Η εξασφάλιση της ποιότητας του νερού και της απρόσκοπτης λειτουργίας των εγκαταστάσεων ύδρευσης απαιτεί την αξιοποίηση σύγχρονων συστημάτων και τεχνολογιών.
Του κ. Αλέξανδρου Μαχαίρα*
Οι εγκαταστάσεις ύδρευσης τροφοδοτούν τα κτίρια με το σημαντικότερο αγαθό που είναι άμεσα συνυφασμένο με τη ζωή, το νερό. Μπορεί όμως να παρουσιάσουν κατά τη λειτουργία τους διάφορα προβλήματα, η συχνότητα και η παρουσία των οποίων επηρεάζεται άμεσα από την ποιότητα του νερού τροφοδοσίας ανά περιοχή, αλλά και από τον τρόπο χρήσης της εγκατάστασης.
Παρακάτω γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση των σημαντικότερων προβλημάτων που παρουσιάζονται στις εγκαταστάσεις ύδρευσης, και προτείνονται διάφορες λύσεις, όπως είναι η εγκατάσταση των κατάλληλων συσκευών στο δίκτυο, ή η χρήση εξειδικευμένων προϊόντων.
Τα άλατα
Το νερό περιέχει μεταξύ άλλων ενώσεις ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3) και ανθρακικού μαγνησίου (MgCO3), οι οποίες είναι κρυσταλλικές και σταδιακά επικάθονται στις σωληνώσεις και στις συσκευές του δικτύου (μπαταρίες, αντιστάσεις πλυντηρίων, θερμοσίφωνες, συσκευές του δικτύου θέρμανσης κτλ.).
Τα αποτελέσματα αυτής της φυσικής διεργασίας είναι η σταδιακή μείωση της διατομής των σωληνώσεων από την επικάλυψη του εσωτερικού της επιφάνειάς τους από στρωματώσεις επικαθίσεων, η επιτάχυνση της φθοράς των συσκευών, η μείωση της απόδοσης των συσκευών, η φραγή σωληνώσεων, καθώς και η σταδιακή επιβάρυνση του ανθρώπινου οργανισμού, ειδικά σε περιοχές με σκληρά νερά.
Η αντιμετώπιση του προβλήματος των αλάτων σε περιοχές με «σκληρά» νερά γίνεται με την εγκατάσταση ειδικών συσκευών, όπως είναι οι αποσκληρυντές με ρητίνη ανταλλαγής ιόντων, τα φίλτρα χαλαζία, οι ηλεκτροστατικοί διαλύτες, τα συστήματα επεξεργασίας νερού με αντίστροφη ώσμωση, τα φίλτρα απιονισμού ή τα ειδικά συστήματα διύλισης του νερού.
Για άμεσο καθαρισμό εγκαταστάσεων ύδρευσης ή θέρμανσης από επικαθίσεις αλάτων χρησιμοποιούνται εξειδικευμένα χημικά, τα οποία είναι πολύ δραστικά και έχουν βάση το υδροχλωρικό οξύ, που είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό στη διάλυση των επικαθίσεων.
Το υδραυλικό πλήγμα
Το υδραυλικό πλήγμα δημιουργείται από τον τρόπο χρήσης των εγκαταστάσεων ύδρευσης και όχι από την ποιότητα του νερού. Το νερό, ως γνωστόν, είναι ασυμπίεστο ρευστό, και αυτή είναι η βασική φυσική του ιδιότητα, που σε συνάρτηση με τη χρήση του δικτύου είναι υπαίτια για την εμφάνιση του υδραυλικού πλήγματος.
Το υδραυλικό πλήγμα εμφανίζεται όταν στο δίκτυο έχουμε απότομη διακοπή της ροής του νερού. Αυτό μπορεί να προκληθεί όταν κλείνουμε απότομα μία θερμομεικτική βάνα, ή όταν μία ηλεκτροβάνα (π.χ. εγκατεστημένη σε μία αντλία) κλείνει απότομα.
Όταν έχουμε απότομη διακοπή της ροής στο δίκτυο, η πίεση στο εσωτερικό των σωληνώσεων μπορεί στιγμιαία να ανέβει έως και κατά 800% σε σχέση με την κανονική πίεση στο δίκτυο. Για παράδειγμα, όταν το δίκτυο σε κανονικές συνθήκες έχει πίεση λειτουργίας 5 bar, όταν εμφανίζεται το υδραυλικό πλήγμα, η πίεση στο δίκτυο ανεβαίνει στιγμιαία στα 40 bar.
