Ivóvíztisztítás Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Laky Dóra
MAGYARORSZÁG - VÍZBÁZISOK A vízkivétel jelentős része felszín alatti vízbázisból történik (94,1 %), ezen belül is a mélységi vizek (42,3 %) és a parti szűrésű vízbázisok (42 %) a legjelentősebbek. A karsztvíz 11,9 %-al részesedik, míg a talajvíz aránya mindössze 2,9 %.
PARTISZŰRÉSŰ VÍZ Egyes vízfolyások adott szakaszain kialakuló kavicsteraszokon összegyűlt, rövid idő alatt megújuló felszínalatti víz, melynek forrása elsősorban a folyó, de részben a folyó felé áramló felszín-közeli víz. Tekintettel arra, hogy a partiszűrésű víz döntő többsége a folyóból a viszonylag jó vízvezető tulajdonságokkal rendelkező parti rétegen átszűrődve jut el a víznyerő helyre, egyes vélemények szerint ez felszíni víz. Magyarországon a partiszűrésű vizet a felszínalatti vizek közé soroljuk.
Amikor a folyó vízállása alacsony, a felszín alatti vízből származó vízhozam jelentős lehet.
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai Természetes eredetű: komponens vas (Fe 2+ ) és mangán (Mn 2+ ) arzén (As 3+ ) (mélységi vizekben) Agresszív CO 2 (mélys.vizekben) metán (CH 4 ) gáz (mélys. vizekben) negatív hatás zavarosság, szín, szag, kellemetlen íz lerakódást okoz a vezetékekben mikrobiológiai problémák rákkeltő csővezetékek korróziója robbanásveszély
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai Természetes eredetű (folyt.): komponens Ammónium (NH 4+ ) Nitrát (NO 3- ) és Nitrit (NO 2- ) (talajvízben) Oldott O 2 hiánya, H 2 S (mélységi víz) Szerves anyag negatív hatás fertőtlenítés hatékonyságának csökkent. átalakulhat: NO 3- vagy NO - 2 a vér oxigénfelvételét a nitrit akadályozza (NO 2- ) kellemetlen szag káros melléktermékek képződése a fertőtlenítés alkalmával a vezetékekben biofilm képződése
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai Természetes eredetű (folyt.): komponens Keménység (Ca 2+, Mg 2+ ) negatív hatás lerakódások magas sótaratalom, magas hőmérséklet (mélységi vizek)
Felszín alatti vizek szennyezőanyagai Emberi eredetű (talajvízben, karsztvízben, parti szűrésű vízben): komponens Ammónium (NH 4+ ) Nitrát (NO 3- ) és Nitrit (NO 2- ) Patogén és egyéb mikroorganizmusok Szerves és szervetlen mikroszennyezők Negatív hatás fertőtlenítés hatékonyságának csökkent. átalakulhat: NO 3- vagy NO - 2 a vér oxigénfelvételét a nitrit akadályozza (NO 2- ) a patogén mikroorganizmusok járványt okoznak toxikusak
Felszíni vizekben található szennyezők Természetes eredetű: komponens Negatív hatás zavarosság Humin, lignin, fulvin anyagok (szerves a.) Ammónium (NH 4+ ) (hideg víz, O 2 hiány) szín, szag, íz problémák káros melléktermékek keletkezése fertőtlenítés hatékonyságának csökkentése
Inorganic fertilizer runoff (nitrates and phosphates)
Felszíni vizekben található szennyezők Emberi eredetű: komponens Szerves szennyezők Patogén, és egyéb mikroorganizmusok Olaj Szerves és szervetlen mikroszennyezők Ammónium (NH 4+ ) Negatív hatás káros melléktermékek keletkezése patogének járványok toxikus toxikus fertőtlenítés hatékonyságának csökkentése
