Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)

7. szám - Marton Lajos: Vízadó kutak „elöregedése”, különös tekintettel az „okkeresedésre”

Marton L.: Vízadó kutak elöregedése Hidrológiai Közlöny 1966. 7. sz. 317 felülete alapján, mivel a szivárgási rendszeren belül egyes helyeken lényegesen más sebességek léphetnek fel, ami turbulencia szerű áramlási viszonyokhoz vezethet. Ebből az is következik, hogy a turbulens jellegű áramlás, általában nem alakul ki egyenletesen a szűrőpalást mentén, hanem csak a felület egyes részein. Ezért a belső határfeltételek figyelembevétele is fontos, amit viszont nehéz meghatározni. Ez csak rámutat azokra a nehézségekre, amelyekkel a gyakorlati szűrőméretezés során találkozunk. A fentiek alapján az látható, hogy ha teljesen ki akarnók küszöbölni a turbulencia hatását, akkor biztonságból igen kicsi, 1 körüli kritikus Reynoldsszámokkal kellene számolni. A gyakorlati méretezéseknél a Reicr = 10 érték még viszonylag elég könnyen elérhető, azonban a Rejcr = 1 értéket már csak kivételes esetekben és gazdaságtalan kútméretekkel lehet biztosítani. A turbulencia hatását az okkeresedésre még nem bizonyították. Hünerberg [8] is megemlíti, hogy Berlinben pl. van néhány olyan kút, amelynél a Reynolds-szám közelítőleg 30. Egyikük sem mutat jelentős elöregedést, annak ellenére, hogy hosszú ideje üzemelnek és a víz vastartalma 1—2 mg/l között van. Szerinte túlhaladottnak kell tekinteni a lamináris áramlás feltételén alapuló méretezést, már csak azért is, mivel a szűrőátmérők növelése jelentős beruházási terheket jelentene. d) Biológiai hatás Az okkeresedés további okaként kell tekinteni a mikroorganizmusok hatását. Már a század elején kimutatták, hogy a vasat tartalmazó természetes vizekből származó lerakódásokat elsősorban vasbaktériumok okozzák. Amikor az ilyen vizet palackokba öntjük, a vas rövid időn belül kicsapódik. Először azt hitték, hogy ez tisztán kémiai folyamat és — többnyire eredménytelenül — kísérletet tettek arra, hogy az oxigén eltávolításával megakadályozzák a reakciót. Ugyanakkor a vas kicsapódása még levegő jelenlétében sem volt megfigyelhető akkor, ha a vízhez kis mennyiségben különböző antiszeptikumokat adagoltak. A tudomány mai állása szerint igen indokoltnak tartjuk azt a felfogást, hogy az okkeresedést elsősorban biológiai hatásnak kell tulajdonítani. A vízben élő vasbaktériumok számára a vízben oldott vassók megfelelő tápteret biztosítanak. Különösen elszaporodnak a kútszűrőknél, ahol a nagy mennyiségű átáramló víz elegendő vasat és oxigént szolgáltat életműködésükhöz. E baktériumok testük egyik végén kétvegyértékű vasat vesznek fel, azt oxidálják, és másik végükön kocsonyába ágyazott háromvegyértékű vasként választják ki. Az oxidáció a következő [13]: 2 FeQ0

3+ 3 H,0 + 0=2 Fe(OH)

3+ 2 C0

2+ 29 cal A közben felszabaduló energia részben a karbonátról leszakadt széndioxid kemoszintétikus aszszimilációjához használódik el, részben a vasmikroorganizmusok számára biztosít megfelelő életkörülményeket. E baktériumok a hidrogénkarbonát formájában jelenlevő vasat is oxidálják, oldhatatlan vasIll-hidroxiddá alakítják át, és így a kevésbé vasas vízből is gyorsan erőteljes lerakódást képeznek. Egyes baktériumfajták a szerves vasvegyületeket is bontják. Anélkül, hogy csak vázlatosan is ismertetnénk az egyes vasbaktérium-fajtákat, annyit jegyzünk meg, hogy a legelterjedtebb baktériumfajták a Gallionella, Leptothrix és Siderocapsa. Fejlődésüket befolyásolja a víz pH értéke, hőmérséklete, oxigénés vastartalma. Hünerberg említett tanulmányában [8] ismerteti a berlini vízműveknél végzett kísérleteket. Kb. 10 évvel ezelőtt baktérium tenyészetek számára különlegesen preparált üveglapokat merítettek néhány kútba. Rövid időn belül több baktériumfajtát is megfigyeltek rajtuk. Víz alatti filmfelvételekkel vizsgálva a szűrőcső belsejét, ugyancsak azt találták, hogy a mikroorganizmusok jelentős szerepet játszanak az okkeresedésben. A kivett minták főleg az elhalt mikroorganizmusok vázából álltak, amelyek között vasés mangán üledékek voltak. Mivel a vizsgált kutak vízének oxigéntartalma kisebb volt 0,1 mg/l-nél, ez arra mutat, hogy a vasbaktériumok igen kevés levegő jelenlétében is életképesek. A mikroorganizmusok hatásával kapcsolatos feltételezést igazolták azok a kísérletek, amelyeket a berlini vízműveknél kezdtek néhány évvel ezelőtt 4 kúton [8], Két kútban a vasbaktériumokat zavartalanul hagyták fejlődésükben, míg a másik két kútban azokat antiszeptikum beadagolásával elpusztították. A kutakba havonként egy alkalommal paracaporit nevű hatóanyagot adagoltak 5%-os oldat formájában. A folyamatos megfigyelés azt mutatta, hogy azokban a kutakban, amelyeket a fenti kezelésben részesítették, csak csekély, míg a többiekben nagymértékben kifejlődött inkrusztáció mutatkozott. Az azonos kiképzésű kutak közül a kezelt kutaknál alig mutatkozott vízhozamcsök kenés, míg a többieknél jelentős csökkenést tapasztaltak. Azóta a kísérleteket további kutakra és kútcsoportokra is kiterjesztették. e) A szűrő anyagának hatása A szűrő anyaga is befolyásolja az eltömődés jelenségét. Medvegyev [14] szerint a szűrők eltömődésének fő oka abban rejlik, hogy a vízben levő kolloidális részecskék, melyeket hidrátburok vesz körül, a szűrő anyagának hidrofil tulajdonságai következtében annak felületére tapadnak, és azt fokozatosan eltömik. Kísérletei azt mutatták, hogy hidrofob tulajdonságú (pl. műgyanta) szűrők felületén nem figyelhető meg a vashidroxidnak még a nyoma sem, kivéve az acélváz felületét. Ez rámutat arra, hogy a korrózióvédelem mellett újabb ok is van a műanyagoknak a kútépítésben való alkalmazására. Ha pl. műanyagiparunk olyan szinten fog állni, hogy nem okoz nagy nehézséget a szűrőkavicsnak műanyaggyöngyökkel való gazdaságos helyettesítése, ez feltehetően előrelépést jelenthet a korszerű kúttechnikában is.