Λύσεις — Κεφάλαιο 6: Νερό (σελ. 154) – ΥΔΡΕΥΣΗ – ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 6: Νερό

Οκτώ ερωτήσεις κατανόησης για το κεφάλαιο «Νερό»: κατάταξη σκληρότητας νερού, σχέση σκληρού νερού με το κάψιμο αντιστάσεων θερμοσιφώνων, τρόποι αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, χλωρίωση, χρήση φίλτρων στο δίκτυο ύδρευσης, δύο υπολογιστικά προβλήματα κατανάλωσης νερού (υπηρεσία 25 υπαλλήλων, γειτονιά 14 σπιτιών) βασισμένα στους πίνακες κατανάλωσης του κεφαλαίου, και αξιοποίηση του βρόχινου νερού.

Κατάταξη νερού σκληρότητας 18°d

Ερώτηση: Η ανάλυση του νερού μιας γεώτρησης έδειξε ότι η σκληρότητά του είναι 18°d. Σε ποια κατηγορία κατατάσσεται αυτό το νερό;

Απάντηση:

• §6.7. «Ανάλογα με τη σκληρότητα το νερό κατατάσσεται στις παρακάτω κατηγορίες: ... 17 - 22 °d: σκληρό ...»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύμφωνα με την κατάταξη του §6.7, νερό με σκληρότητα 18°d εμπίπτει στο εύρος 17-22°d, άρα κατατάσσεται ως σκληρό νερό. (Για σύγκριση: 0-6°d πολύ μαλακό, 6-11°d μαλακό, 11-17°d μέσο σκληρό, πάνω από 22°d πολύ σκληρό.)

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 18°d → κατηγορία «σκληρό νερό» (εύρος 17-22°d)

Κάψιμο αντιστάσεων σε μαλακό ή σκληρό νερό

Ερώτηση: Πότε καίγονται γρηγορότερα οι ηλεκτρικές αντιστάσεις των θερμοσιφώνων, στα μαλακά ή στα σκληρά νερά;

Απάντηση:

• §6.7, ΣΧ.6.7.α. «Άλατα που συγκεντρώθηκαν γύρω από την ηλεκτρική αντίσταση θερμοσίφωνα. Το στρώμα αυτό των αλάτων είναι υπεύθυνο για το συχνό κάψιμο των αντιστάσεων, γιατί εμποδίζουν τη μετάδοση της θερμότητας στο νερό.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι ηλεκτρικές αντιστάσεις των θερμοσιφώνων καίγονται γρηγορότερα στα σκληρά νερά. Το σκληρό νερό περιέχει σε μεγάλη συγκέντρωση άλατα ασβεστίου και μαγνησίου, τα οποία εναποτίθενται γύρω από την αντίσταση σχηματίζοντας ένα στρώμα αλάτων (πουρί). Αυτό το στρώμα εμποδίζει τη μετάδοση της θερμότητας από την αντίσταση στο νερό, με αποτέλεσμα η αντίσταση να υπερθερμαίνεται τοπικά και να καίγεται συχνότερα απ' ό,τι σε μαλακά νερά, όπου τέτοιες επικαθίσεις αλάτων είναι πολύ μικρότερες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Στα σκληρά νερά, λόγω επικάθισης αλάτων (πουρί) που εμποδίζει τη μετάδοση θερμότητας

Δύο τρόποι αφαλάτωσης θαλασσινού νερού

Ερώτηση: Αναφέρατε δυο τρόπους αφαλάτωσης του θαλασσινού νερού.

Απάντηση:

• §6.8. «Βασικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούμε για την αφαλάτωση είναι: η εξάτμιση του θαλασσινού νερού και στη συνέχεια συμπύκνωση των καθαρών υδρατμών, η διαδοχική απόσταξη του θαλασσινού νερού και η αντίστροφη όσμωση (μέθοδος που στηρίζεται στο διαχωρισμό του νερού από τις ουσίες του με τη βοήθεια ειδικών μεμβρανών).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δύο από τους τρόπους αφαλάτωσης του θαλασσινού νερού που αναφέρει το βιβλίο είναι: (1) η εξάτμιση του θαλασσινού νερού και η στη συνέχεια συμπύκνωση των καθαρών υδρατμών, και (2) η αντίστροφη όσμωση, μέθοδος που στηρίζεται στον διαχωρισμό του νερού από τις διαλυμένες σε αυτό ουσίες με τη βοήθεια ειδικών μεμβρανών. (Τρίτος αποδεκτός τρόπος: η διαδοχική απόσταξη του θαλασσινού νερού.)

