

63

Három típusuk terjedt el: ƒ Hosszanti átfolyású ülepítő, vonólapátos kotrószerkezettel (13. ábra): Kialakítása és működése a 13. ábrán bemutatott homokfogó berendezésével azonos. A berendezés fedett megoldású is lehet. ƒ Hosszanti átfolyású ülepítő, lépcsőzetes vízelvezetéssel, víz alatti kotrószerkezettel (15. ábra): Az előbbi készülék működése javítható, ha a tisztított vizet nem egy szelvényben, a medence elfolyási végénél, hanem több helyen elhelyezett bukókkal vezetik el. Az első vályú a medence befolyási végétől az ottani vízmélységnek megfelelő kétszeres távolságra helyezhető el. A vízelvezető vályúk miatt más kotrószerkezetet kell kialakítani: ez víz alatti végtelenláncos kotrólapátos szerkezet, mely a lejtős fenéken leülepedett iszapot a gyűjtőzsompba kotorja. Vegyszerrel előkezelt víz ülepítésére is alkalmas.

15. ábra Hosszanti átfolyású ülepítő, lépcsőzetes vízelvezetéssel, víz alatti kotrószerkezettel ƒ Sugárirányú átfolyású ülepítő, körbeforgó kotrószerkezettel (16. ábra): Ez a típus a szennyvíztisztításban használt Dorr-típusú ülepítővel azonos kialakítású.

64

A nyersvizet a medence közepén vezetik be. Ebből a térből sugárirányú, kis sebességű áramlás alakul ki. A tisztított víz az oldalsó gyűjtővályúval vezethető el. A leülepedett iszapot kotrószerkezet kaparja a középen elhelyezett zsompba.

16. ábra Sugárirányú átfolyású ülepítő, körbeforgó kotrószerkezettel c) Derítők: A vegyszeres kezelés eredményeképpen keletkezett pelyhesedett lebegőanyag ülepítését derítő végzi. Ezek két nagy csoportba sorolhatók: ƒ Hosszanti átfolyású derítő, lépcsőzetes vízelvezetéssel, víz alatti kotrószerkezettel (15. ábra): Ez a 15. ábrán bemutatott ülepítővel azonos szerkezeti felépítésű. A különbség az, hogy itt a víz flokkulálása külön térben végezhető. ƒ Függőleges áramlású derítő (17. ábra): Ezekben a derítőkben a víz alulról felfelé áramlik, miközben bizonyos méretű pelyhek lebegő állapotba jutnak. A lebegő iszapfelhő kialakulása után a felfelé áramló lebegő anyagokat mintegy megszűri, így az ilyen derítőket szűrőderítőknek is nevezik. Az érkező pelyhek a már lebegő pelyhekkel ütköznek, összetapadnak, majd súlyosabbá válva leülepszenek. 65

17. ábra Függőleges áramlású derítő 9 A vegyszerrel elkevert vizet a középső ejtőcsőbe vezetik, s a tisztítandó víz alul a szélesedő tölcsér alatt lép ki. 9 A tölcsér és a külső oldalfal közötti térben a nagyobb áramlási sebesség a pelyhesedett lebegő anyagokat bizonyos magasságban lebegésben tartja. 9 A tiszta víz a felül elhelyezett bukón távozik. 4. Szűrés: A szűrés célja: a vízben lévő kolloidális méretű lebegőanyagok, pelyhek, mikroorganizmusok, kémiai szennyezőanyagok eltávolítása. A szűrés a víztisztítás egyik legfontosabbnak tekinthető művelete.

66

Beszélhetünk: 9 természetes 9 és mesterséges szűrési folyamatról. Elsősorban a mesterséges szűrési eljárásokkal foglalkozunk, melyek a 18. ábra szerint csoportosíthatók:

18. ábra Mesterséges szűrési eljárások (ahol: *részben kémiai és biológiai, **részben mechanikai és biológiai, ***részben mechanikai és kémiai, Δ: gyorsszűrés) Tulajdonképpen minden esetben összetett folyamat alakul ki, vagyis nem beszélhetünk csak szigorúan mechanikai, kémiai, illetve biológiai mesterséges szűrésről. A mesterséges szűrési eljárások zöme gyorsszűrés, így a továbbiakban elsősorban ezzel foglalkozunk. Gyorsszűrés: Célja: a rendszerint szükséges előtisztítás (pl. ülepítés, derítés) után még a vízben maradó finomabb szemcsés vagy pelyhes lebegőanyagok, valamint mikroorganizmusok egy részének eltávolítása olyan mértékig, hogy a gyorsszűrőn átjutott víz vízminőségi jellemzői az előírt minőségi követelményeknek megfeleljenek. 67

A gyorsszűrő tehát az esetek zömében önállóan nem alkalmazható, szűrés előtt a vizet előtisztításnak kell alávetni. Szűrés után a vízminőségi igényektől függően a víz további kezelésére is szükség lehet (pl. csírátlanítás). Egy tipikus gyorsszűrőt mutat be a 19. ábra.

19. ábra Gyorsszűrő A gyorsszűrőre érkező, előtisztított víz a szemcsés közegen szivárog keresztül, majd az ez alatti támrétegen keresztül a szűrőfenékbe épített szűrőgyertyák nyílásain keresztül távozik. Ennek megfelelően először a szemcsés közeg szűrési folyamata, majd a szűrőgyertyán keresztüli vízmozgás jellemzése szükséges.

68

A lebegőanyagok kiszűrődése a szűrőrétegben elsősorban három alapfolyamattal hozhatók kapcsolatba: ƒ A szűrőréteg felszínére a lebegőanyagok egy része leülepszik, tehát az ülepítő-hatás jelentkezik. ƒ A homokréteg feletti vízrétegben és bizonyos mértékig valószínűleg a homokrétegben is az átszivárgó szennyezőanyagok koagulációja folytatódik. Ez a folyamat a lebegőanyagok kiszűrődését fokozottabban elősegíti. ƒ A lebegőanyagok felületet és a homokréteg szemcséinek felülete között megnyilvánuló elektrokinetikai hatások. A szűrő eltömődésének elhárítására időként öblítővíz segítségével alulról felfelé irányuló öblítést végeznek. Alkalmazhatnak öblítőlevegőt is, amelyet külön csővezetéken át vezetnek a szűrőfenék alatti térbe. A gyorsszűrőket - a tisztítandó víz mennyiségétől függően készíthetik: 9 nyitott 9 vagy zárt változatban. A kisebb vízmennyiséget célszerű zárt változatban tisztítani, így a zárt gyorsszűrőket vas- és mangántalanításhoz, illetve ioncserés vízkezeléshez alkalmazzák. A kialakítást befolyásolja továbbá: 9 az egyszeri vagy többszöri vízemelés 9 és a hálózati nyomás ésszerű összehangolása. Ha előkezelés (pl. derítés) nem szükséges akkor is a zárt rendszer létesítése az előnyös. A zárt gyorsszűrők alaptípusait a 20. ábra mutatja be.

69

Ezek a következők: ƒ Egyszerű (egyrétegű) szűrő: vastalanításhoz nagyon alkalmas. ƒ Előszűrős szűrő: vas- és mangántalanítás egyidejű műveletéhez alkalmazzák. A felső réteg a vascsapadékot szűri ki, az alsó réteg pedig a mangántalanítást végzi. ƒ Kettős szűrő: két azonos felépítésű és rendeltetésű szűrőréteget tartalmazó berendezés. Előnye, hogy a helyszükséglete kisebb. ƒ Fekvőszűrő: előnye, hogy a szűrési felület nagyobb és ezáltal a szűrt víz mennyisége is. Hátránya, hogy a szűrőréteg vastagsága kisebb, ezért a víz minősége romlik.

20. ábra Zárt gyorsszűrők típusai Lassúszűrés: A tisztítandó vizet a gyorsszűrőnél lényegesen kisebb (0,5 m/óra) szűrési sebességgel szűri. A szűrőhomok finomabb szemcséjű: 0,30 - 0,75 mm. Így a lassúszűrő a vizet nem csak mechanikai, hanem ezzel egyidejűleg biológiailag is tisztítja. Ezért biológiai szűrőnek is nevezik. Szűrési hatásfoka: lényegesen nagyobb a gyorsszűrőjéhez képest. 70

Alkalmazható: ƒ Kis lebegőanyag tartalmú vizek szűrésére. ƒ Ülepítés utáni szűrésre. ƒ Íz- és szaganyagok eltávolítására. ƒ Baktériummentesítésre. A lassúszűrő felépítését és működését a 21. ábra mutatja be.

