Nro 1982:105 YKSITYISTALOOKSIEN VEDEN PUHDISTUSL~ITTEITA SELVITYS Annika Sipilä KOSKEVA
V E S I H A L L I T U K S E N M 0 N I S T E S A R J A Nro 1982:105 YKSITYISTALOUKSIEN VEDEN PUHDISTUSLAITTEITA KOSKEVA SELVITYS Annika Sipilä Vesihallitus Helsinki 1982
3 YKSITYISTALOUKSIEN VEDENPUHDISTUSLAITTEITA KOSKEVA SELVITYS SISÄLLYS 1. Yleistä 5 2. Laitevalikoima 5 3. Laitteiden hintoja ja teknisiä ominaisuuksia 6 4. Laitteiden toimintaperiaatteet 12 5. Seurannassa mukana olleet laitteet 12 6. Vedenpuhdistuslaitteiden toiminta 13 7. Yleisiä laitteisiin liittyviä huomioita 22 LIITE: Analyysitulokset
5 Yksityistalouksien vedenpuhdistuslaitteita koskeva selvitys 1. YLEISTÄ Yksityistalouksien vedenpuhdistuslaitteista ei ole selvityksiä, joissa olisi tutkittu eri laitetoimittajien laitteita ja eri käsittelytapoja. Tässä tutkimuksessa, joka tehtiin v. 1980, oli mukana 26 laitetta. Ne olivat kolmelta eri laitetoimittajalta. Raudanpoisto oli ainakin osana 23 laitteessa. Laitteiden valinta suoritettiin Turun ja Vaasan vesipiireissä sekä vesihallituksen vesihuoltotoimistossa. Näytteiden otto ja analysointi sekä laitteiden hoidon ja käytön kysely tehtiin Helsingin, Turun ja Tampereen vesipiireissä. Näytteet otettiin raakavedestä ja käsitellystä vedestä (yhdestä laitteesta ei saatu raakavesinäytteitä). Osasta laitteita otettiin toiset näytteet noin kuukauden kuluttua ensimmäisistä näytteistä. Näytteistä analysoitujen aineiden tulokset ovat liitteessä 1. Tekstissä on käsitelty yleensä samalta laitteelta otettujen toisiaan vastaavien näytteiden keskiarvoja. 2. LAITEVALIKOIMA Yleisin syy vedenpuhdistuslaitteen hankkimiseksi on suuret rautaja mangaanimäärät vedessä. Raudan ja mangaanin poistolaitteita on markkinoilla kolmella eri periaatteella toimivia: - ionivaihdin (= pehmennyssuodatin), joka poistaa kaikki kaksiarvoiset kationit kuten raudan, rnangaanin, kalsiumin ja rnagnesiurnin raudan ja rnangaanin hapetus ilmastarnalla sekä suodatus raudan ja mangaanin sekä c1rqaanisen aineen saostus joko alumiinisulfaatilla tai kaliumpermanganaatilla, sekä suodatus (yleensä toimivat kqntaktisuodatusperiaatteella)
6 kemikaaliannostimia ph:n nostamiseksi yhdistettynä raudan ja mangaanin poistoon alkalointi lipeällä ja hiekkasuodatus tai alkaloiva suodatus 3. LAITTEIDEN HINTOJA JA TEKNISIÄ OMINAISUUKSIA (Kalevi Tapiolinna, vht, luentokalvot vesihallituksen kurssilta: Haja-asutuksen vedenhankinta, Iisalmi 7.-9.10.1981) 3.1 Laitteet -TEHO 10 L/MIN... VEDENPEHMENTIMET <= IONJNVAIHTIMET> - SUOLASÄILIO SUODATTIMESSA TAI ERIKSEEN - TEHOLTAAN 30 L/M I N PEHf1ENN I N MAKSAA KÄSIKAYTTOISENA NOIN 3 500 MK PUOLIAUTOMAATTISENA NOIN 5 500 MK AUTOMAATTISENA 3 500.. 7 000 MK ILMASTUS JA SUODATIN - ILMASTUS VOIDAAN SUORITTAA ERILLISESSA SAILIOSSA, PUTKESSAJ KAIVOSSA TAI SUODATTIMEN PÄALLÄ - HINTATIETOJA: TEHO 30 L/MIN (KOMPRESSORI> + JLMASTUSSAILIO + SUODATIN 2 500 MK 2 500 MK 1 600 MK KONTAKTISUODATUS - SYOTTOKEMIKAALINA ALUMIINJSULFAATTI TAI KALIUMPERMANGANAATTI - KEMIKAALIN ANNOSlELUPUMPPU + LIUOSSAILIO + SUODATIN 3 000 MK 1 600 MK
7 NEUTR~LQI NTI KEMI KAALIA SYöTTli.MALLA - SYOTTOKEMIKAALINA LIPEÄJ SOODA TAI KALKKI - LAITTEJN~ KEMIKAALIN SYöTTöPUMPPU JA LIUOSSniLIO~ JOTKA ~KSAVAT NOIN 3 000 MK - KEMI KAALIN ANNOSTELU PERUSTUU JOKO PU~1PPUJEN YHTAA I Kf\ 1 SEEN KÄYNTIIN TAI VESIMITTARIOHJAUKSEEN NEUTRALOINTI ALKALOIVILLA SUQDATTIMILLA - HELPPOKAYTTöiSIÄ.. KOSKA ~1ASSAN VAIHTO ON 1.. 5 3 VUODEN VALEIN JA LISÄYS PARI KERTAA VUODESSA - SUODATIN JA MASSA MAKSAVAT 2 000... 7 000 MK DES I NF 101 NT 1 NESTEMÄ 1 ~ELLA NA}R J UMHYPOKLORill.ll~ - 10% LIUOS JA 1 L LIUOSTA RIITTA~ DESINFIOIMAAN 100 ~ 3 VETTA - NATRIUMHYPOKLORIITIN TEHO ALENEE VARASTOITAESSA JA SITÄ KANNATTAA OSTAA KERRALLA VAIN MUUTAMAN KUUKAUDEN TARVE - TILA TULEE VOIDA TUULETTAA HYVIN - LAITTIINA SYöTTöPUMPPU JA LIUOSSAILiö JOTKA MAKSAVAT NOIN 3 000 MK
