Kalcium-bikarbonát

3 Vízlágyítók

A vízkő a ketreceken és más fém berendezéseken, beleértve az automata öntözőrendszerekben használt szelepeken lévő ásványi lerakódásokat, az úgynevezett “kemény” vízben található ásványi anyagokból származik. A vízkeménységet a kalcium- és magnézium-bikarbonát, a vas és más ásványi anyagok vagy fémek jelenléte okozza (ppm-ben vagy mg/l-ben kifejezve). Definíció szerint a víz általában akkor tekinthető “keménynek”, ha az ásványi anyag koncentrációja meghaladja a 60 mg/l értéket. Amellett, hogy vízkőlerakódásokat okoz (különösen olyan helyzetekben, ahol forró vizet használnak, mint például a ketreces mosás és az autoklávozás), a kemény víz csökkenti a mosószerek hatékonyságát is, ami megnövekedett szappanhasználatot eredményez.

A US Geologic Survey szerint a háztartási víz 85 százaléka a spektrum “kemény” vége felé van (Briggs és Ficke, 1977). Következésképpen a legtöbb állatkísérleti létesítménynek szembe kell néznie a vízkeménység bizonyos fokú csillapításával és a víz demineralizálásával a ketrecmosók, az autoklávok és az állatok fogyasztásához. Általában a legkeményebb víz (1000 mg/l-nél nagyobb) a patakokban és a kapcsolódó talajvízben található Kansas, Texas, Új-Mexikó, Arizona és Dél-Kalifornia államban (Briggs és Ficke, 1977). A mérsékelten kemény víz (61-121 mg/l) gyakori Tennessee számos folyójában, a Nagy-tavak, a csendes-óceáni északnyugati és alaszkai régiókban. A leglágyabb víz Új-Angliában, az Atlanti-óceán déli részén és az Öböl menti államokban, valamint Hawaiin fordul elő. Sajnos a földrajz nem ad egyszerű előrejelző értéket a vízkeménységre. Kemény és nagyon kemény víz (>121 mg/l) található egyes patakokban az ország legtöbb területén, köztük elszórtan azokon a helyeken is, ahol általában lágy víz található.

A vízlágyítók lényegében az összes kalciumot és magnéziumot eltávolítják, de csak körülbelül 5-10 mg/l vasat vonnak ki. Szerencsére a vas általában nincs jelen 10 mg/l-nél nagyobb koncentrációban a háztartási vízben. Ezeket a vízben lévő fémionokat a vízlágyítóban nátriumionokra cserélik. Mivel a nátrium nem csapódik ki a csövekben, és nem csökkenti a mosószerek hatékony tulajdonságait, a kemény víz káros hatásait a vízlágyítással kiküszöböljük. Azokban a ritka esetekben, amikor a víz oldott vastartalma a vízlágyítás után 4 mg/l-nél magasabb, a vas eltávolítására további eszközt kell alkalmazni. Az alkalmazható technológiák közé tartozik a levegőztetés, a kiegészítő specifikus katalitikus szűrés, a mangános zöld homokszűrés, az ózonozás és esetleg a klórozás.

Az ivóvízszelepeken a vízkő felhalmozódásának megakadályozásán és a szelep meghibásodásának kockázatának csökkentésén kívül a lágyított víz önmagában nem nyújt sok további előnyt az állatok egészségének biztosítása vagy a zavaró kísérleti változékonyság megelőzése szempontjából. Míg az eljárás eltávolítja a kalciumot, a magnéziumot és a legtöbb vasat, amelyek vízkőlerakódást okoznak a vízvezetékekben, a melegvíztartályokban és a vízszelepekben, visszamaradó kloridot, szerves anyagokat és lebegő üledéket hagy. Ennek megfelelően a leghatékonyabb ivóvízkezelés érdekében a vízlágyítókat az üledék- és szénszűrők után sorban kell alkalmazni, és bármely RO-rendszer előkezeléseként. A víz lágyítása az RO-rendszerrel történő kezelés előtt meghosszabbítja az RO-membrán élettartamát is, és jelentősen javítja az RO-rendszer teljesítményét és gazdaságosságát.

