Tiszta vizet a pohárba!

Mitől vörös a víz? 

Nos nem feltétlenül a rosszul szerelt hálózattól, sokkal inkább a kúttal feltárt és felhasznált vízkészlet vízminőségi adottságai okozzák ezeket a jelenségeket. Szerencsére napjainkban már nemcsak hatalmas vízműtelepeken lehet a vizet megtisztítani, szakszerűen mondva "víztisztítási technológiát alkalmazni". Hála a műanyagok elterjedésének, akár kis házi berendezésekkel is biztosítani lehet a "tiszta vizet a pohárba".
Nálunk anyagiakkal jobban, de a feltárható jó minőségű rétegvizek terén sokkal rosszabbul álló államokban már évtizedek óta igyekeznek az egy-két fogyasztót ellátó, kiskapacitású, de tökéletesen működő házi ivóvíztisztító berendezéseket forgalmazni, és ezzel lehetőleg mindenki számára, biztosítani a jó ivóvizet. Ezekhez a technikákhoz napjainkban itthon is hozzáférhetnek az érintettek. 
Hogy kik Ők? Azok, akik Budapestről és a nagyobb városokból azok környékére költöznek, akik a még mindig jelentős tanyavilágban élnek, akiket a munkájuk egy erdészházhoz köt, esetleg a turizmusban tevékenykednek és nem utolsósorban a rengeteg hétvégi-ház tulajdonos is.
Budapest körül mintegy 50 település alkotja az agglomerációt. Ide százezer szám költözött ki a városi lakosság az utóbbi években, és építkezik a községek vízellátó hálózatán kívüli területekre is. Az Alföldi tanyavilág sem véletlenül az M5-ös vonalában prosperál. A Duna menti és a Duna-Tisza közi országrészeken természetes megoldás a kismélységű kutak lefúrása és a vízellátás azokból való biztosítása. De természetesen nagyon sok egyéb helyen, ahol hasonló geológiai adottságok vannak, ilyen kismélységű kutakból történik a lakosok vízellátása. 
Ha kutat lehet fúrni, akkor mi a gond?
A gond abból adódik, hogy a folyamatos környezetterhelés miatt a felszíni vizekkel rengeteg szennyeződés jut a talajba, és a hazánkra jellemző szennyvízszikkasztás (a szennyvíz tisztítatlanul a talajba juttatása), így a felszínnel közvetlenül érintkező ún. első talajvízréteget a magas ammónia és nitrát valamint a fertőző baktériumok miatt ivóvízbeszerzésre alkalmatlanná teszi. A 40 mg/liter feletti nitráttartalom okozza a csecsemők körében életveszélyes methemoglobinémia-t, a vér oxigénszállítási elégtelensége miatti fulladást. Emiatt az ennél magasabb nitráttartalmú vizeket nem használják fel ivóvízellátás céljaira. Helyenként ezért palackos vizet osztanak a csecsemők részére, nagyobb vízművek vízkeveréssel csökkentik a nitráttartalmat.
Néhol ún. nitrátszűrőket alkalmaznak, melyek baktériumtöltetükkel kiszűrik a nitrátot, bár utána jelentős környezeti szennyezőforrás a telítődött szűrőbetét, a magas nitrátkoncentráció miatt, amit a használat után nehéz elhelyezni. 
Ivóvízbeszerzésre ezért a mélyebb, a felszín felől védettebb, homokos-kavicsos, törmelékes ún. vízadó rétegek alkalmasak. Kivéve, egy nagyobb folyó, pl. a Duna parti sávjában található rétegeket melyekbe a víz az úgynevezett partiszűréssel (mely lényegében egy spontán biológiai és fizikai szűrési folyamatot jelent) jut. Ezekből a rétegekből származó vizek minimális kezeléssel kerülnek felhasználásra ma is. (Megjegyezzük, hogy a legnagyobb ivóvíztermelő üzemek, pl. Fővárosi Vízművek már túlnyomórészt lefoglalták ezeket a vízbázisokat.) 
A gond az, hogy ezekben a mélyebb rétegekben a természetes fizikai és kémiai okokból eredően geológiailag rövidebb-hosszabb idő alatt (több ezer év!), felgyülemlettek a különféle fémek oxidjai, különösen a vas- és mangán-oxidok. Ugyancsak oldatként különböző karbonátok, kloridok találhatók ezekben a rétegvizekben. A bennük feloldott anyagoktól sok esetben, mint különféle gyenge savak (ritkán lúgok) jelennek meg a kutakban a vizek, és mint agresszív oldatok bontják a csövek, szerelvények anyagát is. 