8 DESINFIOINTI ULTRA-VIOLETTI-SATEILYLLÄ - YKSINKERTAINEN., MUTTA AINOANA VEDENPUHDISTUSLAITTEENA TEHOTON -LAITTEEN HINTA VAIHTELEE 2 500.. 10 000 MK MEKAANISET SUODATTIMET HIEKKASUODAliN TEHO 30 L/MIN - 1 600 MK MONIKERROSSUODATIN n 50 L/MIN - 5 000-6 000 MK ABSORPTIOSUODATIN PATRUUNASUODAliN - TEHO 20 L/MIN ASTI - 1 PATRUUNA RIITTÄÄ 1 000 VESILITRAN PUHDISTAMISEEN JA MAKSAA 40... 80 MK - HARVEMMIN TULEVAT YKSI KYSEESEEN VEDEN PUHDISTUKSESSA 3.2 Vedenpuhdistuslaitteiden ominaisuuksia ja asennuspaikkaan kohdistuvia vaatimuksia - YHDEN SUODATTIMEN HALKAISIJA ON 0~3.,.0.,5 M JA KORKEUS ljs... 2M - LAITTEIDEN VAATIMA PAINE L5... 6 (8) KP/CM2 - PAINEHÄVIö PUHTAANA 3... 4 MVP - LAITTEET KASIKAYTTOISJ PUOLIAUTOMAATTISIA JA AUTOMAATTISIA - LAITTEILLA VUODEN TAKUU JA KAYTTO- JA HOITO-OHJEET TULEVAT TOIMITUKSEN MUKANA
9 - ASENNUSTYO VIE PUTKIMIEHELTÄ AIKAA KAHDESTA TUNNISTA PAIVAAN - LAITTEIDEN KAYTTOIKA 2... 15 VUOTTA - KUIVA JA JAATYMÄTÖN TILA - TILASSA VIEMAROINTI 3.3 Laitteiden valinta - LAITERATKAISU TEHDAAN LAITETOIMITTAJAN TEKEMAN TAJ SILLE TOIMITETUN VESIANALYYSIN PERUSTEELLA. - AU10MATISOINTI LISnA HINTAA YLEENSÄ 2 000... 3 000 MK. TOISAALTA VOIDAAN VALITA PIENEMPIÄ LAITTEITA JA KAYTTO VARMUUS KASVAA.
1 0 ERILAISTEN VEDENPUHDISTUSLAITTEIDEN SAATAVUUS c:t' ::::.,:: >- 0 t:q >- :...:: c:t' 0 - w 0 >- 1- p:) Q 0::: z 0::: 0 <t 1- _... w 0 -c:t' Cl z 1-- 0::: -' >- l.!:.l 0:::: w ::::.,:: 1-0 :r 0::: w u >- z ::::> ::::.,:: t- 0 1..1..1 1-1..1..1 >- 0 a l.j...j V) 0::: t:q _... 1-0 <t 0..J 1..1..1 >- 0 0::: - w 0::: - <(. LL :r 0 ~ 1- a... IC( 3: X 0::: 1 - -V) CL >-. >- >- >- <r <t a... w ~ 0 l.!:.l 0 0 ::X: ::.t:: > - > >- RAUDAN- JA MANGAANIN POISTO VEDENPEHMENTIMET (; lonin- X X X X X X X X X X VAlHTIMET) ILMASTUS JA SUODATUS X X X X X X X KONTAKTISUODATUS X X X X ~ NEUTRALOINTI KEMIKAALIN SYOTTO- JA X X X X X X X X SUODATUS ALKALOIVAT SUODATTIMET X X X X X X X X X DES I NF 10 I NTI NATRIUMHYPOKLORIITIN X X X X X X X X X SYOTTO ULTRA-VIOLETTI SATEILY X X X X 1 MEKAANINEN SUODATUS X X X X X X X X X X ASENNUSPALVELU X X X (X) X X HUOLTOPALVELU X X X X
1 1 PIENTEN YKSIKOIDEN VEDENPUHDISTUSLAITTEITA TOIMITTAVAT ~: YRITYS TOIMIPAIKKA PUH.NRO PIIRIMYYJIÄ OY ÄEROHYDRO AB HELSINKI 90-349 2258 OY G.W. BERG AB HELSINKI 90-171 541 OY F.l L TER AB HELSINKI 90-790!488 OY HYTEC LTD HELSINKl 90-143 455 HYXO OY KERAVA 90-240 022 KUOPIO~ VAASA K.~IKO OY HELSINKI 90-170 825 MAARIANHAMINA~ OULU, SEINÄJOKI, TAMPERE, TURKU INS.TOIMISTO VAR~ RAISIO 921-718 700 HELSINKI, LAHTI TIAINEN IP-PRODUKTER OY HELSINKI 90-826 200 VESIELEKTRONiiKKA OY HELSINKI 90-565 1323 Yf1PAP l STOLAITE OY LAHTI 1 918-335 577
1 2 4. LAITTEIDEN TOIMINTAPERIAATTEET Raudanpoisto pehmennyssuotimella tapahtuu niin, että ionivaihtomassan läpi lasketusta vedestä kahden arvoiset kationit, kuten rauta, mangaani, kalsium ja magnesium, tarttuvat massaan, joka vapauttaa vastaavasti tilalle yhdenarvoisia kationeja (natriumia). Ionivaihtomassa pestään ja vuorisuolaliuoksella aika ajoin, välillä massa huuhdotaan suolahappoliuoksella rautaionien poistamiseksi. Poistettaessa rautaa ilmastuksen la, hapetetaan kaksiarvoinen liukoinen ferroioni kolmiarvoiseksi ioniksi, joka saostuu. Syntynyt sakka suodatetaan. Jos joudutaan myös poistamaan, nostetaan veden ph:ta ilmastuksen ja suodatuksen välillä mangaanin saostamisen onnistumi I voi tapahtua