Iható víz előállítása

A víz rossz tulajdonságai

magas klórtartalom

fertőzések

paraziták

toxikus anyagok

baktériumok, vírusok

egyéb kórokozók

szerves és szervetlen anyagok

vegyianyagok Fe, P, NO3

növény védőszerek

szennyeződések fekália

nehéz fémek Pb, Hg

keménység Ca,Mg

radioaktivitás

oldott mérgek pl arzén

organoleptikus hatóanyagok

fémcsapadékok lebegő anyagok

A vizek ember által okozott szennyezéséért kb. 50%-ban az ipar, 25-25%-ban pedig a mezőgazdaság és a háztartások felelősek. Az ipari szennyezés összetételét tekintve nagyon sokféle lehet. Tartalmazhat például fémvegyületeket, oldószer- vagy mosószermaradványokat, melyek a gyártási folyamatok során kerülnek a vízbe. A mezőgazdasági eredetű szennyező anyagok többnyire növényvédőszer-maradványok, illetve a túlzott műtrágyázásnak „köszönhetően” nitrátok és foszfátok. Ezek általában a talajvízbe mosódnak be, és onnan kerülnek tovább a felszíni vizekbe. A háztartási szennyvíz nem más, mint amit leengedünk a lefolyón. Elsősorban szerves anyagokat tartalmaz, a szervetlen összetevők közül fontosak a nitrátok, ammónia-származékok és a mosószerekből származó foszfátok. A háztartási szennyvíz kórokozókat is tartalmaz, ezért járványügyi szempontból is veszélyes.

A desztillált víz olyan tisztított víz , amelyet gőz vagy vízgőz kondenzálásával állítanak elő szennyezett vízből, például kútvízből, tengervízből, csapvízből, hóból, patakokból vagy akár növényekből vagy nedves kőzetből. A vizet desztillálhatja , hogy tovább tisztítsa a meglévő vizet, ivóvizet készítsen vészhelyzetekre, vagy vizet szerezzen kempingezés közben. Számos módszer létezik a desztillált víz előállítására, így pénzt takaríthat meg magának, és saját maga desztillálhatja le, ahelyett, hogy a boltban vásárolná meg. A víz desztillálására használt számos módszer közül melyiket kell használni a rendelkezésre álló erőforrásoktól és attól, hogy szennyezett vizet desztillál-e, vagy a levegőből vagy a növényekből kell vizet szereznie. A desztillált víz olyan víz, amelyet elpárologtatásával és a gőz kondenzálásával tisztítottak. A forrásvízben lévő szennyeződések közül sok soha nem jut el a gázfázisba, így a keletkező víz tisztább. A vízdesztilláció egyes módszerei a víz forralását és a gőz összegyűjtését foglalják magukban. Ahogy a gőz lehűl, desztillált vízként gyűlik össze. Más módszerek a víz elpárologtatásán alapulnak. A víz nem forr, de változó hőmérséklet vagy nyomás vízgőz képződik. A gőzt lehűtve desztillált víz keletkezik. Desztilláljon vizet a tűzhelyen, grillen vagy szabad tűzön. Tűzhelyen, grillen vagy tábortűzön nagyon könnyen készíthet desztillált vizet. Szüksége van egy nagy víztartályra, egy kisebb gyűjtőedényre, amely vagy az első edényben úszik, vagy a vízszint fölé támasztható, egy lekerekített vagy hegyes tetőre, amely illeszkedik a nagy edényhez (fejjel lefelé fordítva, hogy amikor a gőz lecsapódik, a víz a kisebb edénybe csöpög), és egy kis jég. Íme egy ajánlott anyaglista:

5 gallonos rozsdamentes acél vagy alumínium edény

Lekerekített fedél az edényhez

Üveg- vagy fémtál, amely az edényben lebeg

Jégkockák

Forró párnák

Töltse meg a nagy edényt részben vízzel.