Είναι εύκολα αντιληπτό ότι τη στιγμή εμφάνισης του υδραυλικού πλήγματος, οι σωληνώσεις και οι συσκευές του δικτύου καταπονούνται σημαντικά, και μπορεί να σπάσουν ή να πάθουν σημαντικές ζημιές. Μπορεί επίσης να υπάρχουν διαρροές από τις ενώσεις του δικτύου και να προκαλέσουν περαιτέρω ζημιές, όπως φούσκωμα των τοίχων ή των πατωμάτων. Ο χρήστης της εγκατάστασης συνήθως αντιλαμβάνεται την εμφάνιση του υδραυλικού πλήγματος ακούγοντας ένα χτύπημα στις σωληνώσεις του δικτύου.
Η αντιμετώπιση του υδραυλικού πλήγματος γίνεται με την εγκατάσταση ειδικών αντιπληγματικών εξαρτημάτων που λειτουργούν ως αποσβεστήρες, με έμβολο και θάλαμο συμπιεσμένου αέρα. Τα εξαρτήματα αυτά τοποθετούνται στα κατάλληλα σημεία του δικτύου, απορροφούν το υδραυλικό πλήγμα και προστατεύουν τις σωληνώσεις και τις συσκευές της εγκατάστασης. Στα δίκτυα θέρμανσης χρησιμοποιούνται και εναλλακτικές λύσεις όπως είναι τα δοχεία διαστολής.
Το βιοφίλμ
Σε εγκαταστάσεις ύδρευσης όπου έχουμε στάσιμα νερά τα οποία εκτίθενται στη θερμότητα της ακτινοβολίας του ήλιου, εμφανίζεται στις επιφάνειες του δικτύου το βιοφίλμ, γνωστό και ως «άλγη». Η εμφάνιση της άλγης ευνοείται όταν το νερό είναι στάσιμο και οι σωληνώσεις ή οι δεξαμενές είναι εκτεθειμένες στον ήλιο. Στην περίπτωση αυτή ευνοείται σημαντικά η ανάπτυξη έντονου βακτηριακού φορτίου στο νερό και δυσκολεύει η αντιμετώπισή της με συστήματα επεξεργασίας όπως είναι τα συστήματα αποστείρωσης UV.
Η αντιμετώπιση και η σταδιακή διάλυση του βιοφίλμ στα συστήματα ύδρευσης γίνεται με την εγκατάσταση εξειδικευμένων συσκευών παραγωγής υπερήχων στο νερό. Ο άμεσος καθαρισμός του νερού γίνεται από ειδικά συνεργεία που χρησιμοποιούν ειδικά χημικά και θέτουν το δίκτυο σε κατάσταση ανακυκλοφορίας μέχρι να διαλυθεί το βιοφίλμ από τις επιφάνειες όπου έχει αναπτυχθεί.
Ποιότητα νερού κατανάλωσης
Από τη χημική ανάλυση του νερού μπορούμε να εντοπίσουμε τα βλαπτικά στοιχεία στη σύσταση του νερού και να τα αντιμετωπίσουμε με την εγκατάσταση ανάλογων συστημάτων επεξεργασίας νερού.
Σε περιοχές όπου το νερό υποβάλλεται σε κεντρική επεξεργασία (όπως σε πόλεις ή σε διάφορες κοινότητες), μπορεί να αρκεί η χρήση φίλτρων με παρακράτηση σωματιδίων ή με ενεργό άνθρακα.
Σε περιοχές όπου το νερό τροφοδοσίας είναι νερό γεωτρήσεως ή από πηγές, ενδέχεται να χρειάζονται περισσότερα στάδια επεξεργασίας για να γίνει αυτό κατάλληλο για πόση ή μαγείρεμα. Η πιο ενδεδειγμένη λύση σε αυτές τις περιοχές είναι η εγκατάσταση συστημάτων αντίστροφης ώσμωσης, τα οποία περιλαμβάνουν τουλάχιστον 5 στάδια επεξεργασίας.
Όταν το νερό έχει και βακτηριακό φορτίο, απαιτείται και αποστείρωση. Σε αυτή την περίπτωση, η πιο διαδεδομένη τεχνολογία είναι οι αποστειρωτές UV. Όταν το νερό είναι πολύ κακής ποιότητας και περιέχει ορατά σωματίδια (λάσπη, άμμο, σκουριά), είναι απαραίτητη η εγκατάσταση κεντρικών φίλτρων ορατών σωματιδίων, όπως είναι τα φίλτρα κεντρικής παροχής με σήτα και βαλβίδα απόπλυσης, ή τα φίλτρα κεντρικής παροχής με ανταλλακτικά φίλτρα νήματος ή από πολυπροπυλένιο.