IVÓVÍZZEL SZEMBENI ELVÁRÁSOK színtelen szagtalan kellemes ízű hőmérséklete: 8 12 C ne tartalmazzon kórokozó mikroorganizmusokat mérgező anyagokat lebegőanyagot, vagy egyéb zavarosságot okozó anyagot kellemetlen szagot vagy ízt okozó anyagot ne legyen nagy a sótartalma ne legyen nagy a szerves anyag tartalma
KÖVETELMÉNYEK (Szabványok) Szabályozás ajánlás szabvány Kiterjedés szerint globális (világméretű) WHO Guidelines (Az Egézségügyi Világszervezet ajánlásai) regionális EU Direktívák (Szabvány) országos szabványok (Mo-n jelenleg a 201/2001-es Kormányrendelet szabályoz (legutóbbi módosítása 2013. nov.) Az ivóvíz minőségére vonatkozó szabványok az egyes komponensek maximálisan megengedhető koncentrációit (MAC érték) határozzák meg. Az adott határértékek rendszeresen felülvizsgálatra kerülnek és a legújabb kutatási eredmények alapján sor kerül változtatásukra (általában szigorításukra)
Az Ivóvízminőség-Javító Program kezdete előtt (végrehajtása folyamatban) Az arzén ~ 1,3 millió fogyasztót, az ammónium ~ 2,5 millió fogyasztót érintő probléma (volt); ezen kívül Fe, Mn, egyéb komponensek
Mi a teendő, ha az adott víz nem felel meg a szabványokban foglalt követelményeknek? Másik vízbázisból nyerni a vizet Regionális vagy kistérségi rendszer kiépítése Vízkezelési technológiát kell alkalmazni, és az adott komponensek koncentrációját a 201/2001-es Kormányrendeletben megadott szint alá kell csökkenteni
A nem-kívánatos komponensek eltávolítására vonatkozó fontossági sorrend 1. Kórokozó mikroorganizmusok 2. Mérgező anyagok 3. Mikroszennyezők 4. Zavarosságot okozó anyagok (lebegőanyag, alga) 5. Prekurzorok (elővegyületek) 6. Íz- és szagrontó anyagok
Szempontok a technológia kialakításához - problémás komponensek - vízmennyiség (gazdaságossági szempontok) - a hálózat kiterjedtsége (mennyi idő után jut el a víz a legtávolabbi fogyasztóhoz?)
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok) A víz- és szennyvíztisztítási technológiák a fenti alapfolyamatok célszerű kombinációival alakíthatók ki.
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
Oxidáció és redukció Két párhuzamos, egyidejűleg lejátszódó folyamat Az oxidálószer redukálódik, miközben a redukálószer oxidálódik Ivóvíztisztításban az oxidáció célja; példák: Valamely szennyezőt oldhatatlanná alakítsunk A szennyező kevésbé toxikus formává alakítása Mikroorganizmusok inaktiválása (fertőtlenítés) Oxidáció hatására a technológia során könnyebben eltávolíthatóvá válik (pl. As(III) As(V)) Ammónium mikrobiológiai oxidációval nitráttá alakítható Ammónium klóros oxidációval klóraminná alakítható Ivóvíztisztításban használt oxidálószerek: oxigén, ózon, klór, kálium-permanganát, klór-dioxid, klóraminok,
F E R T Ő T L E N Í T É S A fertőtlenítés célja: kórokozó mikroorganizmusok inaktiválása, az ivóvízhálózatban a megfelelő vízminőség biztosítása A nyersvízben előforduló három mikroorganizmus csoport: Baktériumok Vírusok Protozoák A fertőtlenítés általában oxidációval történik (kémiai úton történő fertőtlenítés) Jellemző fertőtlenítőszerek: klór (1970-es években káros fertőtlenítési melléktermékek felfedezése), ózon, klór-dioxid A fertőtlenítés fizikai úton is történhet, pl.: ultraibolya sugárzás felhasználásával (másodlagos fertőtlenítőszerre ilyenkor szükség van!)
