Calciumhydrogencarbonat

3 Vandopblødgørere

Afskalning på bure og andet metaludstyr, herunder mineralaflejringer på ventiler, der anvendes i automatiske vandingssystemer, stammer fra mineraler, der findes i såkaldt “hårdt” vand. Vandets hårdhed skyldes tilstedeværelsen af calcium- og magnesiumbicarbonat, jern og andre mineraler eller metaller (udtrykt i ppm eller mg/l). Vand anses generelt for at være “hårdt”, hvis mineralkoncentrationen overstiger 60 mg/l. Ud over at forårsage kalkaflejringer (især i situationer, hvor der anvendes varmt vand, f.eks. til burvask og autoklavering), nedsætter hårdt vand også effektiviteten af rengøringsmidler, hvilket resulterer i øget brug af sæbe.

I henhold til US Geologic Survey er 85 % af husholdningsvandet i den “hårde” ende af spektret (Briggs og Ficke, 1977). Derfor vil de fleste dyreforsøgsfaciliteter blive konfronteret med at dæmpe en vis grad af vandhårdhed og demineralisering af vand til burvaskeanlæg, autoklaver og dyreforbrug. Generelt findes det hårdeste vand (over 1.000 mg/l) i vandløb og det tilhørende grundvand i Kansas, Texas, New Mexico, Arizona og det sydlige Californien (Briggs og Ficke, 1977). Moderat hårdt vand (61-121 mg/l) er almindeligt i mange af floderne i Tennessee, i de Store Søer, i det nordvestlige Stillehavsområde og i Alaska. Det blødeste vand forekommer i New England, de sydlige Atlanterhavs- og Golfstater og Hawaii. Desværre giver geografien ikke mulighed for en simpel forudsigelig værdi for vandets hårdhed. Hårdt og meget hårdt vand (>121 mg/l) kan findes i nogle vandløb i de fleste områder i hele landet, herunder indimellem i de områder, hvor der generelt findes blødt vand.

Vandafkalkningsanlæg fjerner stort set al calcium og magnesium, men uddrager kun ca. 5-10 mg/l jern. Heldigvis er jern generelt ikke til stede i koncentrationer på over 10 mg/l i husholdningsvand. Disse metalioner i vandet udskiftes med natriumioner i vandafblødningsanlægget. Da natrium ikke udfælder sig i rørene eller reducerer vaske- og rengøringsmidlernes effektive egenskaber, elimineres de skadelige virkninger af hårdt vand ved hjælp af blødgøring. I de sjældne tilfælde, hvor indholdet af opløst jern i vandet er højere end 4 mg/l efter blødgøring af vandet, skal der anvendes en yderligere metode til fjernelse af jern. Blandt de teknologier, der kan anvendes, kan nævnes beluftning, yderligere specifik katalytisk filtrering, mangangrønsandfiltrering, ozonering og eventuelt klorering.

Selv om man undgår ophobning af kalk på drikkevandsventiler og mindsker risikoen for ventilsvigt, giver blødgjort vand alene ikke mange yderligere fordele med hensyn til at sikre dyrenes sundhed eller forhindre forvirrende variabilitet i forsøgene. Selv om processen fjerner calcium, magnesium og det meste jern, som forårsager kalkaflejringer i vandledninger, varmtvandsbeholdere og vandventiler, efterlader den rester af klorid, organiske stoffer og suspenderet sediment. For at opnå den mest effektive drikkevandsbehandling bør vandafblødgøringsanlæg derfor anvendes i serie efter sediment- og kulfiltre og som forbehandling til ethvert RO-system. Blødgøring af vandet før behandling i RO-systemet forlænger også RO-membranens levetid og forbedrer i høj grad RO-systemets ydeevne og økonomi.

Afblødgøringsprocessen opnås gennem en kemisk cyklus af udveksling og regenerering. Det filtrerede vand skylles over et harpiksbed, som binder calcium, magnesium og jern og udskifter dem med natriumioner. Til sidst fyldes den kemiske matrix fuldt ud med calcium og magnesium og udtømmer natriumet, og systemet er ikke længere i stand til at blødgøre vandet. For at genoprette harpiksens ionudvekslingsevne regenereres systemet ved at tilbagespolere harpiksen for at fjerne aflejringer, genoplade harpiksen ved at nedsænke den i en saltopløsning (saltlage) og derefter skylle overskydende salt og ioner fra hårdt vand væk til et afløb. Den stærke saltlage, der dannes ved at tilføre salt til blødgøringsanlægget, fortrænger alt det calcium og magnesium, der har ophobet sig på harpiksen, og genopretter natrium. Der findes tre generelle metoder til regenerering af blødgøringsanlæg: timer, doseret regenerering og behovsstyret regenerering (DIR). Timermetoden starter og stopper automatisk regenerering med forudindstillede intervaller og uafhængigt af brugen, som indstillet af et ur. Da der er risiko for over- eller underregenerering af systemet, anbefales denne metode ikke. Meterteknologien anvender en digital elektronisk kontrolventil, der styres af en elektronisk måler. Applikationen registrerer den anvendte vandmængde, og når en forudindstillet mængde er blevet blødgjort, starter den returskylningscyklussen og regenererer. DIR-operationer sporer vandbehandling og hårdhed. Regenerering indledes først, når systemet er blevet brugt til sin kapacitet for at opnå optimal effektivitet. DIR-systemer har generelt to blødgøringstanke og en saltvandstank, og mens den ene tank blødgører, regenereres den anden tank. Af disse tre metoder er DIR den mest effektive. Både den og målemetoden giver besparelser i salt- og vandforbrug i forhold til tidsurmetoden. Harpiksregenereringsprocessens tid og hyppighed afhænger af systemets størrelse og vandets oprindelige tilstand, men bør generelt finde sted hver 5-10 dag og kræver flere timer. Regenereringsprocessen kan dog tidsindstilles på de fleste anlæg, så den ikke finder sted i “spidsbelastningstimer”. Hvis der ikke er mulighed for nedetid, er det nødvendigt med en vandbeholder eller yderligere blødgøringsanlæg.

Vandafblødgøringsanlæg er dimensioneret og specificeret i forhold til volumenbehovet og vandets oprindelige hårdhed. Der skal konsulteres eksperter for at bestemme specifikationerne for de vandafblødgørere, der er nødvendige for et givet anlæg, baseret på de behov, som det blødgjorte vand skal bruges til.

Ionbytningsprocessen ved blødgøring af vand kan medføre potentielle risici for forskning og dyresundhed, medmindre der foretages yderligere effektiv rensning (f.eks. omvendt osmose, destillation). Da calcium- og magnesiumioner erstattes med natriumioner, vil koncentrationen af natrium i vandet stige. I områder, hvor vandet er ekstremt hårdt, kan den mængde natrium, der tilføres vandet, have subkliniske virkninger på dyrene – f.eks. kan iatrogen hypernatriæmi forvirre forsøg med hjertesvigt, kronisk nyresvigt, koma, krampeanfald og situationer, der kræver natriumfattig diæt.