Vízellátás - csatornázás tantárgy programja. Tartalomjegyzék

Átírás

1 Vízellátás - csatornázás tantárgy programja Tartalomjegyzék TARTALOMJEGYZÉK 1 IRODALOMJEGYZÉK A TANANYAG ELSİ RÉSZÉHEZ 4 A VÍZELLÁTÁS CSATORNÁZÁS TÁRGY PROGRAMJA 5 A tananyag 1. része 5 A tananyag 2. része 5 A VÍZ TULAJDONSÁGAI 6 1. A víz fizikai tulajdonságai 6 2. A víz kémiai tulajdonságai 9 3. A víz biológiai, bakteriológiai tulajdonságai 12 A VÍZ ELİFORDULÁSA A TERMÉSZETBEN A Föld, mint reakciótér A víz a Földön A vízszerzés lehetıségei 17 VÍZTERMELÉS KUTAKKAL Történeti áttekintés Ásott kutak Süllyesztett kutak A vert kutak Az aknakút A törpe csápos kút Fúrt kutak - csıkutak A mélyfúrású kút A nyersvíz szállítása a kezelıtelepre 36 A TERMÉSZETBEN ELİFORDULÓ VÍZ TISZTÍTÁSA Elızetes áttekintés Tisztítóberendezések és technológiák Gerebek Dob- és szalagszőrık Homokfogók Ülepítık 42 1

2 2.5. Derítı medence Szőrık Vízben oldott szennyezıanyagok eltávolítása Savtalanítás /CO 2 / Vastalanítás Mangántalanítás Vas- és mangántalanítás Csírátlanítás 51 A VÍZ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE Történeti elızetes A vízmérık feladata A vízmérık osztályozása különbözı szempontok szerint Az áramló közeg szerint Az áráramló közeg hımérséklete szerint A mozgó alkatrészek szemszögébıl A vízmérı feladata szerint A vízmérık pontossága szerint Osztályozás beépítési helyzetük szerint A csatlakozás, a kötési mód szerint Rendszerük, felépítésük szerint Vízmérıhely kialakítása A vízmérık okozta ellenállás A vízmérı kiválasztása 72 VÍZLÁGYÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A vízben lévı szennyezı anyagok káros hatásai egy gızkazánházban Ca- és Mg-sók A kolloidálisan finom szemcsézető lebegı anyagok Oldott szerves anyagok és sók Alkalikus vegyületek Oldott gázok A kazánkı képzıdés folyamata A keménységet okozó sók káros hatása a főtési rendszerekben Vízlágyítási technológiák Vegyszeres vízlágyítás Ioncserés vízlágyítás Fizikai eljárások Termikus vízlágyítás Termikus gáztalanító berendezés 84 HÁZI VÍZELLÁTÓ BERENDEZÉSEK A lehetséges mőszaki megoldások 86 2

3 2. Atmoszférikus magastartályos házi vízellátó rendszer Nyomólégüstös házi vízellátó berendezés Szabad vízfelszínő nyomólégüstös házi vízellátó berendezés Membrántartályos házi vízellátó berendezés Összefoglalás 96 IRODALOMJEGYZÉK A TANANYAG 2. RÉSZÉHEZ 97 A TANANYAG 2. RÉSZE 98 NYOMÁSFOKOZÓ BERENDEZÉSEK A nyomásfokozó berendezés feladata A nyomásfokozás mőszaki berendezései A nyomásfokozó berendezések csoportosítása Nyomásfokozás nyomólégüstös berendezéssel Nyomásfokozás atmoszférikus magastartállyal Közmő kiegyenlítı medencék Szivattyús megoldások Nyomásfokozó berendezések számítása Alkalmazott jelölések Nyomásviszonyok értékelése, nyomászónák kialakítása Nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés számítása Új szempontok a tervezési munka során Tervezési irányelvek a DIN 1988/5 elıírásai szerint Atmoszférikus magastartályos berendezés számítása Nyomásfokozó berendezések ipari alkalmazása 139 ÉPÜLETEK VÍZHÁLÓZATÁNAK KIALAKÍTÁSA, MÉRETMEGADÁSA Vízhálózati rendszerek kialakítása, tervezési szempontok Közmőre történı csatlakozás, bekötıvezeték, külsı alapvezeték Épületen belüli alapvezeték, felszálló- és ágvezeték Vízvezetéki szerelvények, berendezések A vízhálózat méretezése Méretezési alapadatok Kisebb épületek csıhálózatának megadása A hidraulikai számítás elve, menete Méretmegadás nomogramok felhasználásával A méretezés lehetısége számítógépes programokkal Rézcsöves rendszerek Rézcsöves vízhálózat kialakításának tervezési szempontjai, mőszaki megoldások Lakóépületek vízhálózatának hidraulikai számítása német szakmai elıírások szerint (olvasmány) 185 ÉPÜLETEK CSATORNAHÁLÓZATÁNAK KIALAKÍTÁSA A csatornahálózat kialakítása, tervezési szempontok A szennyvíz és a csapadékvíz elvezetésének általános szabályai A csatornahálózat kialakításának tervezési szempontjai 198 3