Baktériumok (0.35-35 um) Spiral-shaped bacterium Bacteria with a spherical form Vibrio Cholerae Rod-shaped bacteria
Vírusok (0.02 0.4 um) 1 um
Protozoák A káros dózis nagyon alacsony: 10-100 Cryptosoridium ciszta 25-100 Giardia ciszta Cryptosporidium parvum 1993 Milwaukee - járvány: több mint 400.000 ember betegedett meg az ivóvíz fogyasztása miatt Giardia lamblia
Példák az utóbbi évek vízjárványaiból Bergen, Norvégia (2004) Giardia (laboratóriumi vizsgálatok alapján 1300 beteg, de az összes megbetegedések száma becslések alapján 5-6000) felszíni vízkivétel, több hétig tartó intenzív csapadék szennyvíz-eredetű szennyezés a vízbázisban Milwaukee, USA (1993) Cryptosporidium (403 000 megbetegedés, legalább 104 haláleset a fertőzéshez kapcsolódóan) Miskolc (2006) a 76 km 2 -es vízgyűjtő területre 2006. május 23. és június 6. között 215,88 mm csapadék hullott le (16,8 millió m 3 víz) 3673 megbetegedés (ebből 161- en kórházi ápolásra szorultak) illegális bekötések a szennyvízhálózaton (forrás: Kiss Zoltánné és mtsai, 2008)
Vas és mangán eltávolítása először oxidálni kell ezeket a komponenseket Miért kell eltávolítanunk a vasat és a mangánt? Zavarosság, szag, szín, kellemetlen íz Hálózatban problémákat okozhat a vasiszap lerakódása Hogyan tudjuk eltávolítani? 1. lépés: oxidáció Fe(II) Fe(III) (levegő, O 2, KMnO 4, O 3, Cl 2, NaOCl) Mn(II) Mn(IV) (KMnO 4, O 3 ) 2. lépés: szilárd/folyadék fázisszétválasztás
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztáa (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
ph és pufferkapacitás szabályozás ph szabályozás szerepe számos ivóvíztisztítási lépés esetében jelentős (a hatékonyság változik a ph függvényében) Példák: fertőtlenítés, koaguláció-flokkuláció
A víz pufferkapacitása: HCO 3- és CO 3 2- ionok mennyisége befolyásolja, lényegében a víz savsemlegesítő képességére utal (Mo-n magas HCO 3- koncentráció jellemzi általában a vízbázisokat) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3-2H + + CO 3 2-
A víz pufferkapacitása (lúgossága) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3-2H + + CO 3 2- Ha savas hatás éri a vizet: H + + HCO 3- H 2 CO 3 Ha lúgos hatás éri a vizet: OH - + HCO 3- CO 3 2- + H 2 O
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
Kémiai kicsapatás Mi a kémiai kicsapatás? A vízben oldódó anyagok oldhatatlan állapotúvá alakítása (vegyszer hozzáadása, ph változtatás hatására) Ezután az adott szennyezőanyag valamilyen szilárd/folyadék szétválasztási technológiával eltávolítható a vízből
1. példa a kémiai kicsapatásra: A víz keménységének csökkentése -- vízlágyítás
Víz keménység A kemény víz forralásakor a következő folyamat játszódik le: Ca 2+ + 2HCO 3 - Ca 2+ + H 2 O + CO 2 + CO 3 2- CaCO 3 (csapadék)képződése
Vízlágyítás kémiai kicsapatással A következő vegyszerek adagolása: mész -- Ca(OH) 2 szóda -- Na 2 CO 3 Na 3 PO 4 majd ezt követően: szilárd/folyadék fázisszétválasztás
Vízlágyítás mész ( Ca(OH) 2 ) adagolásával 2HCO 3- + Ca(OH) 2 Ca 2+ + 2CO 3 2- + 2H 2 O 2Ca 2+ + 2CO 3 2-2CaCO 3 Mg 2+ + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + Ca 2+
Vízlágyítás szóda (Na 2 CO 3 ) adagolásával 2Ca 2+ + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na + Vízlágyítás Na 3 PO 4 adagolásával 6Na 2+ + 2PO 4 3- + 3Ca 2+ Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6Na +
Meszes lágyítás víz mészhidrát Ca(OH) 2 1 2 4 5 3 1 mésztelítő 2 keverős reaktor 3 lágyítandó nyersvíz 4 ülepítő 5 lágyított víz 6 mésziszap 6
Mész-szódás lágyítás víz szóda Na 2 (CO) 3 2 1 6 7 8 3 mészhidrát Ca(OH) 2 4 5 9 1 szódatelítő 2 szóda oldat 3 mésztelítő 4 meszes szuszpenzió 5 lágyítandó víz 6 keverős reaktor 7 ülepítő 8 lágyított víz 9 mésziszap