joko avotilassa tai paineastiassa~ ten tilan vähyyden takia käytetään suljettua ilmastusta. jetussa systeemissä tarvitaan vain yksi pumppaus kaivon ja käyttökohteen välillä. Ilrnastus ei riitä raudan ja mangaanin saostamiseen, jos nämä metallit ovat sitoutuneet orgaaniseen aineeseen. Tällöin raudan ja mangaanin poistamiseksi tarvitaan kemiallista saostamista. Saostimina käytetään joko alumiinisul tai kaliumpermanganaattia ja sakka suodatetaan painesuodattimella. Alkalointi suoritetaan yleensä lipeällä, ja suodattimena on yleensä hiekkasuodatin tai aikaloiva massa. 5. SEURANNASSA MUKANA OLLEET LAITTEET Ionivaihtoperiaatteella toimivia laitteita oli 12 kappaletta. Yhdessä niistä oli lisäksi alkalointi, yhdessä aikaloiva suodatus ja yhdessä humussuodatus. Laitteita, joissa raudanpoisto tapahtuu ilmastamalla, oli neljä. Niissä oli kaikissa myös alkalointi ja yhdessä vielä lisäksi desinfiointi. Kontaktisuodatuslaitteita oli kuusi ja yksi laitos, jossa saostuksen jälkeen oli selkeytys. Seurannassa li ko laitetta, joissa ainoa käsittely oli alkalointi ja suodatus. Yhteensä laitteita oli 26.
13 Laitteet olivat Insinööritoimisto Vartiaisen,,Vesielektroniikka Oy:n ja Kaiko Oy:n toimittamia. 6. VEDENPUHDISTUSLAITTEIDEN TOIMINTA 6.1 Ionivaihtolaitteet Raudanpoistoteho Ionivaihtolaitteiden puhdistettava vesi sisälsi rautaa keskimäärin 4,3 mg/1. Vaihteluväli oli 1,2-11,8 mg/1. Mukana oli vielä kaivo, jonka veden rautapitoisuus oli 0,01-0,03 mg/1. Analyysitulosten perusteella ei voinut nähdä syytä viimeksi mainitun laitteen valinnalle, joten jatkotarkastelussa tämä laite on jätetty huomiotta. Ionivaihtimella käsitellyn veden rautapitoisuus oli keskimäärin 0,68 mg/1, vain kahdella laitteella tutkimustulosten mukaan päästiin alle lääkintöhallituksen alemman suositusarvon: 0,3 mg/1, tällöin raakaveden rautapitoisuudet olivat olleet 3,3 ja 1,2 mg/1. Korkeimmat havaitut käsitellyn veden rautapitoisuudet olivat 2,2 ja 1,9 mg/1 (raakavesi 11,8 ja 6,1 mg/1). Käsitellyn veden rautapitoisuuden keskiarvoksi saatiin 0,86 mg/1. Rautapitoisuus mg/1 mediaani keskiarvo rnax min laitteiden lukumäärä raakavesi käsitelty vesi 4,4 0,6 4,3 0,86 11 1 8 2,2 1 1 2 0 1 14 1 1 1 1 Ionivaihtolaitteiden raudanpoistoa ei tämän tutkimuksen perusteella voi pitää erittäin hyvänä, joskin on huomattava, että raakavesien rautamäärät olivat huomattavan korkeita. Mangaaninpoistoteho Koelaitteilla manqaani poistui tehokkaasti. Vaikka raakaveden mangaanlpitoisuus oli kuikissa kaivoissa yli lääkintöhallituksen alemman suositusrajan (0,1 mg/1) ja kuudessa kaivossa yli
1 4 ylemmänkin suositusrajan (0,5 mg/1), käsitellyn veden pitoisuus kohonnut yhdessäkään näytteessä yli 0,1 mg/1. mediaani max min laitteiden lukumäärä raakavesi 0,58 0 57 1 20 0,22 1 1 käsitelty vesi 0,01 0,02 0,09 0,00 1 1 Vaikutukset veden muihin laatuominaisuuksiin Ionivaihtimien vaikutus rauta- ja suuksien lisäksi näkyy veden värissä, kovuudessa ja usein myös suolaisuudessa. Käsittelyssä saattaa myös ammonium- suus laskea. Ionivaihtimen aiheuttamien väriarvojen pieneneminen on ilmeisesti suoraa seurausta rautamäärän sestä. Kovuuden muutos oli selvä ionivaihdinkäsittelyssä. Kun raakaveden kovuus oli keskimäärin 1,04 mmol/1, mikä on korroosion kannalta suositeltava pitoisuus (Sitran tutkimusten mukaan kovuuden olisi oltava vähintään 0,5 mmol 1) oli käsitellyn veden kovuus keskimäärin vain 0,05. Tämä on ttäin alhainen arvo, ja on esitetty korrelaatioita, joiden mukaan kova vesi on terveell~sempää kuin pehmeä, tosin syy-yhteyttä ei ole pystytty osoittamaan. Suolaisuuden muutokset johtuvat aina laitteen epätyydyttävästä toiminnasta. Ionivaihtohartsin elvytykseen käytettyä suolaa tulee myös juomaveteen silloin kun esimerkiksi automatiikan ajoitus ei toimi kunnolla ja viimeiset huuhteluvedet tulevatkin talouskäyttöön. Se suolamäärä, joka normaalisti tulee ionivaihtimesta vaihdettaessa kaksiarvoiset rauta-, mangaani- ja kovuusionit natriumiin, on vähäinen verrattuna ruoan mukana saatuun suolamäärään. Ylirnäär~inen korroosiota edisttlvasli. suolamäärä voi maun lisäksj vaikuttaa metalliputkien