4 1.3. Csatornázási szerelvények Csatornázási rendszerelemek (ACO) Magasépületek csatornázási problémái Problémafelvetés Mőszaki megoldások Ábrák 216 TÜZIVÍZ HÁLÓZATOK Általános elıírások Külsı tüzivíz hálózatok Belsı oltóvíz hálózatok Önmőködı zuhanyberendezés /Sprinkler/ Záporberendezések 230 Irodalomjegyzék a tananyag elsı részéhez (1) dr. Jakab Zoltán: Kompresszoros hőtés I. II. Budapest, Magyar Mediprint Szakkiadó Kft (2) Tóth Péter: Épületek vízellátása, csatornázása és gázellátása I., Mőszaki Konyvkiadó, Budapest, 1984 (3) Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó Budapest, 1981 (4) Kereszty Balázs: Vízellátás csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, Budapest, 1995 (5) Vízellátás és csatornázási adatok, Szerk.: Völgyes István, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest 1986 (6) Ballai Marton: Épületek vízellátása, csatornázása, gázellátása, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977 (7) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (1. rész) Magyar Épületgépészet, 1998 No. 5 pp (8) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (2. rész) Magyar Épületgépészet, 1998 No. 11 pp (9) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (3. rész) Magyar Épületgépészet, 1999 No. 1 pp (10) MOM Vízméréstechnika Rt. termékkatalókusai (11) Meszlényi Zoltán: Központi főtések töltıvizérıl, Magyar Installateur 2002 No.8 pp (12) Meszlényi Zoltán: A vízkı "jó" hıszigetelı, Magyar Installateur 2002 No.8 p 18 (13) Meszlényi Zoltán: Gázos fogyasztóvédelem, Magyar Installateur 2002 No.8 pp (14) Kozma Gyula: Újszerő megoldások a házi vízellátásban Magyar Épületgépészet No. 6 pp.9-10 (15) Wilo, Grundfos és Flamco termékkatalógusok, 4

5 A tananyag 1. része - A víz tulajdonságai - A víz elıfordulása a természetben - Víztermelés kutakkal - A természetben elıforduló víz tisztítása - A víz mennyiségének mérése - Vízlágyítási technológiák - Házi vízellátó berendezések A vízellátás csatornázás tárgy programja A tananyag 2. része - Nyomásfokozó berendezések - Épületek vízhálózatának kialakítása, méretmegadása - Épületek csatornahálózatának kialakítása - Tüzivíz hálózatok 5

6 A víz tulajdonságai 1. A víz fizikai tulajdonságai - Megjelenés A tiszta víz átlátszó, szagtalan, íztelen folyadék. A mindenkori hımérséklet- és nyomásviszonyoktól függıen szilárd /jég/, folyékony és gáznemő /gız/ halmazállapotú lehet. Oldott /pl. alkohol/, emulgeált vagy szuszpendált formában folyékony, gáz és szilárd anyagokat tartalmazhat. Ezek az oldott anyagok a levegıbıl, a talajból, a meder fenekébıl, a vízgyőjtı terület felszínérıl jutnak a vízbe. Emulzió: két egymással nem keveredı folyadékból, például olajból és vízbıl álló rendszer. Az egyik folyadék részecskéi a másikban olyan finoman vannak eloszlatva /emulgeálva/, hogy szabad szemmel egynemőnek /homogénnek/ látjuk /ilyen pl. a tej/. Szuszpenzió: olyan folyékony - szilárd rendszer, ahol a folyadékban igen apró szilárd részecskék vannak egyenletesen szétoszlatva /szuszpendálva/. A szuszpendált szilárd részecskék mérete 500 mµ felett van. Ha a szilárd részecskék mérete ennél kisebb, mµ közötti, akkor szuszpenzoidról beszélünk. - Sőrőség, viszkozitás A sőrőség és a viszkozitás a folyamatok kinematikáját, az ülepítést, a derítést, a szemcsés anyagon keresztüli szőrést, a transzport folyamatokat stb. egyaránt befolyásolják. A tavakban, tározókban a konvektív áramlást, a hımérséklet szerinti rétegzıdést, a folyadékok ellenállását stb. közvetett formában, tehát a víz kémiai és biológiai minıségét is alakítják. A tengervíz nagy sótartalma miatt nagyobb a sőrősége, emiatt könnyebben fennmarad a víz felszínén az úszó ember. A tengervíz sótartalma a földrajzi helyzettıl csaknem függetlenül közel állandó, mintegy 3,5 %. Fı komponensei a nátrium és a klorid ionok, kisebb mennyiségben a magnézium, kalcium, kálium és a szulfát ionok. A sótartalom sőrőségnövekedést, szennyezıdést jelent a kémiailag tiszta vízre és ez fagyáspont csökkenést és forráspont emelkedést jelent. A víz fagyáspontja és forráspontja nemcsak a nyomás, de a szennyezıdés mértékének is függvénye. Ezért tapasztalhatjuk pontos hımérséklet mérés esetén azt, hogy azonos légköri nyomás mellett valamivel magasabb hımérsékleten kezd forrni a csapolóból kivett víz, mint a desztillált, kémiailag tiszta víz. A tengervíz fagyáspontja átlag -2,12 C. A víz sőrősége a víz hımérsékletétıl függıen változik. A folyékony víz legnagyobb sőrőségét 3,98 C-nál éri el. 6