21. ábra Lassúszűrő 9 A szűrőréteg tetejére a bevezetett víz eróziós hatásának megakadályozására kavicsréteg helyezendő. 9 Az alsó, durva kavicsréteg a szűrt víz perforált dréncsőbe való kedvezőbb bevezetését és a szűrőréteg egyenletes megcsapolását hivatott elősegíteni. 9 A szűrőréteget kb. 1 m vastagságú vízréteg borítja. A medence belső magassága kb. 3 m és vasbetonból készül. A szűrési periódus: 30-150 nap. 9 A lassúszűrésnél nincs öblítés, hanem regenerálás céljából a szűrőréteg felső részéből 3-5 cm-nyit lesarabolnak, ebből a homokrétegből kimossák a szennyezőanyagokat, majd visszahelyezik. 71

10. HÉT VÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK III. II. Kémiai víztisztítási eljárások A kémiai tisztítás vegyszerek alkalmazását jelenti, amellyel a vízben lévő, nem ülepíthető lebegő anyagok és oldott anyagok kiválását segítjük elő. Típusai: 1) Derítés 2) Kicsapatás 3) Ioncsere 4) Folyadékextrakció 5) pH-szabályozás 6) Oxidáció és fertőtlenítés 7) Iszapégetés 1) Derítés: Ezt a módszert a mechanikai víztisztítási eljárásoknál már megismertük. 2) Kicsapatás: Fogalma: Amikor vízben oldott anyagokat úgy távolítunk el, hogy adott vegyszerek vagy oxidálószerek hozzáadásával vízben oldhatatlan csapadékká alakítjuk őket, kicsapásról beszélünk. A csapadékot a vízből ülepítéssel és azt követően szűréssel távolítják el. A víztisztítás esetében kicsapásos módszert az alábbi esetekben alkalmazunk: 9 Lágyítás és szénsaveltávolítás 9 Vas- és mangántalanítás 72

ƒ Lágyítás és szénsav-eltávolítás: A vízlágyítás feladata: a vízben oldott keménységet okozó kalciumés magnézium-sók eltávolítása. A víz keménysége lehet: 9 karbonát-, 9 nemkarbonát-, 9 és összes keménység. ™ A karbonát-keménységet (változó keménység) a kalcium- és magnézium-ionok szénsavhoz (hidrogén-karbonát formájában) kötött oldott sói, ™ a nemkarbonát keménységet (állandó keménység) a kalcium- és magnéziumionoknak valamennyi egyéb ionhoz kötött vegyületei képezik, ™ az összes keménységen pedig a vízben oldott valamennyi kalciumés magnéziumvegyületet kell érteni. Hazánkban a víz keménységének mértékegysége: Egy német keménységi fokú (NK°) az a víz, amelynek 1 dm3-ében 10 mg CaO-dal, illetve 7,14 mg MgO-dal egyenértékű Ca- illetve Mgsó van. A gyakorlatban elterjedt vízlágyítási mód a meszes vízlágyítás. Ennek során a vízhez adagolt mész [CaO illetve Ca(OH)2]: 9 a vízben oldott szén-dioxiddal (szénsav-eltávolítás), 9 a karbonát-keménységet okozó sókkal (karbonát-mentesítés) és különféle magnézium-sókkal nehezen oldódó kalcium- és magnéziumvegyületet alkot a következő egyenletek szerint: CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2 H2O Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2= 2 CaCO3 + Mg(OH)2 + 2 H2O MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4 MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2 73

A mész a nátrium-hidrogén-karbonátokkal (szikes vizek) is reagál: NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + NaOH + H2O 2 NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + Na2CO3 + H2O Ahol: a nátrium-hidrogén-karbonátokból (mészaránytól függően) nátrium-hidroxid vagy szóda keletkezik. Meszes vízlágyítás esetében az elméleti mészmennyiség az alábbiak szerint számítható: CaO =10 (Kk± KMg+ Kco2) g/m3-ben Ahol: 9 Kk: a karbonát-keménység (NK°), 9 KMg: a magnézium-keménység (NK°), 9 Kco2: a szabad szén-dioxid, NK° egyenértékben (7,9 g CO2/m3 = 1 NK°). A hazai vizeinkre jellemző, hogy általában nagy a karbonátkeménységük és kicsi a nemkarbonát-keménységük. A meszes vízlágyító berendezést a 22. ábra szemlélteti.

22. ábra Meszes vízlágyító berendezés (1: nyersvíz, 2: mésztej, 3: telített mészvíz, 4: karbonát-mentesített víz, 5: tiszta víz, 6: légtelenítő, 7: mészoltó tartály, 8: mésztejtartály, 9: mésztelítő, 10: reaktor, 11: szűrő, 12: levegő a visszaöblítéshez) 74

A vízlágyítás más megvalósítási lehetőségei: 9 Termikus vízlágyítás: A víz melegítésével az oldott állapotú kalcium- és magnézium-hidrogénkarbonátok elbomlanak és Cailletve Mg-karbonát keletkezik: Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O 9 Ioncserélő vízlágyítás: lsd. később ƒ Vas- és mangántalanítás: A vastalanítás folyamán a két vegyértékű vas [Fe(II)] a levegő oxigénjének hozzáadásával három vegyértékű vassá [Fe(III)] oxidálódik, amelyből vas(III)-hidroxid csapadék képződik: 4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3 + 8 CO2 Az oldott vas az esetek túlnyomó részében hidrogén-karbonátos kötésben található a vízben és ennek oxidációjához elegendő a levegő oxigéntartalma. A felszabaduló szén-dioxid megkötéséről gondoskodni kell! Szerves kötésű vas eltávolításához erősebb hatású oxidálószerre (ózon, klór) van szükség. A vízben oldott két vegyértékű mangán eltávolítása lényegében szintén oxidációs folyamat. Ha a vashoz képest csak igen kevés mangán van a vízben, a mangántalanítás a vastalanítással együtt végbemegy (lsd. zártszűrők használata). Ha mennyisége nagy, akkor a folyamat lassabban zajlik le, ezért fontos, hogy az eljárás után a szennyvizet rögtön lúgossá tegyék (pH=7,6) ugyanis, így a mangáneltávolítás mangán-dioxiddal (barnakő) történő oxidációval megvalósítható. A vastalanításhoz szükséges oxidáló levegőt többféleképpen (levegőbefúvás, porlasztás, stb.) juttatják a szennyvízbe, a mangánt pedig nagyrészt bedolgozott szűrővel oxidálják.

75

3) Ioncsere: Az ioncsere a szorpciós folyamatok egyik fajtája, ioncserélők, azaz olyan anyagok jelenlétében mennek végbe, amelyek pozitív vagy negatív töltésű ionos csoportokat tartalmaznak és ezeket képesek más, hasonló töltésű ionokkal kicserélni. Ioncserélő anyagok: a.) Természetes ioncserélő anyagok: a talaj, cellulóz, gyapjú, szilikát-polimerek. Ez utóbbiak egyik fontos képviselői a zeolitok. b.) Mesterséges ioncserélő anyagok: a jelenleg felhasználásra kerülő ioncserélők legnagyobb része műgyanta alapú, elsősorban polisztirol és divinil-benzol kopolimer. A szintetikus gyanták négy típusát különböztetjük meg: 1. erősen savas kationcserélő: R-SO3H + NaOH ↔ R-SO3-Na + H2O 2. gyengén savas kationcserélő: R-CO2H + NaOH ↔ R-CO2-Na + H2O 3. erősen lúgos anioncserélő: R-NR3’-OH + HCl ↔ R-NR3’-Cl + H2O 4. gyengén lúgos anioncserélő: R-NH3OH + HCl ↔ R-NH3-Cl + H2O A ioncserélő gyanta a kicserélt ionok 1 M-os oldatával regenerálható, és így eredeti kapacitása visszaállítható.

76

9 A kationcserélő gyanta (23. ábra) hidrogén-ionokat képes leadni, így az átáramoltatott víz sóiból savak keletkeznek, így az ioncserélőkből savas, szén-dioxidban dús víz távozik. 9 A kationcserélőt sósavval (HCl) kell regenerálni, hogy hidrogénciklusba kerüljön.

23. ábra Kationmentesítés hidrogénciklusban működő kationcserélővel 77

9 Az anioncserélőt (24. ábra) a kationcserélő után használják. 9 Ebben az esetben a kationcserélő után a vizet gáztalanítón vezetik keresztül, itt a víz CO2-tartalma eltávozik. 9 A vízben csak a nem bomlékony savak (H2SO4, HCl) maradnak. Az anioncserélő után már tisztítottabb víz távozik. 9 Az anioncserélőt nátrium-hidroxiddal (NaOH) regenerálják.