1 5 Ammonium-ionin määrä yleensä vähenee ionivaihdinta käytettäessä. Koska nitraatin ja nitriitin määrät eivät vastaavasti lisäänny ja koska tapauksissa, joissa laite ei tuntunut toimivan, saattoi myös ammoniakin määrä nousta, on mahdollista, että myös ammoniakkia sitoutuu ionivaihdinmassaan, ja että se saadaan suolaelvytyksellä huuhdottua sieltä pois. Ammoniumin keskiarvo raakavedessä oli 0,43 mg/1 ja käsitellyssä vedessä 0,14 mg/1. Muissa mitatuissa arvoissa (ph, hiilidioksidi, permanganaattiluku, nitraatti, nitriitti, sähkönjohtokyky, bakteerit) ei havaittu merkittäviä muutoksia. Ionivaihtimia käytettäessä oli havaittavissa, että suuret rautamäärät tukkivat suolaelvytysliuoksen ejektorin ja huuhtelu- ja elvytysvaihe jäi epätäydelliseksi. Pohjanmaalla olevissa joissakin ionivaihtimissa oleva sähkömoottori oli herkkä ukonilmalle. 6.2 Ilmastus, suodatus ja alkalointi Raudanpoisto ja mangaaninpoisto Raakaveden keskimääräinen rautamäärä oli 4,3 mg/1. Yhdestä laitteesta ei saatu raakavesinäytettä. ~1uiden kolmen laitteen puhdistetun veden rautamäärä oli keskimäärin 0,18 mg/1. Rautamäärä mg/1 vesi vesi 2 vesi 3 vesi 4 näytteenottokerta I II I II I II I II raakavesi 5,0 2,9 7,0 0,30 3,5 käsitelty vesi 0 1 1 0 0,20 11 1 0 11, 0 0,48 0,07 0,07 0,14 Mangaanimäärä mg/1 I II I II I II I II raakavesi 0,23 0,07 0,13 0, 18 01 18 käsitelty vesi 0 1 17 0,05 0,07 0,20 0,08 0,33 0,01 0,01
1 6 Mangaanimäärät eivät olleet suuret raakavedessä, keskimäärin 0,15 mg/1. Käsittelyllä määrä saatiin lääkintöhallituksen alemmalle suositusrajalle. Mikäli putkisto on lyhyt, ei mangaania eikä mangaanibakteereita kerry putkiin ja täten näillä määrillä ei liene vaikutusta veden käyttökelpoisuuden kannalta. Vaikutukset veden muihin ominaisuuksiin Ilmastuksen takia veden hiilidioksidimäärä vähenee noin kolmannekseen, mikä on putkiston kestävyyden kannalta edullista. Samoin korroosioon liittyvä seikka on kovuus, joka koelaitteissa nousi keskimäärin arvosta 1,35 arvoon 1,70. Laitteet olivat kuitenkin seudulla, jonka veden kovuus jo sinänsä olisi riittänyt. Kun veden ph:kaan ei noussut kuin 0,4 yksikköä (6,9-7,3) tuntuu, että alkaloinnin merkitys näissä laitteissa rajoittuu vain raudan poiston tehostamiseen. Raakaveden ammoniakin määrä oli hyvin vähäinen (ka 0,04 mg/1), se väheni lähelle nollaa. Laite, jonka raudan- ja mangaaninpoisto ei näyttänyt toimivan (ei raakavesinäytteitä) ei toiminut muissakaan suhteissa. Värin arvot olivat laitteen jälkeen ensimmäisellä kerralla 25 mg/1 Pt ja toisella 80. Vapaata hiilidioksidia löytyi noin 40 mg/1 ja permanganaattiluku oli 12-13 mg/1. Ammoniakin määrät olivat noin 0,3 mg/1. Jos laite olisi toiminut toivotulla tavalla, olisivat myös nämä veden ominaisuudet ilmeisesti paremmat. 6.3 Raudan saostus kemikaaleilla Raudan ja mangaanin saostuskemikaalina koelaitoksissa käytettiin joko alumiinisulfaattia tai kaliumpermanganaattia. Yhtä selkeytyslaitosta lukuun ottamatta oli periaatteena kontaktisuodatus. Yhdessä laitteessa oli lisäksi pehmennvs ja yhdessä ilmastus. Kaikissa laitteissa oli ph:n ndsto lipeällä. Pehmennyslaitteen v21ikutust<:1 ei ainakaan nnalyysltu1oksie;sn ollut nähtävi.ssä. Yksi laite toimi vain pelkkänj suodattirnena, ei alumiinisulfaatin