Mivel a mélyebb rétegekben található vizekre a felszíninél nagyobb nyomás hat, így bennük, a mélyben stabilan megmaradnak az oldott anyagok. A kutakból a felszínre hozva, azonban könnyen kicsapódnak, felszabadulnak. Végeredményképpen a fürdőkád, pohár falán válnak ki a kútvízből: vörösbarna elszíneződés, feketés lerakódás vagy apró buborékok formájában.

Mi tehetünk?

Legszerencsésebb esetben a mélységi vizeket - ahhoz hogy ivóvízként felhasználhassuk - minimálisan csak biológiailag kell kezelnünk (fertőtlenítés, csírátlanítás klórozással). De a gyakorlatban különféle fizikai és kémiai beavatkozásokat is kell tennünk ahhoz, hogy ivóvízminőséget kapjunk. Legszélsőségesebb példa erre, hogy az űrhajósok által "termelt" folyadékból újra ivóvizet gyártanak az űrhajóban. 
Esetünkben a termelt víz semleges kémhatásúvá tétele, valamint fizikai és kémiai úton való szűrése,(különböző káros tényezőktől való mentesítése), majd a fertőtlenítése többnyire elegendő a megfelelő vízminőség előállításához. Persze a széles körben reklámozott kisméretű csodaeszközök is erre a feladatra készültek, de azt nem nagyon reklámozzák, hogy azokkal maximum az egyszemélyes túlélő-felszerelés egynapi vízszükségletét lehet előállítani. Egy háztartás vízszükségletét csak igen rövid ideig tudják biztosítani, utána drágán kell cserélni elhasználódott szűrőbetétjüket. 
Egy családi ház vagy házcsoport ivóvízigényének kielégítésére különböző teljesítményű víztisztító berendezések szükségesek. Az alábbiakban erre példaként egy 3 m3/óra maximális kapacitású - megvalósított, üzemelő - berendezést mutatunk be.

A víztisztító berendezés

A vízellátó és víztisztító berendezés a Dunakanyar északi részén található 60 fős panzió és további 100 fős nyári bungaló-telepből álló üdülőkomplexum ivóvízellátását biztosítja. A ténylegesen szolgáltatott vízmennyiség nyáron 30 m3/nap, télen 10 m3/nap. A vizet adó fúrt kút sajnos a Duna-parti kavicsteraszon kívül, már a Pilis-hegység vulkáni területén andezittörmelékbe került lemélyítésre 75 m mélyen. Emiatt a belőle búvárszivattyúval termelt víz mennyisége maximum 50 liter/percenként. A víz minőségére a magas 1,0-1,8 mg/literes vastartalom, és az alacsony (savas) 6,5 pH érték mellett, a magas 168 mg/literes szénsavtartalom miatti erős agresszivitás volt a jellemző. Eredményeképp a termelt víz nem felelt meg az ivóvízszabvány előírásainak, emellett erős vasoxid lerakódást produkált a tárolómedencékben és a csapoknál, az agresszivitás pedig a horganyzott acélcsővezetékekben okozott feltűnő korróziót.
Természetesen az ilyen adottságú vizet kezelni kellett ahhoz, hogy ivóvízként lehessen felhasználni. A meglévő elosztóhálózat horganyzott acélcsőből készült azt megváltoztatni nem lehetett, így már a hálózatba juttatás előtt kellett a termelt vizet a magas sav- és vastartalmától megszabadítani. Az ezt célzó beavatkozások már a kútnál megkezdődtek, ugyanis a kútba beépített búvárszivattyú már műanyag nyomócsövön (KPE, DN 40 mm) át jutatta a vizet, a központi épület pincéjében kialakított vízkezelő helységbe. 
Itt az összes berendezés és szerelvény, különböző műanyagokból (polietilén, polipropilén, szénszálas kompozit és PVC) készült. Ezek a műanyagok a hideg vizek esetében teljesen rezisztensek (nem oldódnak vizekben), és alkalmazási idejük a napfénytől elzárva 50 évre tehető. Így a vízkezelés során már nem tudta az agresszív víz a berendezések anyagából kioldani a vasat, és ezzel növelni ismét a víz vastartalmát. A kezelés során a vizet nátrium-hypoklorid (HYPO) automatikus adagolásával csírátalanítottuk, elő- és utóklórozás formájában. A kezelőberendezés acélszerkezeteit előzetesen eltávolítottuk a rendszerből. Ezután kezdődhetett meg a berendezés összeállítása.