7 - Hımérséklet A természetes vizek, vízkészletek hımérsékleti viszonyai eredetük szerint különbözıek. - A felszíni vizek hımérséklete a hidrológiai viszonyoktól függıen erısen ingadozó. - A talajfelszín alatti ún. talajvizek hımérsékletére a külsı viszonyok már kisebb hatással vannak. - A mélyebb szintek felé haladva a víz hımérséklete egyre állandóbb, - A geotermikus viszonyoktól függıen elıfordulhat, hogy a mélyebb rétegekben, néhány száz, esetleg m körüli mélységben magas hımérséklető, akár C-os vízkészletek találhatóak. - Szag és íz A víz szaga és íze a benne oldott gázoktól és sóktól függ. A víz szagát és ízét befolyásolják még a vízben található tömegesen elpusztult mikroorganizmusok, szerves anyagok, H 2 S /kénhidrogén/ gáz a bomlási folyamatok során. Az oldott sók közül a kalciumszulfát /CaSO 4 / fanyar, a nátriumklorid /NaCl/ sós, a magnéziumszulfát /MgSO 4 / kesernyés ízt ad a víznek. - Szín A természetes tiszta víz színe, ha a víz rétegvastagsága kicsi, színtelen, ha a vastagság nagy, halványkékes színő. A víz látszólagos színét a vízben található színes szuszpendált lebegı anyagoktól kapja. A víz tényleges színét a benne lévı oldott anyagok, a házi és az ipari szennyvizek határozzák meg. - Zavarosság, lebegıanyag tartalom A víz zavarosságát a benne lévı szuszpendált anyagok idézik elı - Fényabszorpció A napfény víz általi elnyelıdése /abszorpciója/ a következı szempontok miatt fontos: a fotoszintézis energiatároló folyamat, amelynek során szervetlen anyagokból /CO 2 és H 2 O/ a klorofillt tartalmazó zöld növények a napfény energiájának felhasználásával szerves anyagot /glükózt/ építenek fel és emellett még oxigén /O 2 / is keletkezik: 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O kj A nap sugárzó energiájának hatására tehát az energiában szegény széndioxidból /CO 2 / és vízbıl /H 2 O/ energiában gazdag glükóz /C 6 H 12 O 6 / és oxigén keletkezik. Ez tette, illetve teszi lehetıvé a napenergia felhalmozódását a jelenlegi élılényekben és a korábban élt szervezetekben /kıszén, kıolaj/. 7

8 A növények csak a vörös, az ibolya és a kék színő fényt hasznosítják. Ez a klorofill fényelnyelési sajátosságaival van összefüggésben. A fotoszintézist már rövid idejő megvilágítás is elindítja, ezután az átalakulási folyamatok egy ideig sötétben is folynak. az egyes baktériumok és más élı szervezetek a napsugárzás hatására elpusztulnak, a víz természetes színe a fotokémiai hatásokra színtelenedik öntisztulás - Kalorikus jellemzık A víz kalorikus jellemzıi állandó értékőek - a víz fajhıje 4,187 kj/kg K - a víz fagyáshıje 334,94 kj/kg - a víz párolgáshıje kj/kg - a jég fajhıje 2,093 kj/kg K. A négy jellemzı közül kettı, a víz és a jég fajhıje hımérsékletfüggı adat. A fentiekbıl kitőnik, hogy a víz kitőnı hıszabályozó közeg, ennek megfelelıen a külsı hıközlést tárolni képes. Az épületgépészeti rendszerekben ennek különös jelentısége van. 8