24. ábra Anioncserélő működési vázlata 78

9 A gyantát általában függőleges oszlopokban helyezik el és a folyadék felülről lefelé áramlik. 9 A töltet magassága 60-180 cm között változik. 9 Az ioncserélő oszlopok általában nyomás alatt működnek. 9 A zavaros vizeket ioncsere előtt szűrni vagy deríteni kell. 4) Folyadékextrakció: A víztisztítási gyakorlatban elsősorban a folyadék-folyadék extrakciót használják. Fogalma: Az a vegyipari eljárás, amelyben egy folyadék valamelyik összetevőjét egy oldószerbe visszük át. A víztisztításban az egyik folyadékfázis a tiszítandó víz. Az extrakció egy vagy több fokozatban végezhető. Az extrakciót az teszi lehetővé, hogy az extrahálandó anyag a vízben is és a vízzel nem elegyedő extrahálószerben is oldható. A két oldószerben való oldhatóság arányát a megoszlási hányados fejezi ki: K=Soldószer/Svíz Ahol: 9 Soldószer: az extrahálandó anyag koncentrációja az oldószerben, 9 Sszennyvíz: az extrahálandó anyag koncentrációja a vízben. A megoszlási hányados értéke függ az oldószertől. Az oldószer regenerálás (általában desztilláció) után visszaforgatható. Az extrakció a víz és az oldószer intenzív, néhány perces keverésből és a két fázis szétválasztásából áll. Ha egyszeri extrakció elegendő, a vizes fázis a további kezelésre (pl. biológiai tisztítás) elvezethető. A víztisztítási gyakorlatban az egyik legfontosabb extrakciós feladat a szennyvizek fenoltalanítása, melyet a következő félév során ismerünk majd meg.

79

5) pH-szabályozás: A víztisztításban gyakori feladat a pH szabályozása, ami általában semlegesítést jelent. A semlegesítés célja: a pH élettani szempontból megfelelő határok között tartása, illetve különféle technológiai célokra annak beállítása. A víztisztításban előfordulhat, hogy a koagulánsok, vas- és mangánvegyületek kedvezőbb leválása végett, a savtalanítás során a pH-n változtatunk. pH: a hidrogénionok koncentrációjának negatív logaritmusa. pH= - lg [H+] A vizek H+-koncentrációját a savak növelik, a lúgok pedig csökkentik. Technológiai jellemzés: 9 Semlegesítés mészkővel: Általános savval (HA) a semlegesítési reakció a következőképpen megy végbe: 2 HA + CaCO3 = CaA2 + H2O + CO2 A keletkező szén-dioxid az oldatból eltávozik. A mészkövet mészkőliszt vagy darabos mészkő formájában alkalmazzák. 9 Lúgos vizek semlegesítése: A semlegesítéshez általában kénsavat, a legolcsóbb erős ásványi savat használják 10 %-os koncentrációban. Technológiai megvalósítás: A semlegesítő berendezést nem szabad zárt helyen létesíteni. A semlegesítőben mindig keletkezhet CO2, akár a semlegesítendő szennyvíz, akár a semlegesítő ágens CO3- - tartalmának savas hatására létrejövő bomlása folytán. Mivel a levegőnél nagyobb sűrűségű a helyiségből a levegőt kiszoríthatja és fulladást okoz.

80

A semlegesítők műtárgyaihoz, korrózióálló anyagokat használnak.

szerkezeteihez

értelemszerűen

A semlegesítőkben maró hatású vegyszerekkel dolgoznak, ezért tárolásukat zárt tartályokban, szállításukat zárt csővezetéken, porszerű anyagok esetében zárt csigás szállítóvezetéken célszerű megtervezni. A semlegesítés megvalósítható folyamatos vagy szakaszos üzemben. Egy tipikus, szakaszos üzemben működő berendezés vázlatát szemlélteti a 25. ábra.

25. ábra Szakaszos üzemű semlegesítő-berendezés (1: érkező nyersvíz, 2: 10 %-os kénsav, NaOH vagy Ca(OH)2, 3: pHellenőrzés, 4: semlegesített víz elvezetése, 5: kiülepedő iszap, 6: iszapeltávolítás)

81

11. HÉT 6) Oxidáció és fertőtlenítés: Azt a kémiai folyamatot nevezzük oxidációnak, amelynek során egy elem vagy vegyület oxigént vesz fel vagy hidrogént veszít, illetve elektront ad le, tehát pozitívabbá válik. A víztisztítás során alkalmazott típusai: 9 Klóros oxidáció: A klórgáz vízben való oldódásakor hipoklórossav keletkezik, amely folyamat a következő egyenlet szerint megy végbe: Cl2 + H2O = HOCl + HCl Ez a hipoklórossav a vízhez hasonló molekulaszerkezete miatt könnyen behatol az élő sejtekbe, ahol az enzimrendszerrel irreverzibilis reakcióba lép és így fejti ki mérgező (oxidáló) hatását. Elsősorban baktériumok alkalmazzák.

elpusztítására,

azaz

fertőtlenítésre

9 Klór-dioxidos oxidáció: A klór egyes vegyületekkel, így a fenol-származékokkal olyan reakcióterméket hoz létre, amelyek a víznek kellemetlen ízt és szagot adnak. Ez a hatás nagymértékben kiküszöbölhető klór-dioxid használatával, amelyet a felhasználás helyén nátrium-kloritból sósav vagy klór hozzáadásával állítanak elő: 5 NaClO2 + 4 HCl = 4 ClO2 + 5 NaCl + 2 H2O 2 NaClO2 + Cl2 = 2 ClO2 + 2 NaCl A klór-dioxid a klórnál 2,5-szer hatásosabb oxidálószer, hatása gyakorlatilag nem függ a szennyvíz pH-jától (4-8 között). Ugyanakkor az oxidáció sebessége is nagyobb. A robbanásveszély azonban fennáll. 82

9 Kálium-permanganátos oxidáció: A kálium-permanganátot nem annyira fertőtlenítésre, mint inkább egyéb oxidációra használják más oxidációs vagy adszorpciós folyamatokkal kombinálva. Ha íz- és szagrontó anyagok eltávolítására alkalmazzák, az előklórozást követően adagolják, vagy pedig a kálium-permanganát adagolását aktívszén-szűrés követi. Előnyös tulajdonsága, hogy vízben oldva mangán-dioxid-hidrát csapadékot is képez és ez kitűnő adszorbens. Emiatt adagolását pehelyleválasztásnak kell követnie (ülepítés, szűrés). Az oxidáló hatás kifejtéséhez 15-30 perces tartózkodási idő szükséges. 9 Ózonos oxidáció: Az ózon (O3) nagyon erős oxidálószer. A nagy szerves molekulákat roncsolja és vízben jól oldódó, kevésbé illó, oxigénben gazdag, kisebb molekulákra bontja. Vannak olyan szerves anyagok, amelyek e hatásnak ellenállnak, pl. a kloroform, a benzol, az alifás alkoholok, a szerves klórtartalmú növényvédőszerek. Az ózon nem stabil molekula, vízbe kerülve 6-8 perc alatt teljesen szétbomlik oxigénre. Minél nagyobb a víz pH-ja ez a bomlás annál gyorsabban megy végbe. A pH-tól azonban nem függ az ózon hatása. A vírusokkal szemben sokkal hatékonyabb a klórnál. További előnye, hogy oxidációs termékei ízt és szagot nem okoznak, sőt a víz kellemetlen ízét és szagát is megszünteti. 9 Oxidáció vas- és mangántalanításkor: lsd. korábban. Technológiai megvalósítás: A klórgáz palackokból vagy hordókból táplálják reduktorok segítségével a megfelelő helyekre. Gyakori az a megoldás, amikor előbb klóros vizet készítenek, majd ezt juttatják a vízbe. 83

Bejuttatás után fontos a megfelelő keverés, erre a célra leggyakrabban propelleres vegyszerbekeverőt használnak. Az ózont a levegő oxigénjéből nagyfeszültségű kondenzátor lemezei közötti csendes kisüléssel hozzák létre, majd különböző módon juttatják a szennyvízbe: • • • •

vízoszlop alatti buborékoltatás turbinás elkeverés injektoros bekeverés négyoszlopos buborékoltatás.

A fenti technikák közöl az első módszert mutatja be a 26. ábra.

26. ábra Buborékoltató ózon-bekeverés (1: víz, 2: ózon, 3: ózonnal kevert víz)

Az oxidáció beilleszkedése a teljes technológiai képbe: 9 A mélységi és a felső vízadó rétegekből származó vizeket az esetleges vas- ill. mangántalanítás után klórozással fertőtlenítik. 9 A felszíni vizeket a tisztítási folyamat elején előklórozzák, hogy megakadályozzák a mikroorganizmusok elszaporodását a berendezésekben. Az utóklórozás a folyamat utolsó lépcsője. 84

9 Az íz- és szagrontó anyagok eltávolítására használt káliumpermanganátot felszíni vizek esetében a derítés és a szűrés között adagolják, mert a keletkező pelyheket vissza kell tartani. 9 Az ózont szintén íz- és szagrontó anyagok, ill. szerves mikroszennyezők oxidációjára használják a szűrők után vagy a mikropelyhek visszatartásakor a szűrők előtt. 7) Fluorozás: A fog zománcának megfelelő kialakítása végett célszerű, hogy gyermekek szervezete adott mennyiségű fluorhoz jusson. Ezért kívánatos, hogy az ivóvíz 0,4-1,0 g/m3 koncentrációban fluort tartalmazzon. Ha az ivóvíz természetes fluortartalma ennél lehet kisebb vagy nagyobb. Ha kisebb, akkor indokolt lehet fluor-sók adagolása. Ezek a fluor-sók a következők: 9 Nátrium-fluorid (NaF) 9 Nátrium-hexafluoro-szilikát (IV), (Na2SiF6) A kívánatos koncentrációnál nagyobb fluortartalmú vizeket fogyasztásra csak megfelelő fluortalanítás után lehet használni, mert az egészségre ártalmas lehet. A fluort vagy magnézium-szulfát adagolásával vagy pedig a víznek trikalcium-foszfáton történő átszűrésével lehet megkötni és a vízből kivonni. III. Biológiai víztisztítási eljárások A biológiai eljárásoknak a szennyvíztisztításban jelentőségük, a víztisztításban kevésbé.

