Kotitalouden vedenkäsittelymenetelmät
Kaivoveden käsittelemiseksi on olemassa useita menetelmiä, joiden hyödynnettävyys riippuu kaivoveden ominaisuuksista. Sivun reunassa on esitelty eri ominaisuuksien poistamiseksi soveltuvia käsittelymenetelmiä erikseen sekä yhteenvetotaulukon muodossa. Taulukossa on arvioitu soveltuvuus hyvin karkeasti tähdillä (1-3).
Mikäli vesi sisältää useita poistettavia aineita tai muutettavia ominaisuuksia, joudutaan eri menetelmiä yhdistelemään. On aina syytä ottaa yhteyttä asiansa osaavaan yritykseen ns. moniongelmaisten vesien käsittelemiseksi. Mikään laite ei yksinään ratkaise kaikkia vedenlaatuongelmia.
Eri käsittelymenetelmien toimintaperiaate on kuvattu alla.
Ilmastus
Ilmastuksen avulla vedessä olevia yhdisteitä voidaan hapettaa, jos olosuhteet ovat sopivat (rauta, joskus mangaani) tai poistaa kaasumaisia yhdisteitä, kuten radonia ja rikkivetyä. Ilmastuksessa hapettunut ja saostunut rauta poistetaan tämän jälkeen hiekkasuodatuksella tai vastaavalla massasuodatuksella.
Radonin poistoa varten tarvitaan huomattavasti tehokkaampi ilmastin kuin raudan hapettamista varten.
Massasuodattimet
Hiekkasuodatus (pikasuodatus)
Hiekkasuodatus tapahtuu yleensä suljetussa säiliössä paineellisena. Sillä voi poistaa kiinteitä hiukkasia, suurempia eliöitä ja yhdessä ilmastuksen tai muun hapetuksen avulla rautaa ja mangaania. Hiekkasuodatin täytyy ajoittain huuhdella vastavirtahuuhtelulla siihen tarttuneiden aineiden poistamiseksi. Huuhtelun ajoitus voi olla joko kello-ohjattu, vesimäärän tai vastapaineen mittaukseen perustuva.
Adsorptiosuodattimet
Adsorptiosuodattimilla voidaan sitoa tiettyjä aineita adsorptiomassan pintaan. Tärkeimmät massat ovat aktiivihiili jaaktivoitu alumiinioksidi. Lisäksi markkinoilla on muita massoja, joiden koostumuksesta ei anneta tietoja. Eräät massat perustuvat rakeistettuun rautahydroksidiin.
Aktiivihiilellä voidaan poistaa hajua, makua, väriä ja orgaanisia yhdisteitä ja useita radioaktiivisia isotooppeja. Tietyillä aktiivihiilen laaduilla voidaan poistaa radonia ja raskasmetalleja.
Aktivoidulla alumiinioksidilla voidaan poistaa fluoridia, viidenarvoista arseenia (vain tietyt laadut poistavat kolmenarvoista arseenia), fosfaatteja, sulfaatteja sekä useita hajua, makua ja väriä aiheuttavia aineita.
Rautahydroksidimassoilla voidaan poistaa viidenarvoistaarseenia.
Kaikilla näillä massoilla on rajallinen kapasiteetti ja massa on uusittava tietyin välein.
Alkaloivat massat
Alkaloivilla massoilla poistetaan veden liiallista happamuutta. Ne perustuvat usein kalkkikiven tai dolomiitin käyttöön. Massa kuluu vähitellen ja kalkkikivisuodatin tukkeutuu, jos vedessä on runsaasti rautaa.
Glaukoniittisuodattimet (magnomassa, greensand)
Glaukoniittisuodattimilla poistetaan rautaa ja mangaania. Suodatinmassa sisältää mangaanidioksidia joka joudutaan aktivoimaan joko jatkuvasti syöttämällä käsiteltävään veteen kaliumpermanganaattia tai panoksittain johtamalla suodattimeen väkevää kaliumpermanganaattiliuosta.
Katalyyttiset suodattimet
Katalyyttiset suodattimet toimivat mekaanisten suodattimien tavoin, mutta suodatinmassa kykenee katalyyttisesti hapettamaan raudan ja mangaanin erittäin tehokkaasti hyvin pienen ilmamäärän avulla.
Ioninvaihto
Ioninvaihdolla voidaan sitoa tietyt ionimuotoiset yhdisteet yleensä orgaaniseen ioninvaihtohartsiin. Massat jaetaan kationivaihtomassoihin, anioninvaihtomassoihin ja sekamassoihin. Poistettavat ionit "vaihtuvat" haitattomampiin ioneihin, kuten natriumiin tai kloridiin. Ioninvaihtosuodattimia käytetään raudan ja mangaanin poistoon (vain pelkistynyt rauta, hapettunut rauta tukkii ioninvaihtomassan) ja kovuussuolojen vähentämiseen (kationinvaihto), nitraatin ja uraanin poistoon (anioninvaihto) sekä humuksen poistoon (anioninvaihto tai sekamassa).