A berendezés működése

A példánkban bemutatott berendezés a kútból érkező nyers (kezeletlen) vizet előklórozás után a savtalanítóba juttatja. Innen az előklórozott és savtalanított vizet a savtalanító mögé beszerelt centrifugál-szivattyú a - pH érték (a víz lúgosságának) beállítása után - a vas- és mangántalanító szűrőberendezésbe (reaktorba) nyomja 
A kezelt (előklórozott, sav- és vas-mangántalanított) víz az utóklórozó injektoron át, jut el a - szintén a kezelőhelységben kialakított - 3,0 m3 térfogatú tárolótartályokba (esetünkben 3 db 1 m3-es tartály), mint tisztított (előklórozott, sav-, vas-, mangántalanított és utóklórozott), azaz ivóvíz-minőségű víz. A tisztított vizet centrifugál nyomásfokozó szivattyú nyomja a kezelőhelységben légüstökkel kialakított, a hálózati nyomást biztosító, ellátórendszerbe. Az ellátórendszeren át, jut el a fogyasztókhoz a víz (1).
Túlnyomórészt a fent vázolt berendezések kerülnek a hazai víztechnológiai rendszerekben is alkalmazásra. Ritkán még ammóniamentesítésre, sótalanításra és esetlegesen a nitráttartalom csökkentésre szolgáló berendezéseket is alkalmaznak, főleg a nagyobb vízművek estében. 
Az ismertetett ivóvízellátó rendszernél a kútból kitermelt víz, mint kiindulási alap szerepelt a technológia megválasztásánál, azonban megfelelően kialakított víztermelő kúttal már a rétegvíz minőségi adatain is javíthatunk. Az előzőkben ismertetett térségekben a kismélységű kutak által feltárt vízadó rétegekben főleg a magas vas-mangán tartalom és a magas savtartalom, azaz, a víz agresszivitása okozza a legtöbb gondot.
Ha azonban a lefúrt kút csöveihez eleve polietilénből (KPE) készült csöveket használnak, (ezeket napjainkban 150 m mélységig lehet felhasználni), a kutat pedig a lehető legnagyobb átmérővel képezik ki (nálunk maximum 600-800 mm-rel), és mesterségesen, a kútcsövezés körül a rétegben ún. szűrőréteget alakítanak ki kavicsból, akkor már ott mintegy 30%-át ki lehet szűrni a vas-mangán tartalomnak. A kútból a felszínre szivattyúzott víz levegőztetése, (csobogtatással, porlasztással) pedig a savtartalom jelentős csökkentését eredményezheti. Ezt a kút közelében levő medencével segíthetjük elő, melyből azután tovább szívatjuk a vizet.
Esetünkhöz visszatérve, a víz a kútból DN 32 mm-es KPE (polietilén) csövön keresztül jut el a kezelőhelységbe. Itt ún. gyorskötő elemmel (melyet utólag is többször könnyen szét és összecsavarhatunk) csatlakozik a falra rögzített osztóvezetékhez. Ebbe a vezetékszakaszba vannak az elő és utóklórozó berendezés adagoló diffúzorai bekötve. A nyers és a kezelt víz is itt kerül szétosztásra a további berendezések felé. Ez a szerkezeti rész polivinil csődarabokból és kötőelemekből került kialakításra, az egyes elemek VINILFIX ragasztóval történő hideg ragasztásával (2). 
A klórozó berendezés egy PVC anyagú nátrium-hypoklorid (HYPO) tartályból (50 literes), valamint az előklórozáshoz és a pH beszabályozásra, illetve az utóklórozásra használt adagoló diffúzorokból került kialakításra. Ezek a berendezések előzetesen beszabályozásra kerülnek a kívánt vízmennyiséghez és a vízminőséghez, utána automatikusan beindulnak, amennyiben a rendszerben vízszállítás folyik. Utána pedig a beszabályozott tartományban végzik el a klórozással a pH beállítását és a víz csírátlanítását (3).