9 2. A víz kémiai tulajdonságai Kémiai értelemben tiszta víz a természetben nem fordul elı. A vízmolekula képlete : H 2 O. - Biokémiai oxigénigény /BOI/ Az az oldott oxigénmennyiség mg/l-ben, amely a vízben lévı szerves anyagok aerob baktériumok általi lebontásához bizonyos idıtartam és hımérséklet mellett szükséges. - A kémiai oxigénigény /KOI/ Az az oldott oxigénmennyiség, amely a szerves anyagok kémiai oxidációjához szükséges. KOI > BOI - A víz p H értéke A p H a hidrogénion /H + / koncentráció tízes alapú negatív logaritmusa. A kémiailag tiszta víz nem elektrolit, mégis kismértékben vezeti a villamos áramot. A vezetıképességet a vízmolekulák disszociációja útján keletkezı hidrogén /H + / és hidroxil /OH - / ionok okozzák: H 2 O H + + OH A kémiailag tiszta vízben a H + és a OH - ionok koncentrációja egyenlı, azaz a víz semleges kémhatású: p H = -lg H + = -lg 10-7 = 7 Idegen anyagok jelenléte ezt az egyensúlyt megbonthatja és H + vagy OH - többlet keletkezik. Ennek megfelelıen a víz savas vagy lúgos kémhatású lesz. a víz semleges kémhatású, ha a p H = 7, a víz savas kémhatású, ha a p H < 7, a víz lúgos kémhatású, ha a p H > 7, ill. p H 14 A p H értéke indikátorral határozható meg, például lakmusz papírral. A tengervíz p H -ja 7,5. 8,3 között változik. Ezeket az értékeket részben az atmoszféra széndioxid tartalma, részben az oldott karbonátok /pl.kalcit, aragonit/ állítják be. 9

10 - A keménység A természetes vizek keménységét a bennük lévı kalcium és magnézium ionok /sók/ okozzák. Az összes keménységet két összetevı alkotja: - a karbonát, vagy változó keménységet okozó sók forralással eltávolíthatóak, miközben kémiai összetételük megváltozik magnézium-hidrogénkarbonát; Mg/HCO 3 / 2 kalcium-hidrogénkarbonát; Ca/HCO 3 / 2 - a nem karbonát, vagy állandó keménységet okozó sók forralással csak igen kis mértékben távolíthatók el. Az ilyen módon kiváló só megtartja kémiai összetételét magnéziumklorid; MgCl 2 magnéziumszulfát; MgSO 4 kalciumklorid; CaCl 2 kalciumszulfát; CaSO 4 A víz keménységének igen fontos szerepe van az épületgépészeti gyakorlatban. A legnagyobb gondot a vízkı következı tulajdonságai okozzák: - hıvezetı képessége rosszabb, mint az acélé, ezért pl. ha a radiátor belsı felületén megtapad, hıszigetelı hatása van, - elısegíti a fémek korrózióját különösen nagyobb nyomáson és hımérsékleten, - hıtágulása eltér az acélétól, ezért a gızkazántestre kiváló vízkıréteg egyenlıtlenül lepattoghat, ezzel káros hıfeszültséget okozhat a gızkazán acél szerkezeteiben, A kemény vízben rosszul habzik a szappan, kevésbé érvényesül annak tisztító hatása. A tiszta csapadékvízben azért szerettek régen az asszonyok mosni, mert a lágy esıvízben jól habzik a mosószer. A hazai gyakorlatban a keménység mérıszáma a német keménységi fok: nk. 1 német keménységi fokú az a víz, amelynek ml-ében 10 mg kalciumoxiddal /CaO/ egyenértékő kalcium és magnézium só van oldott állapotban. Az ivóvíz azért oltja a szomjunkat, mert megfelelı mennyiségben és arányban tartalmazza a változó és az állandó keménységő sókat. Az ivóvíz legalább 8 nk -nak megfelelı összes keménységet tartalmazzon és ebbıl a karbonát-keménység legalább 2 nk -ot képviseljen. Külföldön ismertek a keménység meghatározásának más mérıszámai is: - angol keménység fok: 1 nk = 1,25 angol keménységi fok, - francia keménységi fok: 1 nk = 1,79 francia keménységi fok, - orosz keménységi fok, - Lúgosság A természetben elıforduló vizek szinte kivétel nélkül lúgos kémhatásúak, amit a vízben lévı - hidrokarbonátok, valamint - a nátrium- kalcium- és magnéziumhidroxidok okoznak. 10