Kun massan kapasiteetti on kulunut loppuun, se elvytetään yleensä vahvalla ruokasuolaliuoksella, jolloin poistettavat ionit huuhtoutuvat viemäriin. Elvytys käynnistetään joko kellon tai virtaaman ohjaamana.
Kalvosuodattimet
Kalvosuodattimissa on orgaanisesta tai epäorgaanisesta aineesta muodostunut kalvo, joka on kiinnitetty tukimateriaaliin ja useimmiten kääritty rullalle. Kalvosuodattimilla voidaan poistaa hyvinkin pienikokoisia hiukkasia ja liukoisia aineita kalvon laadusta riippuen.
Mikrosuodatuksella poistetaan pieneliöitä.
Ultrasuodatuksella poistetaan kalvon tiheydestä riippuen erikokoisia eloperäisiä yhdisteitä.
Nanosuodatuksella voidaan poistaa melko suurimolekyylisiä eloperäisiä yhdisteitä sekä tiettyjä kahden ja useampiarvoisia ioneja ja fluoridia.
Käänteisosmoosilla voidaan poistaa suurin osa erilaisista ioneista, kuten suola, fluoridi, nitriitti ja nitraatti, sekä tietyin varauksin arseenia.
Nano- ja käänteisosmoosia kannattaa käyttää kotitaloudessa vain ruoanlaittoon ja juomiseen käytettävän veden käsittelemiseksi menetelmän korkeahkon hinnan vuoksi. Nämä vaativat myös usein esikäsittelyä, esimerkiksi raudan, mangaanin, kovuuden ja kiintoaineen poiston alle valmistajan ilmoittaman rajan, jotta ne eivät tukkeutuisi.
Kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa laitteissa on usein esisuodatus sekä aktiivihiilisuodatus ennen ja jälkeen kalvoyksikön.
Kotitalouteen tarkoitetut ns. tiskipöytämalliset nanosuodatus- ja käänteisosmoosilaitteet toimivat yleensä normaalilla verkostopaineella (2,5 - 4 bar), mutta arseenin poisto saattaa vaatia paineen korottamista 8-10 bar:iin erillisellä pumpulla.
Kalvoyksiköiden kestoikä on 2 - 3 vuotta. Kalvon laatu vaikuttaa ratkaisevasti laitteen tehoon ja on aina sovitettava käsiteltävän veden ominaisuuksien mukaisesti.
Osassa tapauksista joudutaan käsittelemään kaikki käyttövesi kalvosuodatuksella, koska vesilaitteet eivät kestä suolaa. Suuri suolamäärä hajottaa kaikki metalliset vesikalusteet, kuten pesukoneet, jopa muutamassa vuodessa.
Desinfiointi
UV-käsittely
Ultraviolettivalolla vedestä tuhotaan kaikki terveydelle vaaralliset alkueläimet, bakteerit ja virukset.
Valolähteen teho pienenee ajan myötä ja se on uusittava muutaman vuoden välein.
Otsonointi
Otsoni on erittäin voimakas hapetin, jolla voidaan tuhota suurin osa haitallisista pieneliöistä, pilkkoa suurimolekyylisiä eloperäisiä yhdisteitä pienemmäksi ja hapettaa pelkistyneet yhdisteet, kuten mangaani, kahdenarvoinen rauta, kolmenarvoinen arseeni ja rikkivety.
Otsonointi yksinään ei poista rautaa, mangaania tai arseenia, vaan vaatii joko hiekkasuodatuksen (rauta ja mangaani) tai aktivoidun alumiinioksidiadsorption tai käänteisosmoosin arseenin poistamiseksi. Otsonilla ei voi poistaa radonia.
Kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa laitteissa otsoni muodostetaan UV-valolla ja valolähde on uusittava muutaman vuoden välein. Koska otsoni on voimakas hapetin ja korrodoi, on materiaalivalinnat vedenjakeluverkossa valittava sen mukaisesti. Otsoni on nopeasti hajoava yhdiste, eikä anna pitkäaikaista desinfiointisuojaa.
Kloori ja vetyperoksidi
Kloorauksessa voidaan käyttää joko natriumhypokloriittia (neste) tai kalsiumhypokloriittia (kiinteä aine). Kotitalouksissa näitä ei kannata käyttää, mutta esimerkiksi karjatiloilla, missä veden kulutus on suurta, voi tulla kyseeseen kloorin annostelulaitteen asennus. Mikäli vesi on humuspitoista, ei kloorausta tulisi käyttää haitallisten orgaanisten klooriyhdisteiden muodostumisen takia.
Kotitalouksissa voidaan käyttää kloorin asemesta vetyperoksidia, joka hajoaa vaikutusajan jälkeen vedeksi ja hapeksi ja on siten ympäristöystävällisempi, turvallisempi ja helppokäyttöisempi aine.
|