2. példa a kémiai kicsapatásra: Koaguláció/flokkuláció
A kolloid részecskék taszítják egymást (a negatív felületi töltés miatt) Fe(III) és Al(III) sók a negatív felületi töltéseket semlegesítik KOAGULÁCIÓ Szuszpendált kolloid részecske Al(III)-hidroxid Fe(III)-hidroxid komponensek A részecskék aggregálódásával egyre nagyobb pelyhek alakulnak ki FLOKKULÁCIÓ Kolloid részecskék aggregálódása (hidrogén-híd kötés)
Mit távolítunk el az ivóvízből koagulációval? Szervesanyag Arzén Az arzénmentesítés lépései: As(III) As(V) oxidáció (a levegő oxigénje nem ellég hatékony; a megfelelő oxidálószerek: Cl 2, NaOCl, O 3, KMnO 4 ) Az oldott As(V) szilárd As(V)-é alakítása Fe(III) vagy Al(III) só adagolásával Az Fe(OH) 3 / Al(OH) 3 pelyhek és az ezekbe beépült arzén eltávolítása szilárd/folyadék fázisszétválasztással
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
ADSZORPCIÓ Gázok és oldott anyagok megkötődése szilárd anyagok felületén A vízkezelési technológiákban elsősorban az oldott anyagok, közöttük is a szerves anyagok fontosak Nagy szabad energiával rendelkező felületek képesek megkötni oldott anyagokat (fajlagos felület akár 1000-1200 m 2 /g is lehet) A gázok és az oldott anyagok szilárd felületen történő megkötődése, azaz adszorpciója reverzibilis, tehát megfordítható folyamat Adszorbens ahol az oldott anyag megkötődik Adszorptívum az az anyag, mely megkötődik az adszorbensen
Vízkezelésben alkalmazott adszorbensek: Zeolitok (ammónium eltávolítására nem terjedt el) Ioncserélő műgyanták (vízlágyításra) Aktív szén (szervesanyag eltávolítására) Granulált vas-hidroxid, aktivált alumínium-oxid (arzén eltávolítására) Az ivóvízkezelésben elsősorban az aktív szén alkalmazása vált általánossá Az aktív szén a vízkezelésben alapvetően a következő két formában használatos: Por alakban Granulátumként Amennyiben töltet formájában alkalmazunk bármilyen adszorbenst, előtte hatékony szilárd /folyadék fázisszétválasztási technológia (szűrés) alkalmazása elengedhetetlen!
Adszorpció aktívszénen
Vízlágyítás ioncserével R - Na R - Na + Ca 2+ R R Ca + 2Na + R - H R - H + Ca 2+ R R Ca + 2H + R - OH + HCO 3 - R - HCO 3 + OH - Regenerálás NaCl / HCl oldattal
Vízlágyítás Na-bázisú gyantával nyersvíz tisztított víz Gyanta Só tárolása Regenerálószer Ca 2+ + 2 Na Ex Ca Ex 2 + 2Na + Mg 2+ + 2 Na Ex Mg Ex 2 + 2Na +
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok)
Gáz / folyadék fázisszétválasztás gázok (metán, agresszív szén-dioxid) eltávolítása a leggyakrabban alkalmazott eljárás: levegőztetés
A levegőztetés alkalmával a víz oxigénnel telítődik Két folyamat játszódik le egyidejűleg: a gázok elhagyják a vízteret a redukált állapotú komponensek egy része oxidálódik a levegő oxigénjének hatására
Gázmentesítő
Forrás: Fazekas Z., Alföldvíz
Gáz eltávolítása levegőztetéssel
Gáz eltávolítása levegőztetéssel
Kaszkádos levegőztetés
Szilárd/folyadék fázisszétválasztás Szilárd anyagok eltávolítása: durva és finom részecskék eltávolítása Durva fázisszétválasztás: gerebszűrés makroszita szűrés mikroszita szűrés homokfogó ülepítés flotálás
Finom fázisszétválasztás: gyorsszűrés Szűrés előtt a kolloid, kvázi-kolloid részecskéket szűrhető formára kell hozni (pl. kémiai kicsapatással)
MIKROSZITA SZŰRÉS
MIKROSZITA SZŰRÉS
iszap Flotált iszap eltávolítása F L O T Á L Á S bemenet kezelendő víz Iszap eltávolítás kimenet Iszap gyűjtő csatorna Kezelt víz Flokkulátor
HOMOKFOGÓ BEMENET KIMENET Iszap összegyűjtése Iszap-kotró
Ü L E P Í T É S Iszap összegyűjtése bevezetés Iszap-kotró
