Skala, lykt, þvagi? Leiðbeinandi leiðbeiningar um vandræði með vatnsgæði

Skilning á skala, lykt og rýkingu: Lykilsástök fyrir vatnsgæði

Hvernig skala, lykt og rýging sýna fram á undirliggjandi mengunarvandamál í vatni

Þegar við sjáum að saltuppbygging hefur átt sér stað í rörum og tæki, þýðir það venjulega að of mikil magn af mineralum sé í vatnsmagninu. Kalsín og magnesía eru venjulega ásækjandi hér, og þau geta mikið dragið úr hve vel tækin virka, stundum að jafnaði 24% minni hagkvæmi ef ekki er gripið til aðgerða. Lyktir sem verða eftir í vatninu hafa oft jarðlíkan eða efnafræðilegan einkenni. Þær koma yfirleitt fram þegar hlutir í kerfinu brjótast niður á sjálfgefin hátt, eins og geosmin, eða frá efnum sem eru notuð í meðferðarferlum eins og t.d. klóramín. Síðan er að teita, sem mælir þá smáu hluti sem eru í lausn í vatninu með því sem kallast NTU (Neppel turbidity unit). Hár teitugleiki er ekki aðeins óþægilegur til sjónar, heldur geta þessir smáhlutir borið á sér smitmyndandi smástæður. Samkvæmt nýjum gögnum frá Water Quality Association frá 2023 eru vandamál tengd saltuppbyggingu, óvenjulegum lyktum og óskýrum vatni ræður fyrir fjóra af hverjum fimmta ákvörðunartaki sem ræða um öruggleika þeirra við kranavatn.

Algengar heimildir á vandamálum varðandi vatnsgæði í húsnæðis- og iðnaðar kerfum

Húsnæðiskerfi standa oftast sig á:

• Hart vatn frá grunnvatnsheimildum
• Klóriðnivandar í eldri rörum
• Lagning á smásmatt í vatnshlýðrum

Iðnaðarkerfi standa sig á:

• Kæligámasköl frá úrdrifnum minni efnum
• Súlfrædufengandi bakteríur í framleiðslurörum
• Vatnstraumur með háum heildarlaus efnum (TDS)

Vaxandi áhyggjur varðandi hörðu, TDS og neytendauppfattun um vatnssöfngu

Um þrjár fjórðu allra íbúða í Bandaríkjunum athugar fólkið hversu harðt vatnið er einu sinni á ári í dag, aðallega vegna þess að fólk er óttasamt um að tækið í heimilið geti slitið sér fljótt og að húðin geti veriðuð af harða vatninu. Lausnarefni í því vatni sem við notum hafa aukist á undanförnum árum, aðallega vegna þess að svo mikið af rennslinu úr bæjum og efnum úr verum hefur farið í vatnsvæðin. Þetta hefur virkilega haft áhrif á það að sölu á flöskuvatni hefur aukist um allt 40% frá upphafi kórónuveirufaraldursins. Þegar fólk sér þétt eða gríðarlegt bragð í vatninu heldur það að það gæti verið veruleg heilbrigðisvandamál í leik. Þess vegna er aukin áhuga á þessum nýjum vatnashreifingarvörum sem geta takast á við ýmsar tegundir af mengunum í stað þess að leysa bara eitt vandamál í einu.

Meðferð á kalkskeljum með öruggum efnum

Vísindin að kalkskeljamyndun: Hlutverk pH, hördu og útskilaðir steinefni

Þegar magn uppleystra minerala eins og koltursúrefnis kalsín verður meira en vatn getur almennt tekið upp, byrjar skeljamyndun. Þetta gerist sérstaklega við hærri pH-gildi, allt að 8,3 og yfir, þar sem kalsínjónir sameinast við koltursúrefni til að mynda þá erfiða útskot sem svo margir þekkja. Í rannsóknum frá USGS árið 2023 kom í ljós að þessi útskot geta minnkað innri þvermál röra um allt að 20 prósent á hverju ári. Vatn er talið mjög hart, eitthvað yfir 180 parts per million (ppm) af koltursúrefni kalsín, og ásætir þetta vandamál enn frekar. Og þetta er ekki bara smáatriði. Tölfræði sýnir að um það bil 85 prósent húsnæða í Bandaríjunum þurfa að takast á við skeljamyndun, frá léttum til mjög alvarlegra tilfella á víðan hátt.