Helyezze a gyűjtőedényt az edénybe. A terv az, hogy összegyűjtsük a felfordított serpenyőfedél közepéről csöpögő vizet, ezért válasszuk meg az edény méretét, hogy a desztillált víz ne csak úgy csöpögjön vissza a főedénybe. Tegye fejjel lefelé az edény fedelét az edényre. Amikor felmelegíti a vizet, a vízgőz felemelkedik a fedélig, cseppekké kondenzálódik, és beleesik a tálba. Kapcsolja be a hőt a serpenyőhöz. A víznek nagyon fel kell melegednie, de nem baj, ha nem forr fel. Tegyünk jégkockákat az edény fedelére. A hideg segít abban, hogy az edényben lévő gőz folyékony vízzé kondenzálódjon.

Ha kész, kapcsolja ki a hőt, és óvatosan távolítsa el a desztillált vizet tartalmazó edényt. A desztillált vizet tiszta, lehetőleg steril edényben tárolja (mosogatógépben tisztítva vagy forrásban lévő vízbe merítve). Használjon víz hosszú távú tárolására szolgáló edényt, mert más tartályok szennyezőanyagokat tartalmazhatnak, amelyek idővel beszivárognak a vízbe, és ezzel megszakítanak minden munkát, hogy tiszta vizet kapjanak.

Gyűjtse össze a vizet egy külső tartályban

Hasonló módszer a víz felmelegítése egy edényben, de a desztillált vizet egy külső edénybe gyűjtik. Az ehhez szükséges beállításokkal olyan kreatív lehet, amennyire csak akar. Csak ügyeljen arra, hogy a desztillált vizet gyűjtse össze, és ne a fazék vizet.

Az egyik lehetőség egy tölcsér használata a forrásban lévő víztartály felett, amely akváriumi csővel csatlakozik a gyűjtőpalackhoz. Ahhoz, hogy a tölcsér a gyűjtőpalackba kerüljön, a csövet a tölcsérnél alacsonyabb szinten kell üríteni. Egyébként a módszer ugyanaz. Az előnyök közé tartozik a biztonság (nem kell megvárnia, amíg az edény lehűl, hogy megkapja a vizet) és a forrásvíz által okozott szennyeződés csökkentése. A szennyeződés nem jelent nagy gondot, amikor eső- vagy csapvizet tisztít, de nagyobb figyelmet fordíthat arra, ha a nem ivóvizet elég biztonságossá szeretné tenni az iváshoz.

Desztillált víz esőből vagy hóból

Az eső és a hó a természetesen desztillált víz két formája. A víz elpárolog az óceánból, tavakból, folyókból és a szárazföldről, és a légkörben lecsapódik, és csapadékként leesik . Hacsak nem élsz erősen szennyezett területen, a víz tiszta és iható . (Ehhez az eljáráshoz ne gyűjtse össze az  szfaltzsindelytetőről lefolyó esővizet az ereszcsatornákon keresztül.) Az esőt vagy a havat tiszta edénybe kell gyűjteni. Várjon egy napot, amíg az üledék a tál aljára hullik. A legtöbb esetben leöntheti a tiszta vizet és megihatja úgy, ahogy van; azonban további szűrési lépéseket is beiktathat, például a vizet egy kávészűrőn átfuttathatja vagy felforralhatja. A víz hűtve áll el a legjobban, de tiszta, zárt edényben szobahőmérsékleten is korlátlan ideig eltartható.

Használjon otthoni desztillációs készleteket

Hacsak nem esőt vagy havat gyűjt, a vízlepárlás pénzbe kerül, mivel üzemanyagot vagy elektromos áramot használ fel a forrásvíz felmelegítésére. Olcsóbb palackozott desztillált vizet vásárolni, mint a tűzhelyen készíteni. Ha azonban otthoni lepárlót használsz, olcsóbban készíthetsz desztillált vizet, mint amennyit megvehetnél. Az otthoni lepárlókészletek ára körülbelül 100 dollártól több száz dollárig terjed. Ha desztillált vizet készít ivásra, az olcsóbb készletek megfelelőek. A drágább készleteket laboratóriumi munkákhoz vagy nagy mennyiségű víz feldolgozásához használják az egész ház vízszükségletének kielégítésére.