Σε περιοχές με σκληρά νερά απαιτείται και η εγκατάσταση συστημάτων αποσκλήρυνσης (τα οποία αναφέραμε παραπάνω στην αντιμετώπιση των αλάτων), όπως είναι οι αποσκληρυντές με στήλη ρητίνης ανταλλαγής ιόντων.
Γενικά η επεξεργασία νερού για ανθρώπινη κατανάλωση αποτελεί από μόνη της ένα ξεχωριστό κεφάλαιο. Στο παρόν άρθρο παραθέσαμε πολύ περιληπτικά ορισμένες ευρέως διαδεδομένες λύσεις επεξεργασίας νερού.
Διαβρωτικό νερό
Υπάρχουν πέντε παράγοντες στο νερό που καθορίζουν το βαθμό διαβρωτικότητας σε ένα δίκτυο ύδρευσης:
- Το pH
- Το ασβέστιο (Ca2+)
- Τα διττανθρακικά (HCO3-)
- Η αγωγιμότητα
- Η θερμοκρασία.
Σε περιοχές όπου το νερό καθίσταται ακόρεστο ύστερα από επεξεργασία (κυρίως σε κοινότητες ή δήμους σε νησιά όπου τροφοδοτούνται από κεντρικά συστήματα αφαλάτωσης), αναπόφευκτα μπορεί να είναι υψηλά διαβρωτικό για την εγκατάσταση της ύδρευσης ή της θέρμανσης, καταστρέφοντας σωληνώσεις και συσκευές στο δίκτυο.
Η αντιμετώπιση του υψηλά διαβρωτικού νερού στα κλειστά δίκτυα θέρμανσης μπορεί να γίνει με την προσθήκη ειδικών χημικών που ανεβάζουν το pH του νερού, ενώ στα ανοιχτά δίκτυα ύδρευσης μπορεί να γίνει μόνο στον κεντρικό σταθμό επεξεργασίας, με τη δημιουργία by-pass, ώστε να αναμειγνύεται το επεξεργασμένο νερό με το μη επεξεργασμένο. Με τον τρόπο αυτό το νερό παύει να είναι εντελώς ακόρεστο και υψηλά διαβρωτικό για τις εγκαταστάσεις ύδρευσης και θέρμανσης.
Η ηλεκτρόλυση
Το φαινόμενο της ηλεκτρόλυσης παρουσιάζεται σε συστήματα ύδρευσης ή θέρμανσης με εναλλαγή υλικού (π.χ. ένωση σωληνώσεων χαλκού με σωληνώσεις χάλυβα). Σε αυτή την περίπτωση το ένα υλικό δρα ως άνοδος, το άλλο ως κάθοδος και το νερό ως ηλεκτρολύτης, με αποτέλεσμα να μετακινείται μάζα από το ηλεκτροθετικότερο μέταλλο στο λιγότερο ηλεκτροθετικό.
Σε αυτή την περίπτωση, το ηλεκτροθετικότερο μέταλλο διαβρώνεται σταδιακά και καταστρέφεται (στην κοινή περίπτωση δικτύων ύδρευσης όπου ενώνονται στοιχεία χαλκού με χάλυβα, διαβρώνεται ο χάλυβας).
Η αντιμετώπιση του φαινομένου της ηλεκτρόλυσης γίνεται με ειδικά διηλεκτρικά εξαρτήματα που παρεμβάλλονται στην ένωση και διακόπτουν την ηλεκτρική συνέχεια εσωτερικά της σωλήνωσης, προστατεύοντας το ηλεκτροθετικότερο μέταλλο από την ηλεκτρόλυση.
Οι βασικές γνώσεις πρόληψης και αντιμετώπισης των προβλημάτων που περιγράφτηκαν παραπάνω διασφαλίζουν την απρόσκοπτη λειτουργία των εγκαταστάσεων ύδρευσης, οι οποίες αποτελούν ένα απ’ τα σημαντικότερα στοιχεία ενός κτιρίου.
* Ο κ. Αλέξανδρος Μαχαίρας είναι μηχανολόγος μηχανικός Ε.Μ.Π., έχει μεταπτυχιακό στη Διοίκηση Επιχειρήσεων (Master in Business Administration [MBA]) από το University of Indianapolis και είναι υπεύθυνος τεχνικής υποστήριξης και προώθησης προϊόντων στην Dimco.