A vízlágyítás folyamata a vízcsere és regenerálás kémiai ciklusán keresztül valósul meg. A szűrt vizet átöblítik egy gyantaágyon, amely megköti a kalciumot, magnéziumot és vasat, és kicseréli azokat nátriumionokra. Végül a kémiai mátrix teljesen feltöltődik kalciummal és magnéziummal, és kimeríti a nátriumot, és a rendszer már nem képes a víz lágyítására. A gyanta ioncserélő képességének helyreállítása érdekében a rendszer regenerálódik a gyanta visszamosásával a lerakódások eltávolítása érdekében, a gyantát sóoldatba merítéssel (sós oldat) feltöltik, majd a felesleges sót és a kemény víz ionjait a lefolyóba öblítik. Az erős sóoldat, amelyet a vízlágyító sóval való ellátása képez, kiszorítja a gyantán felhalmozódott összes kalciumot és magnéziumot, és helyreállítja a nátriumot. A vízlágyító berendezések három általános regenerálási módszert alkalmaznak: időzített, adagolt és igény szerinti regenerálást (DIR). Az időzítő módszer automatikusan elindítja és leállítja a regenerálást előre beállított időközönként és a használattól függetlenül, egy időmérő órával beállítva. Mivel ez a módszer a rendszer túl- vagy alulregenerálásának kockázatát rejti magában, nem ajánlott. A mért technológia egy elektronikus mérő által vezérelt digitális elektronikus vezérlőszelepet használ. Az alkalmazás nyomon követi a felhasznált vízmennyiséget, és amint egy előre beállított mennyiséget lágyított, elindítja a visszamosási ciklust és regenerálódik. A DIR műveletek nyomon követik a vízkezelést és a keménységet. A regenerálás csak akkor indul el, ha a rendszer az optimális hatékonyság érdekében a kapacitását teljesen kihasználta. A DIR-rendszerek általában két lágyítótartályból és egy sóoldattartályból állnak, és amíg az egyik tartály lágyít, a másik tartály regenerál. E három módszer közül a DIR a leghatékonyabb. Mind ez, mind a méréses módszer megtakarítást jelent a só- és vízfelhasználás terén az időzített módszerhez képest. A gyanta regenerálási folyamat idejét és gyakoriságát a rendszer mérete és a víz kezdeti állapota határozza meg, de általában 5-10 naponta kell elvégezni, és több órát vesz igénybe. A regenerálási folyamat azonban a legtöbb berendezésnél időzíthető úgy, hogy az ne a “csúcsidőben” történjen. Ha nincs lehetőség a leállási időre, víztároló tartályra vagy további vízlágyítókra van szükség.

A vízlágyítókat a mennyiségi igény és a víz kezdeti keménysége szerint méretezik és határozzák meg. Szakértőkkel kell konzultálni az adott létesítményhez szükséges vízlágyítók specifikációjának meghatározásához, azon igények alapján, amelyekre a lágyított vizet használni fogják.

A víz lágyításának ioncsere-folyamata potenciális kutatási és állategészségügyi kockázatokat okozhat, hacsak nem végeznek további hatékony tisztítást (pl. fordított ozmózis, desztilláció). Mivel a kalcium- és magnéziumionokat nátriumionokkal helyettesítik, a víz nátriumkoncentrációja megnő. Azokon a területeken, ahol a víz rendkívül kemény, a vízbe bevitt nátrium mennyisége szubklinikai hatással lehet az állatokra – például iatrogén hipernátrémia megzavarhatja a szívelégtelenséggel, krónikus veseelégtelenséggel, kómával, görcsrohamokkal és alacsony nátriumtartalmú étrendet igénylő helyzetekkel kapcsolatos kísérleteket.