Finom fázisszétválasztás szűrés nyitott szűrők zárt szűrők
Nyitott szűrők
A szűrőgyertya működése (forrás: http://www.tankonyvtar.hu/h u/tartalom/tamop412a/2010-0019_vizellatas_es_szenny vizkezeles/ch06s02.html)
Technológiai alapfolyamatok 1. Oxidáció és redukció 2. ph és pufferkapacitás szabályozás 3. Kémiai kicsapás (oldott szilárd) 4. Adszorpció 5. Fázisszétválasztás (gáz-folyadék, szilárd-folyadék) 6. Egyéb eljárások (membránfolyamatok, UV fertőtlenítés)
Membrán technológiák Mikroszűrés Ultraszűrés Nanoszűrés Fordított ozmózis Elektrodialízis Membránszűrés aszennyezőanyag elválasztása Szennyező (magas koncentrációban) permeátum (a membránon keresztüljutott víz)
Fordított ozmózis Ozmózis: A membrán-réteg a víz számára átjárható, azonban a szennyezőanyag számára nem. Mivel a két tartályban a koncentráció-kiegyenlítődés irányában mennek a folyamatok a víz a B tartályból az A tartályba áramlik, amíg a nyomásviszonyok azt megengedik
Fordított ozmózis Fordított ozmózis: az ozmózissal ellentétes folyamat: nyomás hatására a folyadék az A tartályból a B-be áramlik; a szűrt víz (permeátum) a B tartályból összegyűjthető
Spirál-membránok
U V F E R T Ő T L E N Í T É S
Vas, mangán, arzén és oldott gázok eltávolítása (mélységi víz kezelési séma)
Levegő injektálás klórozás Tisztított víz medence Fe oxidáció Fe eltávolítás tározó víz Csökkentett átmérő Nyomás alatti (zárt) levegőztetés Oxigén injektálás
gázmentesítés Fe eltávolítás tározás Fe oxidáció
Tisztítástechnológia magas vastartalom (Fe > 5 mg/l) és nagy vízhozam esetén (nyitott szűrők) KMnO 4 Fe oxidáció gázmentesítés Fe eltávolítás tározás Forrás: Mészáros
KMnO 4 Fe oxidáció gázmentesítés Fe eltávolítás tározás Forrás: Mészáros, Öllős
ARZÉNMENTESÍTÉS KOAGULÁCIÓVAL (ezzel párhuzamosan vas és mangán eltávolítása)
ARZÉNMENTESÍTÉS ADSZORPCIÓVAL (ezzel párhuzamosan vas és mangán eltávolítása)
Felszíni víz tisztítástechnológiája gereb NYERSVÍZ elő klórozás Homok -fogó Cl 2 PAC gyors keverés koaguláció gyors keverés flokkuláció gyors keverés flokkulátor lassú keverés Cl 2 Ülepítő Tísztított víz medence GAC Ózonozó Cl 2 Cl 2 Gyorsszűrő HÁLÓZATRA PAC: por alakban adagolt aktív szén GAC: granulált aktív szén
Másodlagos vízminőségromlás
VÍZ- ÉS SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A vízelosztó hálózatban a tartózkodási idő néhány óra, esetleg néhány nap A vízelosztó rendszerből származó mintákban annak ellenére, hogy a víztisztítással a szabvány által előírt követelmények teljesülnek különféle szennyezőanyagok (kémiai, illetve biológiai szennyezők) mutathatóak ki A vízelosztó hálózatban lejátszódó folyamatokat és azok hatásait a szolgáltatott ivóvíz minőségére másodlagos szennyezésnek nevezik A vízelosztó hálózatban végbemenő folyamatokat befolyásoló fő szempontok: A nyersvíz minősége A víztisztítási folyamatok hatékonysága A tisztított víz minősége (kémiai, biológiai, fizikai tulajdonságok) A hálózat állapota, anyaga (korrózió, a vezetékek falán kialakuló biofilm, stb.) Tartózkodási idő a vízelosztó rendszerben
VÍZ- ÉS SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK A vízfogyasztás drasztikus csökkenése, túlméretezetté vált hálózatok A tűzivíz biztosítása miatt a jelenleg kiépülő hálózatok is gyakran túlméretezettek Kis települések esetén előfordul, hogy nem alkalmaznak folyamatos fertőtlenítést, csak időszakosan (ún. vödrös módszer) Elöregedő hálózatok, rekonstrukcióra szoruló vezetékszakaszok (belsővezeték is lehet a probléma forrása) A SZOLGÁLTATOTT IVÓVÍZNEK A FOGYASZTÓ CSAPJÁNÁL KELL MEGFELELŐNEK LENNIE, OTT KELL TELJESÍTENI A SZABVÁNYBAN ELŐÍRT HATÁRÉRTÉKEKET!