1 7 eikä lipeän syöttö olleet toiminnassa. Tämän laitteen arvostelua ei ole jatkossa mukana. Raudan- ja mangaaninpoisto Yhden laitteen raakaveden rautamäärä oli 10,3 mg/1, yhden alle 0,5 mg/1, muiden rautamäärät olivat 2-5 mg/1. Kahdessa laitoksessa rautaa jäi käsittelyn jälkeen noin 1 mg/1. Muissa raudan määrä laski alle 0,3 mg/1, joka on lääkintöhallituksen raja-arvo vesijohtovedelle. Näiden laitteiden raudanpoistateho oli tyydyttävä tai hyvä. Toinen laitos, missä rauta ei poistu kunnolla, oli selkeytysperiaatteella toimiva. Syynä voi olla hoitajan puutteellinen koulutus laitoksen hoitoon. Toisen laitteen huonoon raudanpoistoon ei ole nähtävissä selvää syytä, mutta viitteitä voi antaa erittäin korkeat ammonium-pitoisuudet (51 mg/1 ensimmäisellä ja 91 mg/1 toisella kerralla). Kun väriarvotkin olivat erittäin korkeat, eivätkä ne ole loogisia permanganaattiluvun eikä raudan tai mangaanin pitoisuuksien suhteen voi syynä olla jokin tekijä, joka liittyy ammoniakkiin ja värillisyyteen. Vain yhdellä laitteella voi mangaanin vähenemän todeta olleen hyvän: arvosta 0,64 mg/1 arvoon 0,03 mg/1. Kahdella muullakin laitteella päästiin alle 0,1 mg/1. Toisen näistä laitteista raakaveden arvo oli jo keskimäärin 0,04 mg/1. Toisen laitteen arvot olivat raakavesi 0,20 mg/1, puhdistettu 0,08 mg/1. Yhdellä laitteella ei näyttänyt mangaanimäärä vähenevän (noin 0,2-0,3 mq/1), mutta muutoin laite tuntui toimivan hyvin erittäin huonosta raakavedestä huolimatta. Näin lyhyessä putkistossa ei tällaisilla mangaanimäärillä liene merkitystä. Kahdella laitteella, joissa raakaveden mangaanipitoisuus oli lähellä 1 mg/1 ei puhdistuminen qllut riittävä. Toinen laite ei toiminut myöskään raudan suhteen (selkeytys-laitos), toisessa rauta väheni 10 mg:sta 0,23 mg:aan, mangaani 0,91-0,51 mg/1.
18 Vaikutukset veden muuhun laatuun Veden värillisyys ja permanganaattiluku alenivat jonkin verran, mutta keskimäärin ei niin paljon kuin laitosmittaisessa kemiallisessa käsittelyssä. Tosin,kolmella laitteella päästiin lukemista 125-200 lukemiin 15-20 värin suhteen, mutta näistäkin laitteista ensimmäisellä kerralla lukema 90 laski vain lukemaan 40. Alkalointi tuntui toimivan näissä laitteissa hyvin: ph nousi yleensä riittävästi, kovuus pysyi Sitran Suosittelemalla alueella ja hiilidioksidi poistui lähes kokonaan. Ammoniakin määriin ei laitteilla ollut paljon vaikutusta, paitsi sillä laitteella, jonka raakaveden ammoniummäärät olivat erittäin korkeat. Vähenemät olivat noin 90% (51,0:sta 4,0:aan ja 91,0:sta 9,5:een mg/1). Tässä laitteessa oli saostuksen ja alkaloinnin lisäksi ilmastus. 6.4 Alkalointilaitokset Mukana oli kolme laitosta, joissa ei ollut raudanpoistokäsittelyä. Niissä oli neutralointi lipeällä ja suodatus joko hiekkasuodattimella tai alkaalisella suodattimella. Yksi näistä laitteista (lipeä+alkaloiva suodatin) toimi hyvin alkaloinnin suhteen: ph ja kovuus nousivat, hiilidioksidi poistui lähes kokonaan. Mutta raakavesi olisi tarvinnut parempaa puhdistusta: väri oli 75 ja permanganaattiluku 53 mg/1, eivätkä ne käsittelyn jälkeen olleet parempia. Rautamäärä väheni 0,93:sta 0,54:ään, mutta tehokkaampi raudanpoisto olisi ollut tarpeen. Mangaaniarvot sekä raakavedessä että käsitellyssä vedessä olivat hyvät (0,03 ja 0,04 mg/1). Sekä raakavedestä että käsitellystä vedestä löytyi yksi fekaalinen streptokokkibakteeri/100 ml. Ammoniumionin määrä nousi käsittelyn aikana 0,02:sta 0,18:aan n1g/l. Laitteen hoitajan mielestä ldite oli toiminut hyvin.