85

van

nagy

Felszíni víztisztító telep műtárgyai és működése Az előzőekben a víztisztítás-technológia valamennyi alapelvét, a műtárgyakat, azok működését tekintettük át. A műtárgyak egyes esetekben önálló szerepet játszhatnak, más esetekben valamely tisztítótelep részét alkotják. Annak érzékeltetése céljából, hogy pl. Duna-víz ivóvízzé való tisztításakor a felszíni víztisztító-telep felépítéséről tájékozódhassunk, a 27. ábrát mutatjuk be. 9 Az ábrán a tisztítóberendezések egymásutánságának sorrendje, 9 a különböző vegyszerek adagolásának helyei és a vegyszerek megválasztásának variációi, 9 a csírátlanítás helye követhető.

86

27. ábra A Duna vizének tisztitási folyamatábrája

87

A VÍZMŰ A vízellátási létesítmények összessége a vízmű. Ehhez tehát hozzátartozik a vízbeszerzéssel, víztisztítással, vízszétosztással és a tározással kapcsolatos valamennyi létesítmény. A vízműveket osztályozhatjuk: 9 a kiépítési fok, 9 az üzemi nyomás, 9 és a vízminőség függvényében. A kiépítési fok szerinti osztályozásnál megkülönböztetünk: ƒ közkutas vízellátó rendszert, amikor nincs hálózat. A lakosság közvetlenül a süllyesztett vagy fúrt kutakból szerzi a vizet. ƒ körzeti vízellátó rendszer esetében a pozitív artézi kutak vizét vízelosztó hálózatba vezetik és így osztják szét a kút meglehetősen szűk környezetében a lakosságnak. ƒ törpe vízműves vízellátásnál már gépi úton előállított nyomással, túlnyomóan közterületen levő kifolyókon keresztül kapja a lakosság a vizet. ƒ telepítési vízmű már a település (falu, város) egészére kiterjedő olyan vízellátó rendszer, amely a lakásokhoz, ipartelepi vízfogyasztókhoz, stb. a vizet csőhálózaton keresztül vezeti. Itt már a víz tározása, a tűzoltóvíz tartalékolása is biztosított. Hazánkban elsősorban települési vízműveket létesítünk. ƒ regionális vízmű egy, vagy több víztermelő helyről közös csővezetéken továbbítja a vizet a különböző fogyasztást helyekre. A regionális vízművek már a nagyobb területek, akár vízgyűjtők, hidrogeológiai tájegységek, vagy iparvidékek, valamint a víztermelő helyek között létesítenek kapcsolatot. A jövő fejlődésének útja a regionális vízművek összekapcsolása és országos vízmű-hálózat fokozatos kiépítése.

88

Ivóvízellátás Debrecenben A város közműves ivóvízellátását: 9 három víztermelő termeléssel,

üzem

biztosítja

saját

kutas

rétegvíz

9 és a Keleti-főcsatornára települt Felszíni Tisztítóműből érkező felszíni vízzel. Ezt a felszíni vízkészletet 1976 óta használja a város, részaránya a felszín alól kutakból kitermelt vízhez képest sokkal kisebb. A három víztermelő üzemben jelenleg 96 db üzemképes mélyfúrású kút található, az ezekből egyszerre kitermelhető vízmennyiség határtalan növelésének természeti illetve műszaki akadályai vannak. A műszaki kapacitás az alábbi, az előírásoknak megfelelően vas-, mangántalanított, gázmentesített, lebegőanyagtól mentesített rétegvíz szolgáltatást teszi lehetővé folyamatos üzemben: A szolgáltatott víz (m3/nap) I. számú víztermelő üzem

15.000

II. számú víztermelő üzem

25.000

IV. számú víztermelő üzem

15.000

Összesen

55.000

A kutakban elhelyezett búvárszivattyúk a vizet a kutakat a tisztítóművel összekötő ún. nyersvízhálózatba juttatják. A kitermelt rétegvíz oldott állapotban lévő vasat, mangánt, illetve metángázt tartalmaz, valamint réteg eredetű finomhomokot. Ezeket az anyagokat az üzemek kétrétegű, nyomás alatti szűrővel távolítják el a vízből.

89

A szűrőre pneumetikus kompresszor, találhatók.

vezetést megelőzően: oxidációs levegőtartály, nyomásközpont, légkompresszor, öblítőlevegőKMnO4-szivattyúegységek KMnO4-oldótartály,

A szűrőkben az adagolt levegő oxigénjének hatására a vízben oldott állapotban lévő vas és mangán a kvarc hatására kicsapódik. A szűrőanyag eltömődését visszamosással akadályozzák meg. Az így szűrt vizet klórral fertőtlenítik, majd a víztároló medencékbe juttatják.

90

12. HÉT

A VÍZMŰVEK ÜZEME Az üzem fázisai A közüzemi vízművek üzemének 3 fő fázisát különböztetjük meg: 1. Termelés: 9 Vízszerzés, a felhasználandó vízmennyiség kitermelése és mérése. 9 A szerzett víznek a kezelőtelepre való juttatása. 9 A víznek a szolgáltatásra való előkészítése (tisztítás, fertőtlenítés) és szállítás a nagynyomású szivattyútelep szívómedencéjébe. 2. Szolgáltatás: 9 A víz szállítása a tározómedencékhez, víztornyokhoz, ill. a fogyasztási területek súlypontjaihoz. 9 Tározás. 9 Szétosztás az elosztóhálózaton át. 3. Fogyasztókkal kapcsolatos tevékenység: 9 A szállított víz szolgáltatása a hálózati közkifolyókhoz, utcai csatlakozásokhoz. 9 A víz mérése, leolvasása, vízbecslés. 9 Számlázás és díjbeszedés. 9 A mérőn túli szerelvények, vízvételi berendezések, házi vezetékek felügyelete, engedélyezése, a mérőn túli vízpazarlás ellenőrzése.

91

A működés feladatai - minden fázisban és a fázisok minden részében üzemi, de egyúttal önköltség-számítási szempontból is - két csoportra bonthatók: ƒ

A vízmű építményeinek, létesítményeinek és berendezéseinek fenntartása.

ƒ

A zavartalanműködés biztosítása, a szűkebb értelemben vett üzemeltetés. Üzemeltetés és fenntartás Központi létesítmények:

9 A vízművek szivattyútelepein több primer vezetékről, több transzformátoron át többszörös áramellátást kell biztosítani. Célszerű ezen túlmenően áramkimaradás esetére Diesel-motoros tartalékgépekről is gondoskodni, de hajthatnak közvetlenül szivattyúkat is. 9 A vízkezelő berendezések üzemeltetési hibái a szolgáltatott víz tisztaságán kívül a kezelőszemélyzet életét is veszélyeztetik. Különösen veszélyes a klórgáz-adagolás, melyet csak jól szellőztethető helyiségben, készenlétben tartott gázálarcokkal és megfelelő védőruhában szabad végezni. A csőhálózat fenntartása: 9 A helyes üzembentartás feltétele a hálózatról megfelelő méretarányú, általános és minden szerelvényt is feltüntető térkép megléte. 9 A hálózat fenntartásának elhanyagolása is okozhatja a víz kellemetlen ízét, mely a lerakódott algák bomlásából, a vízben lévő vas- és mangánlecsapódásból, vagy korrózióból származik. Megelőzésük érdekében a hálózatot a tüzicsapok megnyitásával öblíteni kell. 9 Ha a kis vízsebességű vezetékek felett nem elég a földtakarás, a csőhálózat befagyhat. A fagydugót olaj- vagy villamosfűtésű olvasztókészülékkel oldják fel. 92

9 A csőhálózatban a legveszélyesebb és gyakran előforduló meghibásodása a csőtörés. A csőtörés helyét két szomszédos elzárószerkezet lezárásával ki kell kapcsolni. 9 A csőhálózat kisebb hibái az illesztési helyeken a tokok és szerelvények tömítéseinek meglazulása. Ezeket minél előbb helyre kell állítani. Ügyeleti szolgálat: A vízműnek, mint az egyik legfontosabb közműnek a vízszolgáltatás állandóságát és folyamatosságát feltétlenül biztosítani kell. A csőhálózatban és az üzemben gyakran előforduló hibák miatt minden vízműnél állandó ügyeleti szolgálatot kell tartani. 9 Itt veszik át a hibabejelentéseket és azokat továbbítják megfelelő üzemrészlegnek.

a

9 A készenléti gépkocsin kívül megfelelő szakmunkás személyzet megléte is szükséges. 9 Fontos a pontos hálózati térkép megléte. Műszerezés, automatizálás Diszpécser szolgálat: A közművek periódikus igénybevétele, a létesítmények területi szétszórtsága és az egyre fokozódó igénybevétel az egész üzem folyamatos központi irányítását kívánja meg. Az egyes részfolyamatok összehangolásával lehet csak elérni a zavartalan és folyamatos vízszolgáltatást. A koordinálást: 9 üzemrészi és központi diszpécserszolgálattal 9 automatikus úton, 9 vagy ami a leggyakoribb a két megoldás különböző arányú kombinálásával lehet elvégezni.

