Wędrówka wody – od ujęcia do kranu konsumenta

Wielu z nas odkręcając kran nie zastanawia się nad tym, dlaczego płynie z niego woda. Dostarczenie wody do naszych domów przebiega w kilku etapach i wiąże się z poddawaniem jej wielu procesom mającym na celu jej uzdatnienie.

Obiekty i urządzenia służące do ujmowania, uzdatniania, magazynowania i  rozprowadzania wody tworzą systemy wodociągowe. Mają one za zadanie dostarczenie określonej ilości wody, o wymaganej jakości, pod odpowiednim ciśnieniem, w dogodnej dla użytkownika porze.

W  skład systemu wodociągowego wchodzi:
– ujęcie wody,
– pompownia wodociągowa,
– stacja uzdatniania wody,
– zbiornik wody czystej,
– sieć wodociągowa,
-wewnętrzna instalacja wodociągowa.

Schemat zaopatrzenia w wodę przedstawiony jest na poniższym rysunku.

Cennym źródłem wody pitnej są ujęcia z głębi ziemi jak i te znajdujące się na powierzchni.
W zależności od rodzaju ujęcia znajdująca się w nich woda wymaga bardziej lub mniej rozbudowanego procesu uzdatniania. Z uwagi na dużą i bezpośrednią ekspozycję na zanieczyszczenia, najbardziej skomplikowanym jest proces uzdatniania wody powierzchniowej. Najmniej kłopotliwy jest proces uzdatniania wody z ujęć głębinowych, gdyż woda zgromadzona pod ziemią jest w naturalny sposób chroniona przed zanieczyszczeniami z powierzchni. Dodatkowo, podczas pokonywania drogi do głębszych warstw ziemi, ulega samooczyszczeniu.

W pierwszej kolejności wodę trzeba pobrać. Można ją wydobywać ze studni głębinowych lub
z ujęć powierzchniowych. Od źródła pochodzenia wody w znacznej mierze zależy jakim procesom należy ją poddać. Woda pobrana z dwóch różnych studni może charakteryzować się zupełnie odmiennymi parametrami.

Woda ujmowana ze studni głębinowych zazwyczaj posiada wysoką twardość, może także zawierać związki żelaza i manganu. Jednak jej jakość jest dużo lepsza niż wód powierzchniowych i w większości przypadków łatwiej ją uzdatnić.

Studnie głębinowe mogą mieć od kilkudziesięciu do nawet kilkuset metrów głębokości, decyduje o tym lokalna struktura geologiczna i zasobność w wodę podziemną. Może się zdarzyć, że woda z ujęcia podziemnego ma tak dobre parametry, że nie wymaga ona praktycznie uzdatniania. Zazwyczaj jednak stosuje się napowietrzanie, filtrację i na końcu dezynfekcję.

Napowietrzanie usuwa z wody gazy rozpuszczone (CO2, H2S, CH4 i inne powodujące smak i zapach) i lotne związki organiczne oraz zwiększa zawartość tlenu, a przez usunięcie CO2 zwiększa odczyn (pH) wody.

Filtracja jest zazwyczaj prowadzona na złożach piaskowych (najczęściej stosowanym materiałem  filtracyjnym jest piasek kwarcowy). W technologii wody wyróżnia się filtrację pospieszną i powolną. Ma ona za zadanie zatrzymać wytrąconą we wcześniejszych procesach zawiesinę. Na samym złożu również może zachodzić wytrącanie się substancji z wody i ich zatrzymanie.

Z kolei woda powierzchniowa charakteryzuje się niską twardością, dużą ilością zanieczyszczeń mechanicznych i organicznych. Parametry tej wody nie są stałe, wahaniom podlega jej skład fizykochemiczny, temperatura oraz ilość.

Ujmowanie wody powierzchniowej często wiąże się z koniecznością zastosowania obiektów inżynieryjnych – jazu lub progu w celu spiętrzenia wody, studni infiltracyjnej, ujęć dennych lub brzegowych.

Pierwszym etapem w uzdatnianiu wody powierzchniowej jest separacja stałych zanieczyszczeń, zarówno organicznych jak i nieorganicznych, stosuje się w tym celu kraty, sita oraz filtry piaskowe. Kolejnym procesem jest wstępne utlenienie,a dalej koagulacja, która polega na łączeniu się pojedynczych cząstek w aglomeraty. Powoduje to zmniejszenie rozproszenia się układu koloidalnego. Aglomeraty usuwane są za pomocą sedymentacji i filtracji. Cząstki koloidalne odpowiadają za mętność wody oraz za intensywności barwy. Koagulacja umożliwia ich usuwanie wraz z cząstkami trudno opadającymi.

Po odfiltrowaniu drobniejszej zawiesiny na filtrach piaskowych stosuje się jeszcze ozonowanie wtórne oraz filtry węglowe. Ma to na celu usunąć wszelkie groźne dla zdrowia substancje organiczne z wody. Ostatnim etapem jak w przypadku wody podziemnej jest dezynfekcja przy pomocy chloru lub dwutlenku chloru.

Tak uzdatnioną wodę można przesłać siecią wodociągową i nadaje się ona do spożycia. Woda przed wysłaniem jest oczywiście badana i stale monitoruje się jej skład fizykochemiczny. Chwilowe i okresowe przekroczenie nie powinny mieć wpływu na zdrowie.

Na bieżąco prowadzone jest monitorowanie laboratoryjne właściwości fizykochemicznych i bakteriologicznych w wytypowanych punktach systemu wodociągowego, pod kątem zgodności z parametrami wody pitnej ustalonymi przepisami Ministerstwa Zdrowia. W przypadku jakichkolwiek nieprawidłowości, do czasu ich wyeliminowania i przywrócenia odpowiedniej jakości wody, system wodociągowy zostaje natychmiast wyłączony z eksploatacji. Takowe sytuacje najczęściej spowodowane są skażeniem bakteriologicznym wynikającym z wtórnego zanieczyszczenia wody.

W Polsce większość sieci wodociągowych ma już swoje lata, ale nie wpływa to znacząco na jakość wody ze względu na materiały z jakich zostały one wykonane. Większy wpływ na jakość wody ma instalacja w budynkach. Jeśli okresowo pogarsza się jakość wody wodociągowej związane jest to zapewne z chwilowymi pracami konserwacyjnymi sieci i oderwaniem osadów, które zbierały się przez dłuży czas.

Obecność chloru w wodzie występuje zawsze w stężeniu przewidzianym w normach
(w zależności od wodociągu może być to mniejsza lub większa ilość). Może to mieć w niewielkim stopniu wpływ na smak wody.

Jeżeli miasta leżą na terenach górzystych woda momentami wspina się rurami na wysokość nawet ponad 100 metrów. W tym celu potrzebnych jest wiele przepompowni, które utrzymują odpowiednie ciśnienie w wodociągu.

Podsumowując, zanim woda pojawi się w naszym kranie musi niekiedy przebyć drogę ponad kilkunastu kilometrów. Po wydobyciu rozpoczyna się skomplikowany proces filtrowania, oczyszczania i uzdatniania wody. Potem pozostaje nam już tylko odkręcić kran.

Źródła:
https://www.wodociagi-polskie.pl
Apolinary L. Kowal, Maria Świderska-Bróż „Oczyszczanie wody” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005