19 Kaksi muuta laitosta, joissa oli lipeän syöttö ja hiekkasuodatus toimivat hyvin heikosti, niiden ph nousi vain muutamia yksikön kymmenesosia jääden kummassakin siinä seitsemän vaiheille ja hiilidioksidin määrä pysyi muuttumattomana. Raakaveden laatu oli kummassakin aika hyvää, lukuun ottamatta muutamia koliformisia bakteereita, joita esiintyi myös käsitellyssä vedessä. Toisen laitteen raakavesi oli hyvää raudan ja mangaanin suhteen, toisen laitteen raakavedessä oli rautaa 0,52 mg/1 ja mangaania 0,16 mg/1. Molemmat aineet olivat käsitellyssä vedessä alle lääkintöhallituksen rajan: Fe 0,28 mg/1 ja Mn 0,03 mg/1. Näiden kahden laitteen vedessä esiintyviin bakteerimääriin lienee syynä se, että laitteet olivat bensiini-asemilla, jolloin laitteiden hoito on vaihtelevien henkilöiden vastuulla. Lisäksi ottaman suojaustoimenpiteet olivat toisella asemalla täysin laiminlyöty. Alkaloivan massan käytön rajoituksena on se, että se aluksi nostaa kovuutta ja ph:ta liikaa ja myöhemmin liian vähän. Lisäksi suuret rautamäärät saattavat kivettää massaa niin, että alkalointiteho laskee. 6.5 Laitteiden keskinäinen vertailu veden laadun suhteen Laitteita ei suoranaisesti voi asettaa paremmuusjärjestykseen, koska valintaan vaikuttavat monet tekijät: raakaveden laatu, haluttu puhdistustulos, laitteen hinta, huolto, käyttökustannukset jne. Raudan ja mangaanin poistateho Kaikissa laitteissa oli raakaveden rautapitoisuus keskimäärin samaa luokkaa: noin 3-5 mg/1. Kuitenkin laitteilla, joissa oli kemiallinen saostus, oli. orgaanisen aineen määrää osoittava permanganaattiluku raakavedessä huomattavasti korkeampi kuin muiden lajtteiden raakavedessä joten tfitä menetelmää ei kuitenkaan useinkaan voitane vaihtaa toiseen, vaikka niiden teho raudanpoistossa näyttäisi paremmalta.
20 Jos jätetään ne laitokset pois, joissa ei syötetty tarvittavia kemikaaleja tai joiden raakaveden rautapitoisuus ei edellytä raudan poistoa tai mistä ei saatu raakavesinäytettä, saat~in rautamäärille seuraavat keskiarvot: ionivaih- ilmastus- saostus- alkalointimet laitteet laitteet tilaitteet ( 11 kpl) (3 kpl) (6 kpl) (3 kpl) Fe mg/1 Fe mg/1 Fe mg/1 Fe mg/1 raakavesi 4,3 4,3 4 1 1 0,54 käsitelty vesi, ka 0,85 0,18 0,48 0,39 käsitelty vesi, max 1 1 9 0,2 1 1 6 0,54 Laitteiden lukumäärä tutkimuksessa ei ole niin suuri, että voitaisiin vetää selviä johtopäätöksiä laitteiden paremmuudesta. Määräävä tekijä, ehkä paljon voimakkaampi kuin laitteiden teoreettinen toimivuus, oli laitteiden hoito. Edes laitteiden hoidon helppous ei takaa sitä, että laitetta hoidettaisiin hyvin. Mangaaninpoistosta saatiin eri laitteille seuraavat arvot: ionivaih- ilmastus- saostus- alkalointimet laitteet lai tteet tilaitteet ( 11 kpl) (3 kpl) (6 kpl) (3 kpl) Mn mg/1 Mn mg/1 Mn mg/1 Mn mq/1 raakavesi 0,57 0,15 0,54 011 0 käsitelty vesi, ka 0,02 0,23 0,31 0,05 käsitelty vesi, max 0,09 0,33 1 100 0,09 Mangaaniarvot ilmastusperiaatteella toimivalla laitteella olivat raakavedessä analyysitulosten mukaan pienet, mutta todellisuudessa lienevät näilläkin laitteilla suuremmat, koska eräässä laitteessa näytti mangaanimäärä kasvavan. Ionivaihtirnissa näytti mangaani poistuvan erittäin hyvin, mutta luultavasti määrät, jotka ovat noin 0,2-0,3 rng/1 eivät omakotitalon putkistossa pysty muodostamaan mangaanibakteereille otol.lisia kasvuolosuhteita ja täten aiheuttamaan mangaanisakkahaittoja.