11 - Széndioxid /szénsav/ tartalom A széndioxid /CO 2 / a víz és a levegı érintkezése, valamint a talajban és a vízben lejátszódó biológiai, kémiai folyamatok révén kerülhet a vízbe. A szabad széndioxidnak /a vízben szénsavnak/ két disszociációs foka van: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - H 2 CO 3 2H + + CO 3 2- A természetben elıforduló víz széndioxid /szénsav/ tartalmának az épületgépészetben amiatt van jelentısége, mert a szénsav agresszív, megtámadja a mésszel, betonnal és fémmel készült szerkezeteket. Emiatt kell például az ipari gızkazánok tápvizébıl eltávolítani a gázokat, így a széndioxidot is, mielıtt a tápvíz a kazánba kerül. 11

12 3. A víz biológiai, bakteriológiai tulajdonságai - A víz biológiai közössége A vízben található élılények életközösséget alkotnak, melyek tagjai az anyag- és energiaforgalomban betöltött szerepük szerint csoportosíthatók: - A termelı /producens/ szervezetek szervetlen anyagokból, vízbıl, széndioxidból a klorofill és a napfény energia segítségével szerves anyagot /cukrot/ hoznak létre /fotoszintézis/. Ide tartoznak a zöld növények. - A fogyasztó /consumens/ szervezetek a termelı szervezetek által elıállított szerves anyagot építik be testükbe. Ide tartoznak a klorofill nélküli növények, a gombák, az állatok. - A lebontó /reducens/ szervezetek az elhalt termelı és fogyasztó szervezeteket és ürülékeiket bontják le szervetlen anyagokká. Így újra hozzáférhetıvé teszik azokat a termelı szervezetek számára. Ide tartoznak a baktériumok. - A bakteriológiai minısítés célja a minıségi vizsgálat során megállapítják, van-e, és ha igen, milyenek a vízben található baktériumok, a mennyiségi vizsgálatok a vízben élı baktériumok mennyiségét határozzák meg. - A Coli baktériumok A Coli baktériumok az ember bélrendszerébıl kerülhetnek a természetben található vízbe. A Coli baktérium a vastagbél baktérium flórájának fontos tagja, a szennyvízzel kerülhet a vízbe. A bélcsatornából kikerülve hólyaghurutot, csecsemıkori bélhurutot okozhat. A vizsgált víz kifogásolható, ha 100 cm 3 -re vonatkoztatott Coli baktériumszám: - klórozott vezetékes ivóvíz esetén 0,4 feletti, - klórozatlan vezetékes ivóvíz esetén 2,0 feletti, - fúrt kút esetén 4,0 feletti, - ásott kút és egyéb természetes ivóvíz esetén 20,0 feletti. A vizet egészségügyi szempontból a kóli-titer alapján minısítik. A kóli-titer az a legkisebb vízmennyiség cm 3 -ben, amibıl a Coli baktérium kitenyészthetı. Minél nagyobb ez a vízmennyiség, annál tisztább a víz. A vonatkozó elıírások szerint, ha 1 Coli baktérium található cm 3 vízben, a víz tiszta, - 10 cm 3 vízben, a víz elég tiszta, - 1 cm 3 vízben, a víz gyanús, - 0,1 cm 3 vízben, a víz fertızött, nem iható. - Az összcsíraszám A bakteriológiai minısítés másik módja az összcsíraszám meghatározása. Ebbe a fogalomkörbe különbözı elnevezéső bakteriológiai fertızık tartoznak. Ezek közül a leggyakoribb a pszeudomonasz, amely gyomorfekélyt okoz. 12

13 A víz elıfordulása a természetben 1. A Föld, mint reakciótér A Föld kémiai értelemben zárt rendszer, amely környezetével energia és anyagcserét folytat. A Föld teljes felületébıl - 70,8 " vízfelület, - 29,2 % szárazföld. A Föld mérések és megfigyelések számára közvetlenül észlelhetı részét ún. szféráknak nevezzük: - Az atmoszféra a Föld össztömegének elhanyagolható része: 0,0001 %-a. - A hidroszféra a tengerek, óceánok, folyók térsége, a Föld tömegének 0,03 %-át képviselik. - A litoszféra /kızetöv/ a szilárd felsı réteg mintegy km vastagságú része. Ma megfigyelhetı a felsı 16 km-es réteg. - A bioszféra, ill. ökoszféra a Föld azon térségeinek összessége, ahol életjelenség tapasztalható, vagy valószínő. - A pedoszféra /talajzóna/ a mikroorganizmusok, a növények és az állatok életteréül szolgál. A pedoszféra intenzív anyag- és energiecsere színhelye, a litoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra érintkezési felülete. A pedoszféra állandó átalakulásnak van kitéve. 13