Desztillált vizet növényekből vagy sárból

Vészhelyzetekben gyakorlatilag bármilyen vízforrásból desztillálhat vizet. Ha megérti az alapelvet, valószínűleg sok lehetséges beállítást el tud képzelni. Íme egy példa a sivatagi növényekből víz kinyerésére használt módszerre. Vegye figyelembe, hogy ez időigényes folyamat.

Zöld növények

Műanyag fólia

Kávésdoboz vagy más tiszta edény

Kis sziklák

Áss egy lyukat a földbe napos helyen.

Helyezze a kávésdobozt a lyuk aljának közepére, hogy összegyűjtse a vizet.

Halmozzon fel nedves növényeket a kávésdoboz körüli lyukba.

Fedje le a lyukat egy darab műanyag fóliával. Kövekkel vagy szennyeződéssel rögzítheti. Ideális esetben le szeretné zárni a műanyagot, hogy ne kerüljön ki nedvesség. Az üvegházhatás felfogja a hőt a műanyag belsejében, elősegítve a víz elpárolgását . Helyezzen egy kavicsot a műanyag fólia közepére, hogy kis mélyedést hozzon létre. Ahogy a víz elpárolog, a gőz lecsapódik a műanyagon, és oda esik, ahol a mélyedést létrehozta, és a dobozba csöpög. A folyamat fenntartása érdekében friss növényeket adhat hozzá. Kerülje az illékony toxinokat tartalmazó mérgező növények használatát, mert azok szennyezik a vizet. A kaktuszok és a páfrányok jó választás, ahol rendelkezésre állnak. A páfrányok is ehetők.

A nehéz víznek (deutérium) magasabb az olvadáspontja (3,82 ° C), magasabb a forráspontja (101,4 ° C), és lassabban párolog, mint a „könnyű” víz. Ha 3 ° C-on olvasztod a jeget, akkor csak a tiszta víz fog felolvadni, így tudod elválasztani belőle a deutériumot költséghatékonyan!

Vízlágyítás házilag, avagy a kemény víz megszüntetése

Vizeink oldott ásványi anyagokat tartalmaznak. Ezek sokszor jó ízt adnak a víznek, néha ezért is szeretjük pont azt a fajta vizet, az a zamat lesz a család kedvence. De sokszor le is rakódik az ásványi anyag és ilyenkor bizony kellemetlen hatásokat okozhat. Ki kell tisztítani például a csapokat, eltömítik a csöveket, a mosógépnek, mosogatógépeknek sem használ. Sokszor bosszankodunk, hogy ki kell megint tisztíttatni a bojlert, mert megint nem melegít. Sajnos ilyenkor megint csak a vízkő a ludas. A kerámiabetétes csapokat, kávéfőzőket, háztartási gépeket könnyen teljesen tönkre is teheti a kemény víz. Ilyenkor mi a megoldás? Próbálkozhatunk a vízlágyítás házilagos megoldásával. Kis mennyiségű víz esetén forraljuk fel a vizet, így kiválik az ásványi só egy része, és valamivel lágyabb vizet kapunk, de csak bizonyos mértékig. A mosószerek általában már tartalmaznak vízlágyítót, azonban sok helyen ez igen kevés. Fizikai vízkőmentesítést is választhatunk, ennek alapját egy technológiai eljárás adja, ami során nem jöhet létre a vízkő, ugyanakkor a víz kémiai összetételét ez az eljárás nem változtatja meg. Hátránya, hogy csak bizonyos vízkeménységi fokig hatásos, valamint az is, hogy maximum 80 fokra lehet a vizet felmelegíteni és nem ajánlott a nyomásváltoztatás sem. A másik a kémiai vízlágyítás, amikor a kémiai úton eltávolítják az ásványi sókat, amik a víz keménységét okozzák, és helyére nátriumsó kerül. Ez az úgynevezett ioncserés megoldás. Talán ez a lehetőség adja a tartós eljárás sikerét. Ha ezeket a berendezéseket szakáruházban nézzük meg, segítséget kaphatunk, hogy számunkra mi a megfelelő. A szennyeződés mértéke, a fenntartási költségek, a beszerzési ár mind meghatározó. Vannak, akik csak a háztartási gépekre jutó vizet lágyítják és az ivóvíznek egy külön ágat hagynak, ugyanis nem akarnak Kálcium és Magnézium -mentes vizet inni, amiben ezeket az ásványi anyagokat az ioncserélés során Nátrium ionra cserélik. Az itt felsoroltakon kívül még, ultraibolya fénnyel besugározzák, vagy ózonizálják, klórozzák, vagy ezüst elektrokatadinezésével tisztítják meg a vizet. A háztartási és ipari víztisztítás jelenleg igen elterjedt módszere még a fordított ozmózis elve alapján történő víztisztítás. Az oldott oxigén a vizekben élő állatok számára nélkülözhetetlen. Az oldott oxigént lélegzik kopoltyújukkal, másrészt télen, mivel 4 °C-on a legsűrűbb, a 4 °C-os víz a vizek aljára süllyed, és ezek után nem érintkezik a hideg levegővel, ezért nem fagy meg. Így az állatok áttelelhetnek megfagyás nélkül a tavak alsó részeiben.