93

Az üzemrészi diszpécser a közvetlen hatáskörébe tartozó üzemzavarok megszüntetésére haladéktalanul maga intézkedik. Amennyiben a zavar hatásterületén túlterjed, észrevételeit, megtett intézkedéseit, azok eredményeit és esetleges javaslatait azonnal jelenti a központi diszpécsernek. A központi diszpécser számára minden eszközt rendelkezésre kell bocsátani, hogy a folyamatos és zavartalan szolgáltatást biztosítani tudja. A jelentéseket telefonon, írásban, vagy automatikus berendezések segítségével teszik meg. A központi diszpécser az alábbi esetekben intézkedhet: 9 egyes üzemrészek, gépegységek üzembeállításakor, 9 tartalékok bevetésekor, 9 a szolgáltatási zavart okozó túlzott igénybevétel korlátozásakor ill. megszüntetésekor, 9 és a meghibásodások gyors megjavíttatása esetén. Automatizálási rendszerek: Az automatizálás fajtái: A technika korszerű fejlődése során az automatizálást minden iparágban bevezetik és ma már a legösszetettebb gyártási folyamatokat is automatizálják. A közművek automatizálásának célja: a szolgáltatás zavartalanságának, folyamatosságának és a dolgozók védelmének biztosítása mellett a gazdaságosság is fontos. Az automatizálás megoldási lehetőségei: 1. Távjelző berendezések Automatikus távjelzés alatt a különféle műszerek által mért üzemi adatoknak egy központi helyre való átvitelét értjük. A távjelzés tulajdonképpen tökéletesített formája a telefonszolgálatnak. 94

Két változata ismeretes: 9 az automatikus távjelző, és 9 az automatikus távregisztráló berendezés. 2. Központi üzemellenőrző és irányító berendezések Az automatika tökéletesebb megoldása, amikor a jelzések alapján született utasításokat is automatikusan továbbítják. Az utasítások végrehajtásáról a központ visszajelzéssel értesül. Az Ilyen berendezések a vezénylő-, nyugtázó-kapcsolók. 3. Távműködtetés A vezénylő-, nyugtázó-kapcsoló tökéletesített megoldása a működtető kapcsoló. Ezekkel a gépek indítását, leállítását, szerelvények, kapcsolók zárását, nyitását, egy központi helyiségből is el tudják végezni. Az eddig felsorolt automatikus berendezések hatósugara egy telepre, egy üzemcsoportra vagy az egész közműre terjed ki. 4. Teljes automatizálás Az ilyen berendezés a jelzéseket a központba továbbítja, ott a beérkezett üzemállapotokat értékeli, kiszámítja a szükséges teendőket és ennek megfelelően automatikusan indítja meg az érintett távműködtető berendezéseket. A teljes automatika a közműveknél rendkívül bonyolult berendezés.

95

Gazdasági kérdések A vízművek tervezésében, építésében és üzemeltetésében arra kell törekedni, hogy a vízellátás önköltsége adott körülmények között minél kisebb legyen. A közművesítés gazdaságos voltát két fő tényező határozza meg: 9 a létesítési, vagy beruházási költség 9 és a működést költség. A gazdaságosság mérőszáma a szolgáltatás egységére, tehát egy m3 vízre jutó, egy év átlagában számított összes ráfordítás. Beruházási költségek: Egy vízmű többfajta létesítményből áll. A vizsgálatok szerint a legnagyobb értéket a csőhálózat képviseli. Fontos tehát a hálózat gazdaságos méretezése. 9 A hálózat gazdaságosságát elsősorban a “fajlagos hálózati hossz” határozza meg, ami az egy ellátott lakosra jutó vezetékhossz átlagos értéke. Ezt a település beépítésének jellege dönti el, de legnagyobb mértékben a laksűrűséggel függ össze. 9 Gazdaságosság szempontjából fontos még a hálózat kihasználtsága, aminek mérőszáma az 1 km csőhosszra jutó átlagosan szállított vízmennyiség. 9 Az egész vízmű fajlagos létesítési költsége: az 1 m3 teljesítőképességre jutó beruházási költség, ami általában a vízmű nagyságrendjével fordított arányban változik. Minnél nagyobb a teljesítőképesség, a fajlagos beruházás annál kevesebbe kerül. Önköltség: A víztermelés, illetve a szolgáltatás folyamatában élő- és holtmunkát használnak fel.

96

9 az élőmunka értéke a dolgozók munkabérében, 9 a holtmunka értéke pedig az állóeszközök értékcsökkenésében, a felhasznált anyagok árában és az energiára fordított kiadásokban jelentkezik. 9 Az összes ráfordításnak 1 m3 szolgáltatott vízre jutó, pénzben kifejezett értékét nevezzük a vízmű önköltségének. Az önköltséget és annak minden alkotóját a következő fő tényezőkre bontják: ƒ értékcsökkenési járulék,

(amortizációs)

leírás,

eszközlekötési

ƒ anyag-, ƒ energia-, ƒ munkabér költségek, ƒ munkabér adóterhei, ƒ egyéb közterhek, ƒ különféle költségek. A teljes (bruttó) önköltség a következő tényezőkre bontható: 1. Teljes termelést költség: 9 vízkitermelésre 9 vízszállítás a kezelőtelepre, 9 vízkezelés költsége. 2. Szolgáltatási költség: 9 szállítás, 9 tárolás, 9 elosztás, 9 szabályozás. 3. Fogyasztókkal kapcsolatos közvetlen szolgáltatások: 9 mérés, 9 díjbeszedés. 97

4. A vízveszteségekből származó többletköltségek 5. Általános igazgatási költségek. A víz önköltsége általában csökken, ha a szolgáltatott vízmennyiség nő. Az önköltség megállapításához és a számlázáshoz is meg kell határozni a szolgáltatott víz mennyiségét. Ez történhet méréssel vagy becsléssel.

98

13. HÉT

VÍZTISZTÍTÓ TELEPEK TERVEZÉSE A tervezés feladata az optimális tisztítási technológia kialakítása, az ennek megvalósításához szükséges műtárgyak és berendezések helyes megválasztása, megszerkesztése, sorrendbe állítása, összekapcsolása és egységes rendszerré kovácsolása. 1. Általános tervezési szempontok A műszaki tervezésnek három szakasza van: • Feladatkitűzés és tervezési döntés-előkészítés (előmunkálatok tanulmányok). • Kiviteli döntés-előkészítés (beruházási program, beruházási javaslat és ezeket alátámasztó tervek). • Műszaki tervdokumentáció kivitelezése. Az első két szakaszt előkészítő tervezésnek nevezzük. Előkészítő tervezési munkák: A víztisztító telep létesítéséhez a tervezés során két adatcsoport beszerzése és feldolgozása szükséges: 9 A tisztítandó víz felhasználható mennyisége és minősége. 9 A tisztított vízre vonatkozó mennyiségi és minőségi igények illetve követelmények. A tisztítandó víz a nyersvíz, amelyet megfelelően tisztítva kell a felhasználás helyére juttatni. Az előkészítő tervezés első szakaszában a következő feladatokat kell elvégezni: 9 A tisztítandó és a tisztított víz mennyiségének meghatározása településfejlesztési, iparfejlesztési tervekből kiindulva a vonatkozó műszaki normák figyelembevételével gazdasági mérlegelés alapján.