14 2. A víz a Földön A víz kereken 1, t /7, mol/ összes tömegével a földfelület leggyakoribb molekuláris vegyülete. Sok élılény jórész vízbıl áll, közöttük az ember is. Az emberi szervezetben mintegy 60 %-ot tesz ki. Sok iparág számára a víz egyidejőleg nyersanyag, segédanyag, szállítóközeg. A vízmennyiség 97 %-a az óceánokban foglal helyet. A legjelentısebb édesvíz elıfordulásokat a sarkvidéki jég és a gleccserek képezik. A talajvíz és a felszíni vizek azok a legfontosabb források, amelyekbıl vízszükségletünket fedezzük. Jelenleg a világ összes éves édesvíz fogyasztása több, mint km 3. A természetes vízelıfordulásokra két jellemzı megállapítást tehetünk: - A minıségileg legjobb, legnagyobb tartalékok az emberi civilizációtól messze találhatók, s ily módon közvetlenül csak jóval kevesebb, mint 1 % -ukat használhatjuk fel. - A felhasználható víztartalékok a víz körforgása révén állandóan megújulnak, ami szoros kapcsolatban van a földfelület hıháztartásával. - A víz globális körforgása nem más, mint a napenergia által mőködtetett hatalmas desztillációs folyamat, amelynek anyagforgalma évenként mintegy km 3. Az óceánok az atmoszférán keresztül évente a szárazföldre km 3 vizet küldenek, melyet a szárazföld folyók segítségével hasonló mennyiségő vízzel kompenzál. A vízcsere az óceánok mélyebb és felületi rétegei között olyan intenzív, hogy a tengerbe ömlı édesvíznek az óceánok felületi rétegeinek összetételére legfeljebb csak regionális hatást gyakorol. Ezek a felületi rétegek a biológiai aktivitás színterei. 14

15 A víz körforgása a természetben (az anyagáram 10 3 km 3 /a egységben van megadva) 15

16 - A Föld vízkészletei Vízforrások Óceánok - felületi réteg - mélytengerek Sarkvidéki jég Mennyiség Közepes tartózkodási m 3 Idı /a -1 / [1/év] és gleccserek Talajvíz Tavak és folyók 0,2 7 Atmoszféra 0,0015 0,0036 Összesen

17 3. A vízszerzés lehetıségei A vízellátás céljait szolgáló víz eredete lehet: - felszínalatti, - felszíni és - újrafelhasznált. - A felszínalatti vizek minısége általában ivóvíz minıségő, vagy viszonylag egyszerő tisztítással azzá tehetı, pl. vastalanítással, mangántalanítással, savtalanítással, gáztalanítással, fertıtlenítéssel. A felsorolt tisztítási technológiák közül több egy berendezésben egy idıben végrehajtható. - A felszín közeli víz /talajvíz/ kapcsolata a hidrológiai tényezıkkel /pl. csapadék utánpótlás, párolgás/ szoros, ezért a víztermelést érintı sajátosságai /pl. a termelhetı vízmennyiség, a vízfelszín szintje/ változók. Fizikai, kémiai tulajdonságaikra a környezet hatása /települések, mőtrágyák szennyezése/ elég szoros, ivóvízként való hasznosítását nehezítik. - A rétegvíz, a mélységi víz minısége /pl. artézi víz/ általában kedvezı és állandó, védettnek tekinthetı. Az emberi tevékenység hatásától lényegesen jobban védett, mint a felszín közeli talajvíz. 1. ábra A talaj rétegzıdése víztartó fedıréteggel (balra) és vízzáró fedıréteggel (jobbra) 17