Biológiai folyamatok a vízelosztó hálózatban I. a biofilm kialakulása A biofilm dinamikus rendszer folyamatos megkötődés, leválás, szaporodás és elhalás jellemzi A leválás oka: Megnövekedett nyíróerő A biofilm belsejében a mikroorganizmusok nem jutnak oxigénhez elhalás, majd leválás Forrás: Jenkinson és Lappin-Scott A leválás során a biofilm, és az ahhoz kötődött mikroorganizmusok megjelennek a fogyasztónál
Biológiai folyamatok a vízelosztó hálózatban II. A hálózatban kialakuló biofilmnek közvetett kellemetlen hatásai vannak a szolgáltatott ivóvíz minőségére: elősegíti a patogén mikroorganizmusok megjelenését a hálózatban a tápláléklánc kiindulópontjaként a magasabb rendű (akár már szabad szemmel is látható) szervezetek szaporodását elősegíti; a biofilm mikrobiális tevékenysége a vezetékek korrózióját okozhatja; az időszakosan leszakadó biológiai hártya jelentősen növeli a víz zavarosságát; a nitrifikáló mikroorganizmusok megjelenésével nitrit halmozódhat fel a szállított ivóvízben; bizonyos baktériumpopulációk kellemetlen íz- és szagvegyületeket produkálnak
Biológiai folyamatok a vízelosztó hálózatban III. A heterotróf mikroorganizmusok a szerves szenet hasznosítják szénés energiaforrásként. A megkötött szénnek mintegy 50%-át széndioxiddá alakítják, míg a másik 50%-ot sejtanyagaik felépítésére fordítják. A heterotróf mikroorganizmusok tápanyagaikat a következő arány szerint igénylik: C : N : P = 100 : 10 : 1 A szaporodást gátló (limitáló) tényező: általában a szén A mikroorganizmusok számára felhasználható szervesanyag tartalomra utaló paraméterek: AOC (könnyen asszimilálható szén) és BDOC (biológiailag lebontható szerves szén) Magas szervesanyag tartalmú vizek esetén előfordulhat, hogy a limitáló tényező a foszfor
Biológiai folyamatok a vízelosztó hálózatban IV. Ammónium-oxidáló mikroorganizmusok: NH 4+ + 3/2 O 2 NO 2- + H 2 O + 2H + Nitrit-oxidáló mikroorganizmusok: NO 2- + H 2 O NO 3- + 2H + Nitrit felhalmozódhat a hálózatban (0,5 mg/l a nitrit határérték ha az elfolyó víz ammónium koncentrációja < 0,2 mg/l, akkor ez a nitrit határérték is biztosítható) Pufferkapacitás, majd ph csökkenés korrózió Oldott oxigén koncentráció csökken
Biológiai folyamatok a vízelosztó hálózatban V. Korrózió a hálózatban: Kémiai korrózió (klór, agresszív CO 2, oldott O 2, alacsony ph) Mikrobiológiai korrózió Mikrobiológiai korrózió: Leginkább a vas (oxidáló és redukáló) és kén (oxidáló és redukáló) baktériumok járulnak hozzá Az oxidáló vas baktérium a redukált állapotú vasat (Fe 2+ ) oxidálja (Fe 3+ ) oldhatatlan csapadékot képezve. A kén oxidáló szulfát és hidrogén iont képez, ezáltal csökkentve a víz ph-ját A szulfát-redukáló baktériumok kén-hidrogént hoznak létre (kénből, szulfátból, szulfitból vagy tioszulfátból), ami egyrészt nagyon kellemetlen szagú gáz, másrészt pedig korróziót okozhat
A másodlagos vízminőségromlás visszaszorításának lépései A telepet elhagyó víz partikulált, kolloid, illetve oldott vas-, mangán- illetve alumíniumvegyületek mennyiségének minimalizálása (hiszen felületükön mikroorganizmusok tapadhatnak meg), A biológiailag hozzáférhető szervesanyag tartalom minimalizálása (mivel azok a mikroorganizmusok táplálékául szolgálhatnak), Az elosztóhálózat anyagának figyelembe vételével a telepet elhagyó víz korróziós potenciáljának csökkentése (a vezeték korroziójának visszaszorítása érdekében), A maradék fertőtlenítőszer koncentrációját befolyásoló anyagok mennyiségének csökkentése, Rendszeres hálózat öblítés, tisztítás, rekonstrukció Belsővezetékek anyagával kapcsolatos problémák (ólomhatárérték szigorodása, kifogásoltságok ólom tekintetében!) Hatékony hálózati fertőtlenítés (másodlagos fertőtlenítés, fenntartó fertőtlenítés): klórgáz, nátrium-hipoklorit, klór-dioxid (ez utóbbi ammónium jelenlétében is hatékony)