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Εξάτμιση-συμπύκνωση υδρατμών, διαδοχική απόσταξη, αντίστροφη όσμωση με μεμβράνες (οποιοιδήποτε δύο)

Τι είναι η χλωρίωση του νερού

Ερώτηση: Τι είναι η χλωρίωση του νερού;

Απάντηση:

• §6.9. «Για την απολύμανση χρησιμοποιούμε, συνήθως, το Χλώριο και σε ποσότητες που καθορίζονται από ειδικούς επιστήμονες. Το Χλώριο εισάγεται στο νερό είτε σε αέρια μορφή (πρασινοκίτρινο αέριο) είτε ως σκόνη, με δοσομετρικές αντλίες. Οι ειδικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούμε σε αυτές τις περιπτώσεις ονομάζονται εγκαταστάσεις χλωρίωσης.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η χλωρίωση είναι η μέθοδος απολύμανσης του νερού με χρήση χλωρίου, ώστε το νερό να απαλλαγεί από μικροοργανισμούς (βακτηρίδια, ιούς, κύστες) που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες. Το χλώριο εισάγεται στο νερό, σε ποσότητες που καθορίζουν ειδικοί επιστήμονες, είτε σε αέρια μορφή (πρασινοκίτρινο αέριο) είτε ως σκόνη, με τη βοήθεια δοσομετρικών αντλιών. Οι ειδικές εγκαταστάσεις όπου γίνεται αυτή η διαδικασία ονομάζονται εγκαταστάσεις χλωρίωσης· το αέριο χλώριο σχηματίζει εκρηκτικές ενώσεις, ενώ η σκόνη αλλοιώνεται αν εκτεθεί στο ηλιακό φως.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Απολύμανση του νερού με χλώριο (αέριο ή σκόνη) σε εγκαταστάσεις χλωρίωσης, για καταστροφή μικροοργανισμών

Πότε βάζουμε φίλτρα στο δίκτυο ύδρευσης

Ερώτηση: Πότε βάζουμε φίλτρα στο δίκτυο ύδρευσης;

Απάντηση:

• §6.10. «Με το φιλτράρισμα μειώνουμε τη θολότητα του νερού, συγκρατώντας τα διαλυμένα στερεά σωματίδια. Πέρα από τα γενικά φίλτρα υπάρχουν και άλλα για τη συγκράτηση ειδικών ουσιών, χρωμάτων, οσμών, οξύτητας κλπ.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Βάζουμε φίλτρα στο δίκτυο ύδρευσης όταν το νερό παρουσιάζει αυξημένη θολότητα λόγω αιωρούμενων/διαλυμένων στερεών σωματιδίων, ώστε το γενικό φίλτρο να τα συγκρατήσει και να μειωθεί η θολότητα. Επιπλέον, τοποθετούνται ειδικά φίλτρα όταν χρειάζεται συγκράτηση συγκεκριμένων ανεπιθύμητων χαρακτηριστικών του νερού, όπως ειδικές ουσίες, χρώματα, οσμές ή υπερβολική οξύτητα, ανάλογα με το πρόβλημα ποιότητας που εμφανίζει το νερό της συγκεκριμένης παροχής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Όταν το νερό έχει θολότητα (στερεά σωματίδια) ή ανεπιθύμητες ουσίες/χρώμα/οσμή/οξύτητα

Κατανάλωση νερού υπηρεσίας με 25 υπαλλήλους

Ερώτηση: Μια υπηρεσία έχει 25 υπαλλήλους. Πόσο νερό καταναλώνουν την ημέρα;

Απάντηση:

• §6.11, Πίνακας 6.11.α. «ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗΣ: Υπάλληλοι γραφείου — ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΝΕΡΟΥ σε Lit/άτομο: 25 - 35».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύμφωνα με τον Πίνακα 6.11.α, η κατανάλωση νερού για υπαλλήλους γραφείου είναι 25-35 Lit/άτομο την ημέρα. Για 25 υπαλλήλους ο υπολογισμός είναι: ελάχιστη κατανάλωση = 25 άτομα × 25 Lit/άτομο = 625 Lit/ημέρα, μέγιστη κατανάλωση = 25 άτομα × 35 Lit/άτομο = 875 Lit/ημέρα. Άρα η υπηρεσία με τους 25 υπαλλήλους καταναλώνει περίπου 625-875 Lit (0,625-0,875 m³) νερού την ημέρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 25 άτομα × 25-35 Lit/άτομο = 625-875 Lit/ημέρα

Κατανάλωση νερού γειτονιάς με 14 σπίτια

Ερώτηση: Μια γειτονιά έχει 14 σπίτια. Πόσο νερό χρειάζονται κάθε ημέρα;

Απάντηση:

• §6.11, Πίνακας 6.11.α. «ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗΣ: Μονοκατοικία — ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΝΕΡΟΥ σε Lit/άτομο: 100 - 200».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο Πίνακας 6.11.α δίνει την κατανάλωση νερού μονοκατοικίας ως 100-200 Lit/άτομο την ημέρα. Θεωρώντας ένα μέσο νοικοκυριό 4 ατόμων ανά σπίτι (τυπική παραδοχή μεγέθους οικογένειας), κάθε σπίτι καταναλώνει 4 × 100 = 400 έως 4 × 200 = 800 Lit/ημέρα. Για 14 σπίτια η συνολική κατανάλωση της γειτονιάς είναι: ελάχιστη = 14 × 400 = 5.600 Lit/ημέρα, μέγιστη = 14 × 800 = 11.200 Lit/ημέρα, δηλαδή περίπου 5,6-11,2 m³ νερού την ημέρα για ολόκληρη τη γειτονιά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 14 σπίτια × (4 άτομα × 100-200 Lit/άτομο) = 5.600-11.200 Lit/ημέρα (παραδοχή 4 ατόμων/σπίτι)

Αξιοποίηση βρόχινων νερών

Ερώτηση: Πώς αξιοποιούμε τα βρόχινα νερά;

Απάντηση:

• §6.14. «Τα λούκια και οι υδρορροές οδηγούν το βρόχινο νερό σε ένα χωνί συγκέντρωσης (6) και στη συνέχεια σε προκατασκευασμένες πλαστικές δεξαμενές. Το νερό, πριν να μπει στη δεξαμενή, διέρχεται από ένα διαχωριστήρα - φίλτρο (3) ώστε να απομακρύνονται τα σκουπίδια... Η εμβαπτιζόμενη αντλία (2) τροφοδοτεί, μέσω συλλέκτη διανομής, εκείνους τους υδραυλικούς υποδοχείς που δε χρειάζονται πόσιμο νερό (καζανάκι, κήπους κλπ).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βρόχινα νερά αξιοποιούνται συγκεντρώνοντάς τα από τη στέγη μέσω λουκιών και υδρορροών σε ένα χωνί συγκέντρωσης, από όπου οδηγούνται σε προκατασκευασμένη πλαστική δεξαμενή αποθήκευσης, αφού πρώτα περάσουν από διαχωριστήρα-φίλτρο που απομακρύνει τα σκουπίδια (τα οποία συγκεντρώνονται τελικά σε ειδικό φρεάτιο απ' όπου μπορούν να απομακρυνθούν). Στη συνέχεια, μια εμβαπτιζόμενη αντλία τροφοδοτεί, μέσω συλλέκτη διανομής, τους υδραυλικούς υποδοχείς που δε χρειάζονται πόσιμο νερό, όπως το καζανάκι της τουαλέτας και το πότισμα κήπων, ενώ παράλληλα η οικοδομή διατηρεί ξεχωριστό δίκτυο πόσιμου νερού. Παραδοσιακά, στον τόπο μας η αξιοποίηση γίνεται και με απλούστερες λύσεις, όπως τα λούκια στα κεραμίδια και οι υδρορροές που καταλήγουν σε στέρνες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Συλλογή από στέγη (λούκια/υδρορροές) → φίλτρο → δεξαμενή → αντλία → μη πόσιμες χρήσεις (καζανάκι, πότισμα)