Chelatagerðarefni og andskeljuefni: Hvernig vökvaeyðsluefni stjórna hördu

Nútímaleg vökvaeyðsluefni trufla skeljulindir með tveimur aðferðum:

1. Chelatun : Fosfonat-basarandi efni tengjast kalsín-/magnesín-jörnum og koma í veg fyrir kristallvöxt
2. Hömlun þröskulda : Pólýmer-hemlar breyta steinsteðja og viðhalda leysni þeirra

Rannsóknir frá NACE í 2024 sýndu að pólýakríl-sýru lausnir minnkuðu kalkafsetningu í kæliskipum um 60% með skammtum sem eru jafn lágir og 2–5 ppm.

Tilfellsrannsókn: Að minnka kalkafurðu í ketilum með polyfósfat skammtað í iðnaðarkerfi

Raforkuvirkjun í Miðvesturhluta Bandaríkjanna náði 70% minnkun á kalkafurðu á 12 mánuðum með innfærslu á nátríum heksametafósfat. Lykildráttur:

Hjá $240.000 í efni frammistæður varð $1,2M í árlegum sparnaði með því að lengja notandalíf og minnka ónothæfi, að uppfylla staðla NSF/ANSI 60 fyrir drykkjarvatnssöfnun.

Að ná því að fjarlægja bragð og lykt með beinu efnum við meðferð á vatni

Rótarsástæður bragðs og lyktar: Geosmin, MIB og lífræn úrþroska í vatnsmagni

Flestar jarðlæg og mildir lyktir í vatnsmáningunum okkar koma frá tveimur helstæðum upprunum: geosmin og MIB (skammstafanir fyrir 2-methylisoborneol). Þessar efni leysa um það bil 80% af þessum óþægilegu lyktum sem við finnum stundum, aðallega vegna þess að gröður vex út af stjórninni í stöðvum og bakteríur margfaldast þar líka. Það sem gerir þessi efni svo vandamáaleg er hversu seig þau eru, jafnvel í mjög minni stærðum - bara 10 nanógram per rúmmeta getur enn verið uppgötvað af mörgum fólki. Síðan er það vandamálið með öræðiefni sem brýst niður inni í gömlum vatnsrörum. Þegar lauf og annar plöntuhamur rotar í þessum eldri undirbúningsskerum, losa þeir vetnisulfíð sem gefur út þá rotna eggið. Þetta vandamál verður verra á árstímum þegar hitastig breytist mikið í gegnum árið, sem gerir sumar vatnsmeðferðaraðferðir minna virkan en venjulega.

Virktur kolvi og oxhreinsiefni: Sérsmellur efni til að fjarlægja lyktir

Grófur virkjaður kolefni, eða GAC eins og oft er kallað, er enn aðalvopn gegn mengandi efnum í vatni. Samkvæmt nýjum rannsóknum frá 2024 Water Treatment Research getur þessi efni tekið upp um 92% af þessum pessuga geosmin- og MIB-efnum innan 15 mínútna af snertitíma. Þegar kemur að alvarlegum mengunarvandamálum notast vökvafræðslustöðvar hins vegar oft við oxiderandi efni eins og kalíumpermanganat eða ózön. Þessi efni takast á við sviflagerða lyktir miklu hraðar en venjulegar aðferðir, og virka um þriggja sinnum hraðar. Margar sveitarfélagsvökvastöðvar eru nú að blanda GAC við einhverja for-oxunaraðferð. Þessi samsetning hjálpar til við að takast á við ekki bara VOC-efni heldur líka við að minnka hættu á skaðlegum afleiðingum af vatnsmeðferð.