Az előklórozott, pH-beállított víz DN 32 mm-es polivinil csövön és szerelvényeken át jut el a savtalanító berendezésbe. Ezt a berendezést csörgedeztető tornyos, hideg savtalanítónak (gáztalanítónak) nevezik. Hogy miért? Mert a víz a saját súlyától felülről lefelé mintegy végigcsörgedezik a berendezés ún. toronyrészén. Maga a torony - és az egész savtalanító - polipropilén anyagú hegesztett szerkezet. A torony ki van töltve sok apró, nagy aktív felületű műanyag szűrőelemmel, így a víz ezek felületén csörgedezik lefelé a gyűjtőtartály felé. Eközben egy automatikus vezérlésű (a víz áramlása esetén bekapcsoló) ventilátor levegőt fúj a víz áramlásával szembe a toronyba. 
A levegő a nagy aktív felületről mintegy elragadja a víz savasságát okozó gázokat, (esetünkben széndioxidot), és ezután az épületen kívülre távozik. Mivel mindez melegítés nélküli, a helységből származó levegővel történik, ezért nevezik a berendezést hideg savtalanítónak (gáztalanítónak). A berendezés alján kialakított tárolótérben gyűlik össze a savtalanított víz, melyet innen a tartályba szerelt úszókapcsolók által vezérelt centrifugálszivattyú továbbít a vas-mangántalanító felé, 3 m3/órás maximális menynyiségben. Amennyiben tárolótérben áramkimaradás miatt túl sok víz gyűlik össze, úgy egy beépített túlfolyócső szakasz az épület csatornarendszerébe vezeti azt (4, 5).
A következő egység a tisztítóberendezés központi eleme. Ez a vas-mangántalanító reaktor. Lényegében egy szénszál-erősítésű kompozitanyagból készült 80 cm átmérőjű, 2 m magas hengeres tartály. Ebben van elhelyezve az osztályozott homokos kavicsból álló szűrőközeg úgy, hogy alatta és felette a tartály térfogatának mintegy 30%-át szűrőszerű födémekkel elválasztjuk. 
A szűrőközeg 2 rétegből áll. Az ún. támasztórétegből, mely 2-8 mm átmérőjű szemcséket tartalmazó mosott kvarckavicsból van kialakítva. A második réteg a tényleges szűrőréteg, amelynek nagy aktív szűrőfelületét a 0,5-2,0 mm-es mosott kvarcanyagú szűrőhomok biztosítja. A támasztóréteg tartja a szűrőhomok rétegeket az átfolyó víz elsodrásával szemben. 
A vastalanítás levegőbenyomása mellett - mely a vízben lévő vasat oxidálja, (az oldatban levő vasat és mangánt különálló kis vasoxid szemcsékké változtatja) - a szűrőbetét felületén történik. Ugyanis az oxidszemcsék a finom homokszűrő felületén fennakadnak, és a víz azok nélkül távozik a vastalanítóból. Természetesen idővel ez a felület telítődik a kiszűrt oxidokkal. Ekkor egy beépített ún. öblítő centrifugál szivattyú ellenirányba nagy erővel, benyomja a tiszta vizet a vastalanítóba, és ezzel mintegy átöblíti a szűrőfelületet. Ezután ez az öblítővíz az épület szennyvízcsatornájába kerül elvezetésre. Ez az öblítés hetenként egy alkalommal történik.
Az egész folyamatot a vastalanító berendezés automatikus vezérlőegysége szabályozza elektronikus úton. A vezérlőegységet a beüzemelés során lehet programozni, ami később megváltoztatható. Magát a vastalanító működésbelépését, azaz a levegőbefúvás megkezdését (melyet egy dugattyús mobil kompresszor biztosít, olyan, mint amivel az autó kerekét felfújjuk) a savtalanító tárolótartályába szerelt úszókapcsoló szabályozza. Amikor tele van a tároló, akkor felső úszókapcsoló bekapcsolja az esetünkben 3 m3/óra maximális teljesítményű centrifugál szivattyút, amely a vastalanítóba nyomja a vizet, és elindítja egyúttal az automatikát is. Amikor pedig az alsó szintkapcsoló alá csökken a tároló vízszintje, akkor kikapcsolja a rendszert, azaz leállítja a szivattyút, és kikapcsolja az automatikát. Áramkimaradás esetén a rendszer automatikusan kikapcsol. 