A víz jéggé alakulásához apró, szilárd szennyezőanyagoknak kell a vízben lenniük, amik körül a jéggé alakulás megindulhat. Ez átlagosan −12 °C körül következik be. Az ilyen hőmérsékletű víz kisebb rázkódás vagy porszem hatására is azonnal látványosan (3–5 cm/s) kristályosodásnak indul, de nem fagy meg teljesen. A jégkristályok között marad folyékony halmazállapotú víz, ami csak −48 °C-on fagy tömör jéggé. A mindenféle szennyeződéstől mentes („szupertiszta”) vizet ugyanis −48 °C-ig is le lehet hűteni anélkül, hogy jéggé fagyna.[19] −48 °C-on azonban a víz szerkezete hirtelen jéggé alakul, melyet hangjelenség kísér. Ez a legtisztább víznél is bekövetkezik. A 0 és −48 fok közötti víz azért kezd el kristályosodni, mert a hidrogénhíd-kötések ekkor már képesek összetartani a vízmolekulákat. Elektromos töltés hatására a víz dermedéspontja megváltozik. Az egyébként szokásos −12 °C helyett, ha a felszín pozitív elektromos töltésű, akkor −7 °C lesz, míg negatív töltés esetén −18 °C-ig hűthető. A kialakult anyag tovább hűthető: −120 °C alatt a víz sűrűn folyóvá válik, majd −135 °C-nál üvegesen áttetsző lesz kristályszerkezet kialakulása nélkül. A víz ha lehűl kitágul, a hidrogénhídkötések miatt, mert ahogy a víz hűl és megfagy, kialakulnak ezek a hidrogén hídkötések a molekulák között, amik több helyet igényelnek, mint ha a molekulák simán egymás mellett lennének, de a bizmut is ilyen.. A Mpemba-paradoxon  a vízcsepp leszakadása, a víz különleges tulajdonsága, hogy változatos körülmények között a fagyni kitett meleg víz hamarabb fagy meg, mint mellette a hideg. A Mpemba-paradoxonra több részleges magyarázatot adtak, de a teljes megértéshez még további vizsgálatokra van szükség...

Miért növekszik meg a víz térfogata, amikor megfagy?

A vízmolekulát HOH hidrogénkötések tartják össze. Ezenkívül a víz poláris molekula, és amikor a hőmérséklet csökken, ezek a kötések úgy illeszkednek egymáshoz , hogy a víz térfogata megnövekszik, amikor megfagy.