18 - A hegységi területek forrásvizei általában ivóvíz minıségőek, hazai jelentıségük kicsi. - A karsztvíz és hasadékvíz kevésbé védett, mennyisége és minısége is változóbb lehet. A karszt belsejében mozgó és felhalmozódó föld alatti víz. A felszínrıl részben beszivárgással, részben víznyelıkön át jut a karszt hasadékaiba és járataiba. Ipari felhasználás esetében általában lágyítani, ivóvízként fertıtleníteni kell, mert a természetes szőrıréteg /kavics, homok/ hiányában nem tisztul meg kellıképpen. A hazai karsztvizek felhasználása különösen iparvidékeinken nagyarányú /Miskolc, Várpalota, Pécs/. - A partiszőrés átmenet a felszíni és a felszín alatti vízszerzés között. A termelt partiszőréső vizek minıségét a nyersvíz /pl. folyó/ minısége, a parti réteg víztisztító képessége, és a természetes úton pótlódó talajvíz minısége együttesen befolyásolja. A hazai felszín alatti vizek mennyisége általában korlátozott. Ezek a vízkészletek - a nagy vízmővek, - a regionális rendszerek egyedüli vízbázisa aligha lehet. - A partiszőrés A partiszőréső vízszerzést - a felszíni vizet övezı, durvább vízáteresztı képességő, - a felszíni víztérrel közvetlen hidraulikai és hidrológiai kapcsolatban lévı, - jó szőrıképességő képzıdmények, tehát a folyók üledékei, hordalékkúpjai, stb. teszik lehetıvé. A partiszőréső vízszerzésre alkalmas képzıdmények - vastagsága 8-10 m, kivételesen m, esetleg néhányszáz m, - szélességi kiterjedésük is változó, helyenként csak a partmenti keskeny sáv, máshol a parttal párhuzamos m. A víz mozgását a folyók természetes állapotú parti sávjában a következı természetes adottságok együttesen határozzák meg: - a folyók vízállása, - a parti sávval még hidraulikai, hidrológiai összeköttetésben lévı terület beszivárgás viszonyai. Ha a parti sáv nincs megcsapolva, a víz mozgása kétirányú. Mesterséges megcsapoláskor az uralkodó mozgásirány a csapolóberendezések felé irányul. A partiszőrés lassúszőrési folyamat, ami azt jelenti, hogy a beszivárgó felszíni víz a fizikai, a kémiai és a biológiai részfolyamatok révén tisztul meg. A partiszőrés csak a kisebb mértékben szennyezett nyersvizet, folyóvizet illetve a beszivárgó háttérvizet képes megtisztítani. Ha a felszíni víz vagy a háttérvíz szennyezettsége elér egy kritikus értéket, a partiszőrés öntisztító kapacitása nem gyızi a folyamatos tisztítást, kimerül. Ilyenkor a partiszőréső víz minısége nem felel meg az elıírásoknak, egyes komponensek vonatkozásában utótisztításra szorul. 18

19 A partiszőrés elınye, hogy - eredendıen természetes jellegő folyamat, a tisztítást a természet biztosítja, - a tisztulási folyamat a természet törvényei szerint zajlik, - költségmentes. - A felszíni víz A felszíni víz lehet - folyóvíz, - állóvíz /természetes tó/, - mesterséges tározó, - tengervíz. A felszíni vizekre a hidrológiai tényezık közvetlenül hatnak, tulajdonságait közvetlenül befolyásolják: hımérséklet, öntisztuló képesség, diffúziós folyamatok, fizikai, kémiai, biológiai tisztaság. A felszíni vizek közül a mesterséges felszíni tározók, pl. a mederbeli tározás, a völgyzárógátas tározás, a körtöltéses tározás biztosítják a legkedvezıbb vízgazdálkodást. Ezáltal a vízhozam- és vízminıség ingadozás miatti ellátási gondok jelentısen csökkenthetık, amennyiben jól választották meg a tározó helyét és gondos az üzemvitel. 3. ábra Nagyobb vízfolyásban, ha a vízmélység is elegendı, a vízkivétel a folyásirányba lefektetett szívócsıvel oldható meg. 19

20 A felszíni vizek általában nagy mennyiségő, de kevésbé tiszta víz termelésére alkalmasak. A felszín alatti vízforrásokhoz viszonyítva kisebbek a termelés, de nagyobbak a tisztítás költségei. Magyarországon általában a vízmővek elsıdlegesen a fenti körülményekre is tekintettel a felszín alatti, majd másodlagosan a felszíni vizek termelésére törekednek. Az országban vannak olyan területek, ahol a felszíni víz jelentıs hányadát képezi a vízmővek által szolgáltatott vízmennyiség egészét tekintve. Erre példa Debrecen, ahol a Keleti Fıcsatornából vesznek ki jelentıs mennyiségő vizet és tisztítás után hozzákeverik a mélyfúrású kutak vizéhez. A fogyasztói hálózatba már kevert víz kerül. - Vízminıségi határértékek A víznyerıhely jellegétıl független felszíni víz, talajvíz, védett rétegvíz ivóvízminıségi határértékek: Jellemzık Hımérséklet / C/ Lebegıanyag /mg/l/ p H Össz. sótartalom /mg/l/ Össz. keménység /nk / Határérték megfelelı tőrhetı ,0-8,0 6,8-8, Megjegyzés kívánatos 7-15 minimum 5,0 A víznyerıhely jellegétıl függı ivóvízminıségi határértékek: Jellemzı KOI Klorid Ammónia Nitrit Víznyerı hely Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Határérték /mg/l/ megfelelı tőrhetı 2,5 3,5 3,5 4,5 10,0 15, ,1 0,2 1,0 0,1 0,1 0, ,2 0,5 2,0 0,3 0,3 1,0 20