Klórun á móti öðrum meðferðarefnum: Að finna jafnvægi á milli virkni og bragðs

Klór kemur mikill á örverur, nær um 99,9% samkvæmt rannsóknum. En samt og þar eru margir sem ábera um efnið sem verður eftir í þar sem um 42% skýja yfir því í kerfum sem EPA hefur eftirlit með. Hins vegar, ef UV er notað ásamt hydrogen peroxide er um 87% af þessum örverum eytt án þess að breyta sambætingu vatnsins. Samræður um sveitarfélagsvatn úr fyrra staðfestu að þetta virkar nægilega vel fyrir flest notkun. Það sem við sjáum núna er raunveruleg breyting á forgangsmálum í bransanum. Fólk vill hreint vatn sem líka smakkar vel, ekki bara öruggt. Þetta er sérstaklega mikilvægt þar sem heildarinnihald heillra efna (TDS) er hátt vegna þess að þessi mýrt efni geta leitt til að eftirvarandi efni smakka jafnvel meira en venjulega.

Minnkaðu rýkingu og agn með sameiningu og flökun

Áhrif rýkingar á vatnssöfngildi og meðferðarþægindi

Háþéttur rýsir á sýnilega lækkaða hreinsunarefna (EPA 2022) og aukar líkur á smitum. Ef hlutvera eru yfir 5 NTU mynda þeir verndandi búsvæði fyrir smitmyndandi örverur eins og Cryptosporidium og hindra hreinsun. Þessi rýsni vekur einnig áhyggjur hjá notendum – 72% hushalda tengir sýnilega hluti við ó öruggt drykkjarvatn (AWWA 2023).

Samloðandi efni og flokkunarefni: Alúmíníumulf, Járnklóríð og Gervipólýmer

Vatnsbehandlunarefni lækka rýsni með því að hægja á hleðslu og sameiningu hluta:

• Alúmíníumulf (Aluminum Sulfate): Virkur í pH bilinu 5–8, fjarlægir 85–95% af lausum efnum
• Járnklóríð: Myndar þéttari flóka en alúmíníumulf og fjarlægir 90% af fosfóri í vatni með háum fosfórhalti
• Gervipólýmer: Polyakrylamíð-formúlur auka flóka stærð um 300–500%, sem lækkar niðrifiðu tímann um 40%

Nýlegar rannsóknir sýna að samfleytingar- og flökunarsamskiptumetþed (CFS) ná 95% lækkun á gjölsku í sveitarstjórnarkerfum þegar rétt er skammtað

Tilviksgreining: Náðu í <0,3 NTU gjölsku í sveitarstjórnarverum með því að hámarka efna skammtun

Árið 2023 minni tilraunastefna lækkaði meðal gjölsku frá 8,2 NTU til 0,28 NTU með rauntíma pH-fylgju og fasaðri bætingu á við. Með því að skipta á alum (25 mg/L) og anjóns-polyakrylamíð (0,5 mg/L) náði veranum í samfellda SDI (Silt Density Index) fyrir neðan 3,0 – uppfyllti forskilyrði fyrir andrennslu áður en andrennslu var unnin án þess að renna í áverka

Oftakrar spurningar

Hvað veldur skeljum í vatnssýstum?

Skeljar myndast venjulega vegna lausnarminera eins og kalsíums og magnesíums í vatni, sem geta fellt út þegar hitað er á vatn eða þegar pH-hæð hækkar

Hvernig virka efni í vatnsmeðferð til að draga úr skeljum?

Vatnsmeðferðarefni, eins og chelatagerðarefni og andskorsteinuverndunarefni, virka með því að hlaupa í jónir eða breyta byggingu jóna, þar með að koma í veg fyrir skorsteinu myndun.

Hverjar eru algengar heimildir fyrir lykt af vatni og hvernig er hægt að meðhöndla þær?

Aðalheimildirnar fyrir vatnslukt eru lífræn puði, geosmin og MIB. Meðferðir felast oft í notkun virkskola og oxhreinsiefni til að fjarlægja þessi mengunarefni.

Hvað er rýking og af hverju er hún áhyggjuefni?

Rýiking vísar til óljóss eða skýja vatns vegna þess að það inniheldur sveifliefni. Hún er áhyggjuefni vegna þess að hún getur verndað sýkni frá afgiftun og gefið til kynna slæma vatnsæði.

Hvað er samruni og flokkun í vatnsmeðferð?

Þetta eru ferli sem fjarlægja sveifliefni úr vatni með því að bæta við efnum sem sameina efnin í stærri klúður, sem er síðan auðveldara að fjarlægja.