Mi történik a víz sűrűségével és tömegével, amikor megfagy?

A jég kevésbé sűrű, mint a víz Ez annak köszönhető, hogy a jég sűrűsége kisebb, mint a folyékony víz sűrűsége. Fagyáskor a jég sűrűsége körülbelül 9 százalékkal csökken . ... Előfordul, hogy a rácsos elrendezés lehetővé teszi, hogy a vízmolekulák jobban szétterüljenek, mint a folyadékban, és így a jég kevésbé sűrű, mint a víz.

-----------

In der Natur kommt Wasser nicht als Reinstoff vor, es enthält praktisch immer gelöste Stoffe (vorwiegend Ionen von Salzen), wenn auch teils in kaum messbaren Konzentrationen. Solche gelösten Stoffe verändern die Eigenschaften des Wassers. Wasser ohne Metallionen kann im Labor und in der Technik durch Destillation hergestellt werden und wird destilliertes Wasser genannt. Zumeist wird in technischen Anwendungen demineralisiertes Wasser verwendet. Bei höheren Anforderungen wird dieses zu Reinstwasser aufbereitet.

Die Eigenschaften des Wassers haben grundlegende Bedeutungen für das Leben auf der Erde. Diese physikalischen, chemischen, elektrischen und optischen Eigenschaften beruhen auf der Struktur des Wassermoleküls und den daraus resultierenden Verkettungen und Wechselwirkungen der Wassermoleküle untereinander über Wasserstoffbrückenbindungen, elektrische Dipolkräfte und weitere, wie die Van-der-Waals-Kräfte.

Wasser siedet also unter Normalbedingungen bei 100 °C und Eis schmilzt bei 0 °C. Wasser erstarrt demnach bei 0 °C; es kann allerdings auch bei Normalbedingungen unter 0 °C noch als Flüssigkeit vorliegen. Es handelt sich dann um unterkühltes Wasser. Hochreines Wasser kann theoretisch bis zu −48 °C flüssig bleiben. Nach Computersimulationen geschieht dies durch Kristallisation in einer Tetraederform; im Zentrum des Kristalls ist ein Wassermolekül, welches von vier weiteren Molekülen umgeben ist. Bei dieser Temperatur gibt es nur noch diese Kristalle und keine freien Wassermoleküle mehr. Bei Drücken zwischen 1000 und 2000 bar erstarrt Wasser unterhalb von −138 °C im amorphen Zustand. Umgekehrt kann Eis auch für kurze Zeit über 0 °C noch fest bleiben, solange diese Temperatur nicht an der Oberfläche erreicht wird. Der Siedepunkt des Wassers ist stark vom Sättigungsdampfdruck abhängig. Die Siedetemperatur sinkt bei Annäherung an den Tripelpunkt zusammen mit dem Siededruck und beide erreichen an diesem Punkt ihr Minimum. Wasser lässt sich zudem aber auch etwas über seinen Siedepunkt hinaus erhitzen, was man als Siedeverzug bezeichnet.

Auch im Wasser gelöste Stoffe verändern Siede- und Schmelzpunkt. So weist Wasser eine molare Schmelzpunkterniedrigung von 1,853 K·kg/mol und eine molare Siedepunkterhöhung von 0,513 K·kg/mol auf.

Früher wurde die Celsius-Temperaturskala über Schmelz- und Siedepunkt von Wasser definiert. Durch die aktuelle Definition der Celsius-Skala über die Kelvin-Skala sind Schmelz- und Siedepunkt von Wasser nicht mehr genau 0 °C und 100 °C, sondern liegen bei 0,002519 °C (0,0024 °C nach BIPM) und 99,9839 °C (99,9743 °C nach ITS-90).

Eine Besonderheit beim Erstarren von Wasser ist der nach seinem Entdecker benannte Mpemba-Effekt, wonach heißes Wasser unter speziellen Bedingungen schneller gefriert als kaltes.