99

9 A tisztítandó víz minőségi jellemzőinek minél pontosabb meghatározása vízminőségi vizsgálatokkal. 9 A tisztítandó víz mennyiségi és minőségi jellemzői időbeli változásainak meghatározása és értékelése (hidrológiai és meteorológiai változások okozta változások, nemzetközi vízfolyások, stb.). 9 A tisztított vízre vonatkozó minőségi követelmények meghatározása a fogyasztói igények felmérése és értékelése, befogadók terhelhetősége, stb. 9 Különböző minőségű vizek vagy különböző minőségi igények esetében annak eldöntése, hogy együttes vagy külön tisztítást végezzünk-e. 9 A tisztítótelepek helyének meghatározása a vízellátási és csatornázási rendszerhez való kapcsolódás, a településfejlesztési, városrendezési, környezetvédelmi szempontok, stb. mérlegelésével. 9 A tisztítótelep tervezett kapacitásának megállapítása, a kiépítési lépcsők egyidejű meghatározásával, hálózatfejlesztés és bővítési szempontok figyelembevételével. 9 A tisztítási technológia jellemzőinek meghatározása: technológiai célok, eljárások, az egységesíthetőség figyelembevételével. 9 Gazdasági értékelés: beruházási, üzemeltetési költségek, gazdasági mutatók képzése, stb. 9 Szociálpolitikai, kultúrpolitikai és környezetvédelmi értékelés: a csatornázottság mértékének alakulása, a befogadó vízfolyások minőségének védelme illetve javítása, iszapelhelyezés. Az előkészítő tervezés második szakaszában készül el az a dokumentáció, amely a beruházás műszaki és pénzügyi lebonyolításához szükséges leglényegesebb adatokat tartalmazza. Ezt beruházási javaslatnak nevezzük. Műszaki tervdokumentáció: A dokumentációk tartalmára vonatkozóan az alábbi szempontokat kell figyelembe venni: 9 Az építési munkák (műtárgyak, épületek, tereprendezés) és a technológiai gépészeti munkák tervezése komplex tervezési szemléletet és magas színvonalú koordináltságot igénylő feladat.

100

9 A tervezés alapja egy működési folyamatábra, melyen a teljes technológiai folyamat megjelenik a fő méretezési és üzemállapoti jellemzőkkel. 9 Műtárgyak, csövek, gépészeti berendezések hidraulikai méretezése, hogy az optimális áramlási, sebesség-eloszlási, ülepedési, keveredési viszonyok alakuljanak ki. 9 Az üzemelési feltételek (üzemtechnológia, méréstechnika, irányítástechnika, stb.) állandó figyelemmel kísérése, ellenőrzése. A szennyvíztisztító telepek rohamos kiépítése felvetette egyes berendezések, műtárgyak egységes kialakításának, tipizálásának szükségességét. Az egységesítés előnyei: • Emeli a műszaki színvonalat. • Emeli a gazdasági hatékonyságot. • Segít a reális költségek felmérésében. 2. Víztisztító telepek különleges tervezési szempontjai A víztisztító telepek működése közvetlenül hat a lakosságra és a termelőüzemekre. Ezért biztonságos víztisztítási technológiát kell kialakítani: 9 Fontosak a közegészségügyi előírások betartása. 9 A vízszolgáltatás folytonossága. A technológiát úgy kell kialakítani, hogy a várható vízminőség változások miatti ki nem elégítettség tartóssága legfeljebb 3% (ipari víz esetén: 8%) körül legyen. Technológiai célok a víztisztítási technológia megválasztásában: a) Ivó- és ipari víz-ellátáshoz rendszerint megkívánt technológiai célok: 9 úszó- és durva szennyezések eltávolítása 9 ülepíthető lebegő anyagok eltávolítása 9 finom lebegő anyagok eltávolítása 9 agresszív szén-dioxid és káros gázok eltávolítása

101

b) Ivóvízellátáshoz szükséges további kezelést igénylő technológiai célok: 9 mikroorganizmusok eltávolítása (fertőtlenítés) 9 szerves anyagok eltávolítása (íz- és szagmentesítés)

fő

c) Főleg az ivóvízellátásban előforduló további különleges kezelést igénylő technológiai célok: 9 vas- és mangántalanítás 9 nitráttalanítás d) Főleg az ipari vízfelhasználáshoz szükséges további különleges kezelést igénylő technológiai célok: 9 lágyítás 9 sótalanítás e) Ivó- és ipari víz-ellátásban előforduló technológiai feladatok: 9 a berendezések védelme Helyszínrajz és magassági elrendezés: Ebből a szempontból a következőket kel figyelembe venni: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

Igazodás a technológiai folyamathoz, a víz útjához. Tömör műtárgy-csoportosítás, csarnokszerű kialakítás. Áttekinthetőség. Az üzem közbeni javítás-fenntartás. A gazdaságos bővítés lehetősége még üzemben is. A technológiai folyamat rugalmassága. Üzemirányítás és ellenőrzés. 3. Energiaellátás, irányítás- és hírközléstechnika

A szennyvíztisztítás számos feladatának berendezések alkalmazását igényli.

ellátása

Ezek a következő három szakterületbe sorolhatók: • Energiaellátás • Irányítástechnika • Hírközléstechnika 102

villamos

Az energiaellátás körébe tartoznak a berendezéseket működtető motorok, világítás, villamos fűtés, stb. Az irányítástechnika körébe tarozik a létesítményekben végbemenő technológiai folyamatok vezérlése, szabályozása, ellenőrzése. A hírközléstechnika egyre nagyobb szerepet játszik a nagyobb, összetettebb és területileg is kiterjedt rendszerekben. Feladatai rendszerint összefonódnak az irányítástechnikával. A VÍZ SZÉTOSZTÁSA A szivattyú, a hálózat és a tározó, mint hidraulikai egység: A víz szétosztásánál figyelembe kell venni, hogy a vízigények mind az év folyamán, mind az egyes napokon belül is változnak. A vízigény változást befolyásolja: 9 A fogyasztás jellege (háztartási vagy ipari). 9 A lakosság életmódja. 9 A foglalkoztatás. 9 A beépítés jellege. A víztermelő és tisztító telepről általában szivattyúval juttatjuk a vizet a fogyasztókat ellátó hálózatba. A szivattyúk a hálózat és a magastározók egy hidraulikai egységet alkotnak. A hálózati szivattyúk szívómedencéje a tisztítótelep tisztavízmedencéje. A víztermelő és a hálózati szivattyúk csak ritkán azonosak. A szivattyúzás menete: A víztermelés és a hálózati szivattyúzás üzeme szempontjából az az ideális, ha a hálózati szivattyúzás az egész nap folyamán folyamatos és egyenletes. Ezzel kapcsolatban két problémacsoport merül fel: 9 A magastározók (vaztornyok) kis térfogata. 9 Az energiaköltség (áramfogyasztás). 103

Ezeket figyelembevéve az alábbiakat kell szem előtt tartani: ƒ A napi vízigény 1/3-ának megfelelő tározótérfogat a kívánatos, ami a magas- és a mélytározó (tározó medence) között oszlik meg. ƒ Az üzemeltetés biztonságát elsősorban a magastározóban tározott víz szolgálja, tehát ennek térfogatát célszerű minél nagyobbra választani, víztorony esetén 10-20 % kívánatos. ƒ A magastározóban kell tárolni a tűzoltás vízszükségletét vagy annak legalább egy részét. ƒ A magastározóban kell tárolni a vízmű technológiai vízszükségletét is. ƒ Fontos a szivattyúk számának kérdése is: ez kb. 2 db-ot jelent 1000-2000 m3/nap vízigény esetén. A hálózat: A vizet a fogyasztókhoz szállító vezetékek alkotják a hálózatot, mely többféle rendszerű lehet: Legkisebb csőhosszal az elágazó rendszer építhető meg, melynél az egyes vezetékszakaszok vakon végződnek, a szivattyút és a tározót összekötő fővezetéktől eltekintve valamennyi vezetékszakasz (ág) csak egy irányból kap vizet. Ez azzal a következménnyel jár, hogy valamely főbb elosztóvezeték törése esetén nagy terület marad víz nélkül, tehát nem túl biztonságos. További hátránya, hogy főleg a vakon végződő ágakban a nyomás nagy mértékben változik, illetve hogy ezeken a helyeken a víz pangása következhet be, azaz romlik a vízminőség (28/a. ábra). Az összekapcsolt rendszernél nincs vakon végződő ág, vagy csak kevés. A szivattyútelepet és a tározót nagy átmérőjű vezeték köti össze, melyből különböző méretű, a fővezetéknél kisebb átmérőjű elosztóvezetékek ágaznak ki. Üzembiztonsága lényegesen nagyobb az előző típushoz képest. (28/b. ábra)

104

A körvezetékes rendszernél a fővezeték önmagába visszatérő vonal (kör), melyhez másod-, esetleg harmadredű körök csatlakoznak. Csőtörés esetén a vízellátási zavarok itt a legkisebbek (28/c. ábra). Nagyvárosok esetén, ahol több szivattyútelep és több tározó szolgáltatja a vízellátást az összekapcsolt és a körvezetékes rendszer átmenetét képező rendszer a leggyakoribb, mely egy pókhálóra emlékeztet (28/d. ábra).

28. ábra A vízhálózat típusai A hálózat egyes részeit különböző névvel illetjük, a legnagyobb átmérőjű vezeték a fő- vagy gerincvezeték, melynek a szivattyútelepet a település szélével összekötő részét tápvezetéknek is nevezik. Ha a víztermelő hely az ellátott területtől messze fekszik, akkor a víztermelő helytől induló vezetéket távvezetéknek nevezik. Egyes fogyasztók az utcai elosztóvezetékről kapják a vizet.