21 Vaikutukset veden muuhun laatuun Suurin ero eri laitteiden välillä oli kovuudessa. Ionivaihtimet poistivat kovuuden lähes täysin, ilmastuslaitteissa kovuus lisääntyi, saostuslaitteilla kovuus laski hieman ja alkalointilaitteilla kovuus hieman nousi. Myös omakotitalon lyhyessä putkistossa ehtii kerroosia vaikuttaa metalliputkiin. Muoviputkia ja varsinkaan muovihanoja ei juuri taloissa käytetä. Sitran tutkimusten mukaan tulisi vesilaitokselta lähtevän veden kovuuden olla vähintään noin 0,5-0,7 mmol/1, vapaan hiilidioksidin poissa, kloridien alle 50 mg/1, raudan alle 0,3 mg/1 ja mangaanin alle 0,1 mg/1. Jos putkisto ja vesisäiliöt ovat kuumasinkittyä terästä, tulee ph:n olla yli 8,0, kupariputkille yli 7,5. ionivaih- ilmastus- saostus- alkalointimet laitteet laitteet tilaitteet ( 11 kpl) (3 kpl) ( 6 kpl) (3 kpl) kovuus mmol/1 R 1 '04 1 '35 1, 01 1, 03 K 0,05 1 '70 0,83 1 '21 vapaa hiili- R 37 34 94 26 dioksidi mg/1 K 33 1 1 7 21 ph R 6,8 6,9 6,4 6,5 K 6,8 7,3 7,8 7 '1 Taulukon perusteella kovuus, hiilidioksidi ja ph olivat hyvät saostuslaitoksilla ja lähes vaadittavat (ph hieman alhainen) ilmastuslaitteilla. Alkalointilaitteilla kovuus oli hyvä, mutta ph ei noussut tarpeeksi ja hiilidioksidia jäi liikaa. Ionivaihtimissa ph- ja hiilidioksidilukemien lisäksi ei kovuuskaan ollut toivottava, se oli poistunut lähes täysin. Raakavesien permanganaattiluvun ja värin arvot vaihtelivat niin suuresti, että keskiarvojen mukaan ei. tule tehdä liian tarkkoja johtopäätöksiä. Samoin ammonium-ionin pitoisuus vaihteli.
22 ionivaihtimet ( 11 kpl) ilmastuslaitteet ( 3 kpl) saostuslaitteet ( 6 kpl) alkalointilaitteet ( 3 kpl) väri mg/1 Pt R K 76 28 104 5 166 30 30 30 perm.luku mg/1 R 15 8 25 20 (KMnO 4 ) K 13 4 16 1 9 NH 4 mg/1 R 0,43 0,04 0,34 0,02 K 0,14 0,01 0,29 0,07 Permanganaattiluvun ja värin arvot vaikuttavat raudanpoistolaitteen valintaan, niin myös seurannassa mukana olleiden laitteiden kohdalla. Saostuslaitteiden raakavesi oli tässä suhteessa huonointa. Vaikka ilmastuslaitteet ja ionivaihtimet eivät varsinaisesti ole suunniteltu poistamaan näitä ominaisuuksia, pienenevät arvot, ionivaihtimissa jonkin verran ja ilmastuslaitteissa huomattavasti. Alkalointilaitteilla ei odotetusti ollut mitään vaikutusta väriin ja orgaanisen aineen määriin. Ammonium-ioni poistuu osaksi ilmastuksen mukana ja tuntui vähenevän myös ionivaihtimissa. Saostuslaitoksista eräässä erittäin suuret ammoniakkimäärät vähenivät 90 %, muissa ei ammoniumin määrä sanottavasti vähentynyt. 7. YLEISIÄ LAITTEISIIN LIITTYVIÄ HUOMIOITA Yhden tutkitun laitteen kohdalla kiinnitti huomiota siihen, että ainakin sen hetkisten analyysitietojen mukaan ei mitään vedenkäsittelyä olisi tarvinnut. Niissä laitteissa, joissa oli raudanpoisto ilmastamalla, nostettiin myös kovuutta. Mutta kovuusarvot raakavesissä olivat (ainakin Sitran tutkimusten mukaan) selvästi yli tarvittavan veden kovuuden, joten kovuuden nostoa ainakin itsetarkoituksena olisi syytä harkita.
Laitteen hankinnan yhteydessä tulee kaivon rakenteet tarkastaa ja korjata ne niin, ettei pintavettä tai muita lika-aineita pääse sinne. Joissakin tapauksissa näkyi selvästi tulvaveden vaikutus ja eräässä tapauksessa jopa roska-astia oli sijoitettu kaivonkannen päälle. Muutamista kaivoista joko ei raakavesinäytettä saanut lainkaan tai näytteen saamiseksi täytyi avata putkiliitos. Raakavesinäytteen saaminen on kuitenkin tärkeätä laitteen toiminnan seuraamisen tai tehostamistarpeiden kartoittamisen yhteydessä. Vaikka laitteet olisivat kuinka automatiikalla toimivia, tarvitsevat ne huoltoa ja hoitoa ainakin joskus. Ja laitteet, joissa ei ole automatiikkaa, näyttävät kaipaavan hoitajakseen siitä kiinnostuneen henkilön. Tämä tuli esiin toisaalta siinä, että ne laitteet, joista otettiin kahdet näytteet, näyttivät selvästi toimivan paremmin toisella kerralla, tai silloin ainakin oli jo syy tiedossa, miksi laite ei juuri nyt toiminut. Toisaalta laitteista kiinnostuneiden ihmisten laitteet näyttivät toimivan paremmin. Laitteita toimitettaessa tulisi laitteen hankkijat kouluttaa hyvin laitteen hoitoon.