A bemutatott rendszer a vastartalmat 0,3 mg/liter szint alatt tartja, ezzel az ivóvízszabványban előírtaknak megfelelő vizet szolgáltat (6, 7, 8).
A vastalanított víz innen újra az első, ún. osztószerelvényhez kerül, természetesen polivinil csövön és szerelvényeken át (DN 32-mm-es KM), ahol az utóklórozó injektor a szükséges mennyiségű klórozást elvégzi. A klórszint ezután maximum 0,2 mg/liter lehet a vízben. Ezután már tisztított, a fogyasztók felé biztonsággal kiszolgáltatható vizünk van. 
Ezt a vizet az osztószerelvénytől esetünkben polietilén (DN 32 mm-es KPE) műanyagcső vezeti a szintén a kezelőhelységben elhelyezett 3,0 m3 térfogatú tárolótartályba. A tároló 3 db egyenként 1,0 m3-es polietilén anyagú tartályból van kialakítva (9). Ezek a tartályok külön-külön mozgathatóak, így tetszés szerint változtatható a tárlótérfogat. (Akár növelhető is több egység beépítésével).
A tartályokat a rajtuk előre tetszés szerint kialakított DN 63 mm-es menetes csonk segítségével lehet összekötni. A mobilitás miatt a szerelvény ún. gyorscsatlakozású, menetes, KPE anyagú szerelvényekkel és csőszakaszokkal van összekapcsolva. Így a három tartály töltő és üzemi vezetéke biztosítja a vízhasználatot. Ezen kívül túlfolyó és leürítő vezeték is található a rendszerben. Az osztóműtárgy felől érkező vizet DN 32 mm-es csőméretről a szerelvények DN 63 mm-es méretére bővítettük, majd így vezettük a töltővezetéken át a tartályokba.
A tartályokban a vízelosztás a közlekedőedények elve szerint történik. Az első tartályba szerelt úszókapcsoló kapcsolja, a tartályokból a fogyasztás függvényében való vízelvétel alapján a víztermelő kút búvárszivattyúját és indítja el ezzel a víztisztító berendezéssort, vagyis az egész rendszert (9). Ha a tartályokból az alsó bekapcsolási szintig csökken a tárolt víz szintje, akkor termelni kezd a kútszivattyú.
A tartályokból a fogyasztók felé az üzemi vezetéken áramlik a víz. Persze, ahhoz, hogy mindenütt elegendő víznyomás legyen, ezt a vizet ún. nyomásfokozó szivattyún és a víznyomást adott tartományban tartó tartályokon (esetünkben 2 db légüstön, vagy tágulási tartályon) kell keresztülvezetni. Az előre beállított nyomástartomány - minimum 2,0, maximum 4,2 bár - alsó értékénél be, a felső értékén pedig kikapcsolja egy nyomáskapcsoló a nyomásfokozó szivattyút. Így a víznyomás a fogyasztóhelyeken e két érték között van (10).
A fogyasztóhelyeken uralkodó nyomástól a lényegesen alacsonyabb nyomásszinten (1,5 bár) működő rendszert egy DN 40 mm-es PVC rugós visszacsapószelep választja el, amely megakadályozza a víz visszaáramlását (11).
A fentiekben leírthoz teljesen hasonló felépítésű vízkezelő rendszer építhető ki lényegében a napi 100-200-literes vízfogyasztástól (ami egy kis hétvégi ház és 2 személy vízszükséglete), a napi 100 m3-es vízfogyasztásig (pl. egy tanyaközpont, vagy egy kemping), természetesen amennyiben víztermelésre alkalmas kúttal, forrásfoglalással rendelkezünk. A működés elve és a berendezés felépítése nagyjából ugyanilyen, csak a méretek változnak. A kút, illetve az onnan termelhető vízmennyiség és vízminőség ismeretében a vízbeszerző szakemberek az igényeknek megfelelő megoldást tudnak mindenki számára javasolni.
Amennyiben a közüzemi vízellátó rendszereken kívül élünk, de mégis tiszta vizet szeretnénk a poharunkban látni, akkor nem rögtön a palackos vízre kell, mint megoldásra, gondolnunk. Sok helyen kellő adatszerzés után, a jelenkori korszerű technika házilagos alkalmazásával, az ismertetett technológiával magunk is megvalósíthatjuk ivóvizet szolgáltató vízművünket. Tessék megpróbálni!