105

A helyszínrajzi vonalvezetést a hálózati fővezeték helye, illetve a vízigény területi eloszlása befolyásolja. A vízellátási hálózat vezetékeiben a víz a teljes keresztmetszetet kitöltve, nyomás alatt áramlik. A víz lejtésben vagy emelkedésben lévő vezetékben egyaránt vezethető, a domborzati viszonyokhoz alkalmazkodva. Ügyelni kell azonban arra, hogy az emelkedő szakaszok tetőpontjai ne kerüljenek a nyomásvonal fel, mert ebben az esetben: 9 a csődarabok illesztésénél kívülről vízszivárgás történhet a vezetékbe, mely a vizet szennyezi, 9 illetve a légtelenítő nem tudja a feladatát teljesíteni. A hálózat tervezéséhez olyan térkép szükséges, amely a beépítési viszonyokon kívül a lakosság sűrűségét is feltünteti.

106

14. HÉT VÍZTÁROZÁS A víztározást biztosító létesítményeknek a következő szempontokat kell kielégíteni: Feltöltés és a fogyasztási vízmennyiség elvezetése. Vízpangás megakadályozása. Túlfolyó víz elvezetése. A teljes ürítés biztosítása. A medencébe való bejutás biztosítása. A medence belső, vízfelszín feletti terének szellőztetése. A víz fertőződésének megakadályozása. Hőszigetelés. A vízállásjelző, vízszinttávjelző, automatikus elzáró-szerkezet, stb. létesítése. A víz víztornyokban vagy medencében tározható. 1. Víztornyok A víztornyok használatának célja a terepszint felett nagyobb víztérfogat tározása. Ez a feladat szerkezeti, építéstechnológiai megfontolásokat jelent a tervező számára. A víztorony 3 fő részből áll: Alaptest Toronytest Medencetér

107

és

esztétikai

A víztornyok anyaga és szerkezete: Acélbetonszerkezet: 250 m3 medencetérfogat felett alkalmazzák. Ebben az esetben építéstechnológiai szempontból két alaptípus terjedt el: a) Monolit szerkezet, állványzat nélkül, csúszózsaluzattal: Építhető hengeres kúpos, sima vagy tagozott keresztmetszettel. A toronytest lehet teli fal, vagy végigmenő nyílásokkal szakaszokra osztott fal (29. ábra). b) Oszlopszerű monolit toronytest, előre megépített és ráemelt medencével: A toronytest állványzat nélküli, csúszózsaluzatú, tetszés szerinti keresztmetszetű lehet. A medence alakja hengeres, kúpos vagy hagymaalak lehet. Előnye, hogy megbízható és tartós, építéstechnológiájuk ismert és kidolgozott (30. ábra). Acélszerkezet: 250 m3 medencetérfogat alatt alkalmazzák. Alapteste vasbetonból készül. Rövid idő alatt (2-3 hónap) építhető meg. Az ilyen szerkezetű tornyok a hidroglobusok. ƒ Előnyei: csekély munkaigény, a helyszínre szállítandó súly kicsi. ƒ Hátrányuk: korrózióvédelmük még nem megoldott, állandó karbantartást igényelnek. (31. ábra) Vegyes anyagú: Ezek alátámasztó szerkezete acélbeton, a medence fémből (acél, alumínium) készül. Alkalmazásuk a kétféle építőanyag miatt nehézséget jelent. Előnyük mégis az, hogy a statikai igényeket jól követik (a könnyűfémből készült medence nehéz acélbetonból készült alap- és toronytestre helyezhető).

108

29. ábra Acélbetonszerkezetű víztorony (500 m3) (Monolit szerkezet, állványzat nélkül, csúszózsaluzattal)

109

30. ábra Acélbetonszerkezetű víztorony (Oszlopszerű monolit toronytest, előre megépített és ráemelt medencével)

110

31. ábra Acélszerkezetű víztorony (Hidroglobus) 111

2. Tározómedencék A tározómedencék lehetnek: Felszín felettiek. Félig vagy teljesen a terepszint alá süllyesztettek. Barlangmedencék. Alakjuk: kör, négyszög vagy sokszög. Általában a köralaprajz az uralkodó (statikai előnyei miatt). Hasznos térfogatuktól függően a kisebbek egyedülállóak, a nagyobbak sokszor ikerkialakításúak. Anyaguk szerint készülhetnek: Vasbetonból. Fémanyagból. A 32. ábra egy 2 x 200 m-es ikerkialakítású vasbetonmedencét szemléltet, külön zárkamrával. 9 A szerkezeti kialakítás általában 1000 m3 térfogat alatti medencékre jellemző, sík födémmel és sík fenékkel. 9 A medence födéme az esetleges külső vízborítást is elviseli. 9 Kisebb medencéről lévén szó, elegendő a medence közepében elhelyezett egyetlen tartóoszlop. 9 A 32. ábráról a zárkamra, zsomp, szellőztető, a szigetelés stb. megoldásának elve is követhető. 9 Újabban a zárkamrát - gazdasági és építési okok miatt - elhagyják.

112

32. ábra Ikerkialakítású vasbetonmedence, külön zárkamrával 3. Kiegészítés a tározókhoz Vasbeton tározók vízzárósága: Olyan mértékű vízzárást kell elérni, hogy az elszivárgó vízmennyiség 100 cm3/m2-nél kisebb legyen. Ez az igény az eddig megismert víztározók esetében vízzáró vakolat szigeteléssel elégíthető ki. 113

Szellőztetés: A szellőzés céljából, a tározó víztere felett a tározott víz rétegvastagsága legalább 10 %-ának megfelelő vastagságú légteret kell biztosítani. Ez azonban nem lehet 40 cm-nél kevesebb. 150 m2 vízfelületre, ill. 500 m3 tározott vízmennyiségre kell egy-egy szabályos 25 cm belső átmérőjű szellőző-berendezés. Többkamrás medencénél minden kamra szellőzéséről külön-külön kell gondoskodni. Automatizálás: A tározóbeli vízszintek, stb. alapján arra kell törekedni, hogy a tározó üzeme automatizálható legyen. Ez azt jelenti, hogy a tározóval egyidejűleg a vízellátó hálózat és a vízszerző berendezések összehangolását kell tulajdonképpen biztosítani. A víztározók csővezetékei: A tározók üzemének biztosításához az alábbiakra van szükség: 9 Töltővezeték 9 Szolgálati vezeték 9 Túlfolyó vizet elvezető vezeték 9 A tározótér teljes ürítését lehetővé tevő ürítőberendezés A tározók biológiai viszonyai: A tározókban mindazok a mikroorganizmusok előfordulnak, amelyek a víztermelő és vízszállító létesítményekben megtalálhatók. A tározókban leülepedett iszapban vas- és mangánbaktériumok, fonalférgek, ostoros- és csillós élőlények is előfordulnak. A tározó tisztításakor az iszap eltávoltása után a teljes felületet fertőtleníteni kell (bordói lével).

114

A hidrofór: Vízműveknél, üdülőtelepeknél, toronyházaknál, stb. a víztorony, medence mellett a hidrofór is egyre nagyobb szerepet játszik. Nagyvárosok vízellátásánál a víztornyok mellett a hidrofórok esztétikai, a városkép szempontjából is versenytársaivá válhatnak a víztornyoknak. A hidrofór (nyomólégüst) olyan víztározó, amelynek légterét üzembe helyezés előtt nagyobb nyomású levegővel töltik meg. Ennek megfelelően a legfontosabb részei a következők: 9 Tartály 9 Szivattyú 9 Légsűrítő 9 Segédberendezések

33. ábra Hidrofór

115

A 33. ábra egy hidrofórt szemléltet, mely jelen esetben a hálózatból kapja a vizet a tározó térbe. 9 Ilyenkor nincs folyamatos üzemre szükség. Mindaddig, amíg a hálózati alapnyomás révén a vízelosztás biztosítható, a hidrofór üzemen kívül tartható. 9 Viszont ha az alapnyomás nem elegendő, akkor a hidrofór folyamatosan biztosítja a szükséges nyomásviszonyokat. Térfogata viszonylag kicsi: 80-8000 liter.