A N A L Y Y S 1 '1' IJ L 0 K S 1.:: r LIITE 1 luni Vdihliull..!L 40 90 v~iri li~j/ 1 j{ 1< r..tlll.t mj/1 H 1 1 BO J,BO K 0 1!:i8 0 1 1i m..ulljli... Ud mj/1 H 1\ o,;u 0,25 0,00 0,00 H 71) b,9 pii K 713 7,5 hj ilitu.oku. 11-:J/1 R K 9 11 14 12 kuvuu:;; lllll.>l/1 H K 1,00 1100 0 1 0G 0,02 punn. luku IU-j/1 H 6 6 K 5 6..vmoniun llllj/l H 0,13 0115 K 0,02 0101 2 70 175 40 20 4,70 4170 0130 0,50 0,38 0,28 0,01 0,01 'l,j 712 7,4 717 35 32 8 20 J,68 0106 3106 0110 11 10 9 10 1 190 2110 4,00 0,30 3 70 60 50 25 2,90 1,50 1,00 0,80 1,30 1,10 0,02 0,02 7,4 712 714 714 13 8 9 8 1194 0175 0104 0,04 5 6 4 5 01)2 0130 0144 0,06 4 5 200 100 60 120 50 20 4,40 5,90 2,80 1150 o,so 0130 0,67 1,00 0 1 b5 0,01 0,01 0100 711 717 u 1 r> u 1 3 614 616 21 57 44 3 53 31 1 114 0160 0,42 0102 0106 0102 4 11 10 4 10 12 0,12 olso 0102 0,24 0,01 010') b A 350 250 4,90 0,60 0,42 0101 6,0 516 73 94 0166 0,04 49 10 0,07 0101 7 13 0 5 0 0 0,01 0103 0105 0,07 0101 0101 0,02 0101 6,2 618 614 619 45 59 22 26 1176 1168 5,90 1,63 5 3 4 2 0,04 0101 0101 0100 8 200 75 11,80 2120 0,70 0,01 612 513 58 79 0164 0,02 22 10 0120 0,01 60 50 6,10 0158 0,04 518 5,9 68 71 0198 0,04 19 19 0114 0,03 10 BO 20 3,34 0, Hi 0,22 0,01 710 618 0167 0101 23 24 0126 0,11 1 1 360 20 1,40 0,69 0,74 0,09 710 6,8 22 39 0116 0115 35 14 1 luo 0140 12 c 50 30 1 '24 0, 14 0,35 0,02 613 915 0,96 1108 36 28 0111 0135 lunast~ + SUodälUS + alkalointi 13 10 10 u 5 5,00 2190 0110 0,20 0123 0107 0,17 0,05 519 712 6,8 710 40 51 18 18 1100 1,04 1,50 1172 5 5 2 2 0,04 0,02 0100 0100 14 25 BO 11,00 11100 0,20 0107 618 619 38 40 0166 0156 12 13 0129 O,J:l ls lb [) 240 2'1 100 0 1~ "'7 100 0,30 3,50 0148 0107 0, 0'/ 0114 0113 0118 u, 18 0108 0,33 710 710 710 9,1 715 7,u 714 24 26 37 0 7 12 6 1108 2100 1,90 1100 1,54 210'b 1190 13 5 6 16 8 2 2 0107 0,01 u,o1 0101 O,OJ olon olou Kont...tktisucx..i..ttus + alkalointi lip2til!j 17E 3,40 1,00 1,14 1,00 616 712 44 34 18 FG 200 15 10,30 0,23 0,91 0151 617 6,1 77 12 1159 1,43 38 16 0148 0,34 20 ~0 200 40 5 40 20 40 0 4,50 5,30 0,36 0,08 0119 0, Hi 0106 0,10 0132 0,29 o,os 0,02 0123 0,27 0101 0,01 610 611 611 610 910 819 710 616 82 10 62 61 0 0 12 29 1,10 0198 0,68 0172 0180 0156 0171 0,76 5 18 3 7 1 10 0 6 0137 0,32 0103 0,01 0,40 0137 0,01 0,01 21 1. )C... :.J 20 3,50 U,1G O,uJ 0,03 517 913 260 0 0196 0158 83 43 0184 0162 22G t!o 60 7U 25 2,00 2,20 1,<..0 0,80 u,~u 0120 0107 0109 713 711 U,4 718 21 24 0 3 0,74 0178 0,66 0178 5 ~5 7 14 51 10 91 10 410 9,5 25 25 40 2S O,G2 0,40 0,10 o, n u 1 :2') U,Jl 6,6 L,9 614 G,7 24 16 24 0,68 017:! 0160 oln 22 24 22 25 11310 1) 1 1 19,0 6,4
Alkalaolnti vtiri ffi<j/l H K :r:c.tuw llig/1 H K nunganni pii hiilimq/1 Jioks. mg/1 H K R K R K kovuus pe.rm. anm:m.ium luku mrol/1 ng/1 mg/1 R K R K R K 24 10 5 O,S2 0,28 0,16 0,3 6,5 6,7 40 40 1,10 0,91 3 2 0,03 0,01 25 5 10 15 0,16 0,36 0,55 o, 11 0,9 7,0 6,9 18 17 0,3 7,2 12 1,50 1,80 3 3 0,02 0,01 1,50 3 0,01 2u 75 75 0,93 0,54 0,03 0,04 6,0 7,7 20 5 0,49 0,92 53 51 0,02 0,18 A :;; + humussuod.a tin k B c D + alkalointi + neutralointlsuoc1:.ttin + desinfiointl.1.:: = + selkeytys F'.:: + pehn~t.mnys + i.lmastus H = raakclv~s.i.näyte K = käsitellyn veden näyte