21 - Az újrafelhasznált víz Az újrafelhasznált víz egyszer, vagy többször már használt víz. Erre lehetıség leginkább a termelı ipari üzemekben van, ahol egy technológiai folyamatról viszonylag tisztán lekerült vizet ugyanott, vagy egy másik folyamatban különösebb tisztítás nélkül tovább használhatnak. Egy technológiai folyamatot megjárt vizet, bármennyire tiszta is, az ivóvízhálózatba visszajuttatni, vagy ivóvízként felhasználni nem szabad. Példa az ipari célú újrafelhasználásra: - egyszer történı újra hasznosítást jelent a padozat tisztogatás, WC-k öblítıvizeként történı hasznosítás, átfolyó rendszerő gépi hőtıvíz, kerti locsolás, stb. - többszöri felhasználást jelent a cirkulációs rendszerő gépi hőtıvíz /pl. szivattyúk, kompresszorok tömszelencéje, ill. hengerfej hőtés/, ipari ammóniás hőtırendszerek evaporatív kondenzátorainak hőtıvize, szökıkutak mőködtetése, illetve szökıkutak által történı víz visszahőtés. 4. ábra evaporatív kondenzátor (1) 1 ékszíjhajtású radiál ventilátor, 2 beszívórács, 3 cseppleválasztó, 4 hőtıközeg belépıcsonk, 5 csıkígyó, 6 kondenzátum kilépıcsonk, 7 víztálca, 8 szőrı, 9 szivattyú, 10 vízelosztó, 11 pótvízbevezetés, 12 túlfolyó, 13 leürítıcsonk, 21

22 Irodalomjegyzék: (16) dr. Jakab Zoltán: Kompresszoros hőtés I. II. Budapest, Magyar Mediprint Szakkiadó Kft (17) Tóth Péter: Épületek vízellátása, csatornázása és gázellátása I., Mőszaki Konyvkiadó, Budapest, 1984 (18) Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó Budapest, 1981 (19) Kereszty Balázs: Vízellátás csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, Budapest,

23 Víztermelés kutakkal 1. Történeti áttekintés A kútépítés nagyon régi tudomány, tulajdonképpen egyidıs az emberi kultúra történetével. Ott, ahol a civilizáció megjelent, vele egyidıben a kútépítés is jelentkezett, - mint a vízbeszerzés egyik fontos eleme, - mint a kultúra fontos alapfeltétele. A ma ismert egyik legrégibb kútleletünk a Gangesz völgyébıl való, mintegy évvel korábbi idıkbıl. 1./ ábra Ásott kút (Ausztria, 1283) 23

24 2. Kúttípusok, a kútépítés általános menete Minden vízkitermelésre alkalmas kút tulajdonképpen három fı részbıl áll: - maga a kút, - a kútfej kiképzés, - a víztermelı eszköz. A kút győjti össze a vizet a felszín alatti rétegbıl és teszi lehetıvé, hogy a vízkitermelı eszközzel onnan vizet nyerjünk ki. A kútfej kiképzés arra való, hogy a vízkitermelı eszközöket tartsa, ill. a kutat a közvetlen külsı szennyezıdéstıl megóvja. Az elkészítés módja szerint a kutakat osztályozhatjuk: - ásott kutak, - süllyesztett kutak, - fúrott kutak, - vert kutak. Kutak csoportosítása rendszerük, felépítésük szerint: - ásott kutak /készítik ásással, süllyesztéssel/, - aknakút /készítik ásással, süllyesztéssel/, - csápos kút, törpe csápos kút, - csıkút /készítik fúrással/, - mélyfúrúsú kutak Ásott kutak Ásott kutaknak nevezzük azokat a kutakat, ahol - elıször kitermeljük valamilyen formában a kút gödrét a talajvízszint alá megfelelı mélységig és - utólag építjük bele a kút bélelését. A kút munkagödre az építés alatt vagy megáll magától, vagy dúcoljuk az építés alatt. Az ásott kút készítésével, vízadóképességével kapcsolatos adatok: - Az ásott kút készíthetı ásással, süllyesztéssel. - Az ásott kút 0,5-5 m 3 /d vízigény kielégítésére alkalmas, vele a terepszint alatt 12 m mélységen belül lévı vízadó réteg csapolható meg, általában a fenéken keresztül. - A talajtörés ellen 6-16 mm-es vegyes szemcséjő kavicsréteg védi a fenekét /30-50 cm vastagságban/. - A kút belsı átmérıje 0,8-1,5 m. - A kútgyőrőket egymásra telepítve, saját súlyukat felhasználva süllyesztik. - A talaj kietrmelése a talajvízszint alatti mélységbıl kézi erıvel lehetséges. 24