116

15. HÉT VÍZVEZETÉKI CSŐHÁLÓZAT ÉPÍTÉSE A vízvezeték hálózatot feladata teljesítéséhez megfelelő módon kell kialakítani. A tervezésnél a hidraulikai és szilárdsági méretezés mellett figyelembe kell venni: 9 a vízszintes és magassági vonalvezetést, 9 más műszaki szempontokat, 9 illetve a gazdaságossági követelményeket. A csőhálózat egésze több elemből, több létesítménycsoportból áll: ƒ A fogyasztói bekötések: fogyasztásmérő és bekötő vezeték. ƒ Közcsőhálózat: az elosztó vezetékek, közterületeken, közutakon haladnak.

melyek

rendszerint

ƒ Idomdarabok: irányváltozások kialakításához, különböző keresztmetszetű és anyagú vezetékszakaszok összekötéséhez. ƒ Szerelvények: elzáró- és megcsapoló-szerkezetek a vezetékek lezárásához, egyes vezetékszakaszok kikapcsolásához, vízvételhez, leürítéshez, légtelenítéshez. ƒ Jelzőtáblák: a csővezetékek átmérőit a szerelvények helyét, tüntetik fel. ƒ A csőhálózat műtárgyai: egyedi létesítmények, különleges célokat szolgálnak. A vízvezetéki csőhálózat feladata: a termelt és szolgáltatásra előkészített (tisztított) víz zavartalan eljuttatása a tározókhoz, hálózati átemelőkhöz és végül a fogyasztókhoz. A csőhálózattal szemben támasztott műszaki követelmények: 9 Vízzáróképesség. 9 Szilárdsági biztonság.

117

9 Kis csőfal-súrlódási ellenállás. 9 A csőhálózat szakaszos elzárásának biztosítása. 9 A hálózat leüríthetősége, légtelenítése. 9 A csőanyag kis folyóméter súlya és nagy gyártási hossza. 9 Hosszú élettartam. A csőhálózattal szemben támasztott gazdasági követelmények: 9 A cső előállítási költsége, ill. beszerzési ára. 9 Szállítási és beépítési költségek. 9 Üzemeltetési költségek. A csövek anyaga és megválasztásuk szempontjai Hazánkban a közüzemi vízvezetéki hálózatok nyomócsöveit a következő anyagokból építik (10. táblázat):

118

10. táblázat A vízvezetéki csövek anyagai és jellemzésük A cső anyaga

Élettartam (alsó határ)/év

Jellemzésük ƒ Nagynyomású csőhálózatok anyaga.

Öntött vas

ƒ Átmérőjük: 80-800 m, hosszuk: max. 4 m.

60

ƒ Belső és külső korróziós hatásoknak ellenáll. ƒ Legnagyobb a nyomásállóságuk. ƒ Más csövek védőcsövei.

Acél (varrat nélküli, hegesztett acélcsövek)

ƒ Belseje korrózióra hajlamos, külsejét bevonattal védik.

40

ƒ Varratnélküli vagy hegesztett csövek. ƒ Eternitcsőnek is nevezik.

Azbesztcement

ƒ Átmérőjük: 50-500 m.

50

ƒ Térfogatsúlya kicsi, építési költsége nagy. ƒ Vízzáró-képességük és szilárdsági mutatóik nem jók.

Vasbeton

ƒ Főként csatornaépítésre használják őket.

70

ƒ Átmérőjük: 1800 mm-ig. ƒ Különösen kis átmérőjű kivitelben elterjedtek. Műanyag

ƒ Átmérőjük: 50-200 m, hosszuk: max. 6 m.

?

ƒ Savhatásoknak ellenáll, hővesztesége kicsi, nem fagyveszélyes, viszont hőtágulása nagy.

Egyéb: horgonyzott acél, ónozott ólom, vörösréz

ƒ Utcai nyomócsövek anyaga

119

Idomdarabok, szerelvények, műtárgyak: 1. Idomdarabok: A felsorolt anyagokból készült csővezetékek adott nyomvonalon való vezetése, irányváltoztatása, elágaztatása, szűkítése, bővítése és a különböző szerelvények beépítése sokféle csőidom használatát teszi szükségessé. Az idomdarabokat, íveket, öntöttvasból, acélból, azbesztcementből, műanyagból, ritkábban betonból állítják elő. Gyakori megoldás az, hogy az idomdarabot nem az alapvezeték anyagából készítik. 2. Szerelvények: A csőhálózat üzemének származó károk elhárítása szükségessé teszi, hogy szerkezeteket építsenek szerelvényeknek.

zavartalansága, a meghibásodásokból és a javítások gyors lehető tétele a hálózatba különböző rendeltetésű be, ezeket nevezzük hálózati

Csoportosításuk a következő: Elzáró-szerkezetek: az átfolyó víz mennyiségét, nyomását szabályozzák (csökkentik), szükség esetén teljes elzárást biztosítanak, amire akkor van szükség, ha egyes vezetékszakaszokat az üzemből, p1. csőtörés esetén, teljesen ki akarunk kapcsolni (tolózár, csap, szelep, zsilip). Megcsapoló szerkezetek: céljuk, hogy lehetővé tegyék a víz ki vételét (tűzcsapok, közkifolyók, locsolószelep, kerti csap, ürítők, légtelenítők). 3. A csőhálózat műtárgyai: Aknák: a hálózat fontosabb szerelvényeit, hogy kezelésük, javításuk könnyebb legyen, aknákban helyezik el. Vasút alatti műtárgyak: a vasúti pályák nagy terhelést adnak át és erős dinamikus hatásuk is van, így ha a csövek védelméről nem gondoskodnak, gyakoriak alattuk a csőtörések. 120

A csővezeték a vasút alatti szakaszon acélból készüljön és betonból vagy vasbetonból épített védőalagútba, illetve nagyobb átmérőjű acél védőcsőbe helyezzék el. Közutak alatti műtárgyak: forgalmas, nagy terhelésű közutak keresztezésében, a helyi viszonyoktól függően (p1. rossz altalaj) a vasút alatti műtárgyakhoz hasonló védőberendezéseket létesítenek. Nyomásszabályozók: a hálózati műtárgyak közé sorolhatók az ún. nyomásszabályozók is, melyek a vízhasználati berendezések zavartalan üzemét biztosítják abban az esetben, ha a hálózati nyomás túl kicsi, vagy túl nagy. Többségtik hidrofór berendezés. Gravitációs vezetékeknél van általában nyomáscsökkentőkre szükség. Meder alatt átvezető műtárgyak: Ha patakokat, folyókat, tavakat vízcső keresztez és a közelben híd nincs, a csövet a meder alatt a talajban, vagy a fenék alá épített csőalagútban kell elhelyezni. Csővezetés meder fölött: Vízvezetéki csöveknek hidakon való elhelyezését szabványok írják elő. Ebben az esetben csőhídról beszélünk. A csőhálózat építése A munkaárok, a csövek fektetése: A szakszerű építés előfeltétele a megfelelő tervdokumentáció elkészítése és a szükséges engedélyek beszerzése. Az építés a kitűzéssel kezdődik. A csőtengelyt a terepen vízszintes és magassági értelemben egyaránt rögzíteni kell. A csőtengelyt először kitűző-rudakkal rögzítik, majd az így kitűzött tengelyhez képest jelölik ki s munkaárok két határvonalát. Az árok szélességét a cső átmérője és a kötések fajtája (a legkisebb árokszélesség: 80 cm). Végül a csövet - mérete és súlyától függően a megfelelő eszközzel - az árokba helyezik. Betemetés előtt nyomáspróbát kell végezni.

121

Csőkötések: A vízvezetéki csőhálózat legkényesebb pontja a csőelemek összeillesztése, ez az ún. csőkötés. A kötés lazulása esetén ugyanis szivárgás indul meg, ami vízveszteséget jelent. Megkülönböztetünk: 9 fix 9 és oldható csőkötéseket. A korszerű kötésekkel szemben támasztott követelmények: ƒ Az üzemi nyomásnak álljon ellen. ƒ Biztosítson teljes vízzáróságot ƒ Korrózióhatás ne támadja meg ƒ Anyagkifáradás, elöregedés ne következzék be. ƒ A vízzárást fagyökerek ne zavarják. ƒ Az elkészítése gyors legyen. ƒ Vizes, nedves munkahelyen is kifogástalanul lehessen használni. ƒ Hosszadalmas előkészítésre, utókezelésre ne legyen szükség. ƒ Kisebb deformációk ne tegyék tönkre. ƒ Legyen gazdaságos. Régebben ezek a kötések: öntöttvas csövek ólmos kötése, acélcsövek hegesztése, bitumenes kötések. A jövő a gördülő gumigyűrűs kötéseké. Korrózió elleni védelem és hőszigetelés: A szállított víz és a talajvíz, valamint a talaj korrózióján kívül ki kell emelni a talajban lévő elektromos áramlás által okozott elektrolitikus korróziót is. Újabban megállapították, hogy a mikroorganizmusok is okoznak kárt, ez a biológiai korrózió. Ezek ellen speciális védőrétegekkel ill. katódos védelemmel lehet védekezni.

122

Hőszigetelést a szabadon szerelt csöveknél szoktak alkalmazni. Leggyakoribb szigetelőanyag az üveggyapot. Nyomáspróba: Ha a csővezeték a kötésekkel együtt elkészült, azt a munkaárok teljes betemetése előtt nyomáspróbával kell ellenőrizni. A próba két részből áll: 9 Először 300-500 m-es szakaszokra bontva ellenőrzik a vezetéket. 9 Majd a több szakasz együttes ellenőrzését végzik el, amivel arról győződnek meg, hogy a már kipróbált szakaszok csatlakozásai is megfelelőek-e.

123