Wassermoleküle können aus verschiedenen Isotopen des Wasserstoffs (z. B. Protium 1H oder Deuterium 2H) und des Sauerstoffs (z. B.16O oder 17O) bestehen, die jeweils in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommen. Es existieren neun verschiedene stabile Konfigurationen des Wassermoleküls. Dabei treten sogenannte Isotopeneffekte auf. Bei bestimmten Vorgängen wie der Niederschlagsbildung und deren Phasenübergängen kommt es dabei zur Isotopenfraktionierung, das heißt, das Wasser verändert hierbei seine Isotopenzusammensetzung. Je nach Umgebungsbedingungen und der ursprünglichen Zusammensetzung ergeben sich hieraus spezifische Isotopensignale, die als eine Art Fingerabdruck für unterschiedliche Prozesse und Herkunftsgebiete fungieren können. Anwendung findet die entsprechende Methodik vor allem in der Hydrogeologie und Paläoklimatologie...

Vízlágyítás kémiai úton;

A nátrium-hipoklorit vagy a kalcium-hipoklorit (klórmész) vízben hipokloritionra disszociál. Vagyis ezen klórformák kémiai hatása megegyezik a klórgázéval, de a lúgos hidrolízisre (vagyis nátrium-hidroxid, illetve kalcium-hidroxid keletkezésére) az alkalmazás során tekintettel kell lenni.

NaOCl + H2

O ↔ HOCl + NaOH (33)

Ca(OCl)2

 + 2 H2

O ↔ 2 HOCl + Ca(OH)2 (34)

A szabad aktív klórformák erélyes oxidálószerek, ezért az oldott szerves anyagok zömének oxidálására alkalmasak, a baktériumokat az enzimek kémiai roncsolása révén pusztítják el. Az alkalmazásukkal történő fertőtlenítés azért eredményes már viszonylag kis koncentrációban is, mert a patogén mikroszervezetek jóval érzékenyebbek a klórra, mint más mikroorganizmusok. A klór mikroorganizmusokra kifejtett hatása függ: a klórral szembeni érzékenységtől, a beadagolt klór-mennyiségétől (koncentrációjától), a behatási időtől (kontaktidőtől), a vízben lévő egyéb klórral oxidálható anyagok mennyiségétől. A klór a vízben található szerves anyagok egyes csoportjaival is reakcióba lép, és karcinogén (rákkeltő) hatású trihalometánok (THM) képződhetnek. Mivel a THM vegyületek rákkeltő hatásúak, ezért jogszabályban rögzített az ivóvízben megengedhető maximális koncentrációja. Ha a klórt túladagolják, és ezért magasabb koncentrációban kerül ki a szabad klór a vízhálózatba, annak szintén egészségkárosító hatása van, ezért jogszabályban rögzített a klórformák (például kötött aktív klór) maximálisan megengedhető mennyisége az ivóvízben. A deklórozás a fölös klór eltávolítását jelenti, amelyet általában aktívszenes szűrőn történő átszűréssel valósítanak meg. Mivel még nem találták meg azt a kevésbé veszélyes fertőtlenítőszert, amely a klórhoz hasonlóan a vízhálózatban fellépő másodlagos szennyeződések ellen is védelmet nyújtana, napjainkban az ivóvíz előállítása során (az egészségügyi szempontok fokozott előtérbe kerülése miatt) a klórfelhasználás minimalizálása a cél (a klórszükséglet pontos meghatározásának segítségével). Emellett az alábbiakban bemutatott klórozási mellékhatások megszüntetése érdekében a fertőtlenítés előtt a víz szervesanyag-tartalmát az arra alkalmas eljárással el kell távolítani. tehát a klór nem semlegesíti a szennyeződéseket, hanem újabb komplexeket hoz létre.

Forrás; https://www.piviztisztito.hu/a-csapvizrol-a-klorozas-mellektermekei.html