vandværk

Et almindeligt dansk vandværk til rensning af grundvand består af hovedkomponenter som råvandstank, iltningsanlæg, filter, rentvandstank og pumpeanlæg, hvorfra vandet ledes til forbrugeren. Hovedformålet med disse komponenter er iltning af jern og mangan, som findes i råvandet opløst fra de geologiske lag, hvorpå det kommer på uopløselig form og udfældes. Iltning af vandet er en forudsætning for, at vandet virker frisk, og foregår ved gennemluftning, hvorved uønskede luftarter afdunstes. Ved filtrering fjernes det fældede jern samt partikler, fx bakterier.

Grundvand kan indeholde en række andre stoffer, som stammer fra de geologiske lag og kræver speciel rensning for at overholde kvalitetskravene; det gælder ammoniak, svovlbrinte og metan. Det er officiel dansk politik ikke at indføre rensning for miljøforurenende stoffer, men beskytte råvandet ved at hindre forurening ved kilden, dvs. begrænse anvendelse af forurenende stoffer i oplandet til vandindvindingen. I visse områder er dette allerede for sent, fordi grænserne for nitrat og bekæmpelsesmiddelrester (pesticider) allerede er overskredet. Disse stoffer må da fjernes ved vandrensning, men det tillades kun ved tidsbegrænset dispensation.

En særlig problemstilling er vandets hårdhed og aggressivitet. Hårdhed, som skyldes indholdet af calcium- og magnesiumoxid (hhv. CaO og MgO, se hårdhed), gør sæbe uopløselig og uanvendelig, fordi sæben bindes til calcium. Aggressiviteten har betydning for vandets evne til at opløse andre stoffer, hvilket specielt er skadeligt for rørene i distributionsnettet og for installationerne. Aggressiviteten afhænger af koncentrationen af uorganisk kulstof i kombination med koncentrationen af calcium. I Danmark er grundvandet hårdt og ikke-aggressivt nord og øst for hovedstilstandslinjen gennem Jylland, blødt og aggressivt syd og vest for denne linje.

Der stilles større krav til teknikken i vandværker baseret på overfladevand. Dette skyldes, at overfladevand gennemgående er mere forurenet end grundvand, i hvert fald hvad angår hygiejnisk kvalitet. Det almindelige er, at råvandet si-filtreres, for-desinficeres, behandles med fældningskemikalier (som derpå bundfældes sammen med uønskede stoffer i råvandet) og desinficeres. Derefter filtreres vandet, det behandles evt. med aktivt kul af hensyn til smag og lugt, og sluttelig efter-desinficeres det (primært ved tilsætning af monokloramin), før det pumpes ud i distributionsnettet.

Distributionsnettet er det rørsystem, som forbinder vandværket med forbrugeren. Vandet pumpes ud i nettet, således at enhver forbruger til enhver tid har vand af en passende kvalitet og mængde. Vandforbruget er skævt fordelt over døgnet. I husholdningen bruges mest om morgenen og om aftenen, og det tilstræbes, at der fra vandværket leveres en jævn strøm over hele døgnet. De i landskabet synlige vandbeholdere eller vandtårne tjener som reservoir på den tid af døgnet eller ugen, hvor forbruget er lavt.

Det er væsentligt, at dette distributionsnet altid er under tryk, således at der ikke kan trænge forurenet vand ind fra omgivelserne. Erfaring gennem 150 år har vist, at så snart denne regel ikke overholdes, er der fare for uhygiejnisk vand med vandbårne sygdomme til følge, se vand (vandbårne infektioner). Ved vedligehold eller uheld kan det være uundgåeligt, at trykket går af nettet, hvorfor risiko for indtrængning bør begrænses mest muligt.

Vandinstallationen er det rørsystem i husene, som fordeler vandet til de enkelte tappesteder, dvs. de enkelte vandhaner ved vask, toilet, badekar, tilslutninger til vaske- og opvaskemaskiner etc. Det er helt afgørende for den almindelige hygiejne, at disse installationer er udført således, at der ikke kan suges vand tilbage i distributionsnettet, hvis trykket går af systemet. Sikring mod tilbagesug kan fx ske ved installation af en rørafbryder. Faren for fejlinstallation og de mulige konsekvenser heraf er årsagen til, at VVS-installation skal udføres af autoriserede fagfolk.

Vandforbruget til husholdninger var i 2013 107 l/døgn per person. Siden 1990'erne er vandforbruget faldet. Det skyldes primært øget opmærksomhed over for vandspild, øget ønske om at spare på vandresurserne samt det faktum, at prisen på vand er steget væsentligt.

Før 1990'erne var vandprisen udtryk for omkostningen ved at indvinde, rense og distribuere vand. Siden da er vandprisen øget pga. opkrævning af omkostningerne ved afledning (kloakering og spildevandsrensning) over vandprisen (blev tidligere opkrævet over ejendomsbeskatningen eller den personlige skat), indførelse af en vandskat og øgede omkostninger ved vandindvindingen, bl.a. pga. forurening. Industriens vandforbrug er ligeledes faldet pga. øget opmærksomhed, øgede afgifter og indførelse af renere teknologi.

Vandforsyningsorganisation er udtryk for den organisatoriske, administrative og juridiske enhed, som driver vandforsyningen, undertiden kaldet vandværksorganisationen eller blot vandforsyningen eller vandværket.

I Danmark skelnes der mellem to organisationsformer: de offentlige vandværker og de private. De offentlige vandværker er oftest kommunale. De private værker drives som regel af andelsforeninger i små lokale samfund med et betydeligt nærdemokrati (og mange stridigheder om fastsættelse af vandpris, leveringssikkerhed og investeringspolitik). I alt var der omkring 1970 ca. 3500 vandværker. I 2014 var tallet ca. 2500. Faldet skyldes især, at de små vandværker ikke har kunnet klare de langsigtede investeringskrav eller ikke har haft økonomi til at klare en akut situation, fx lokal forurening. De nedlægges da som selvstændige enheder og underlægges et større vandværk.

I udlandet varierer organisationsformerne. I Tyskland har man store, traditionsrige forbund; fx er Ruhrverband en samlet organisation for hele oplandet til floden Ruhr. I England privatiserede man al vandforsyning i nogle få private firmaer, fx Thames Water, som driver alle vandforhold i Themsens opland inkl. alle vandforsyninger.

Vandresursen er udtryk for, hvor meget egnet vand der er til rådighed for vandforsyning. Vand er en fornyelig resurse i kraft af det hydrologiske kredsløb (vandkredsløbet). Vandresursen er begrænset af, hvor meget der strømmer og hvor hurtigt, ikke af, hvor meget der er. Vandet kan ikke bruges op, men kan genanvendes. Denne resurse er begrænset i sin tilgængelighed og i sin anvendelighed.

Tilgængeligheden er udtryk for, hvor meget det regner pr. år, og hvor meget heraf der kan pumpes til anvendelse andetsteds uden væsentlige gener i omgivelserne. På Sjælland er det afgørende, at der ikke pumpes så meget til København, at der ikke længere strømmer vand i åerne i indvindingsområderne. Nogle steder i verden regner det kun lidt, og vandresursen er begrænsende for samfundets udvikling, fx i det sydlige Sahara og i Australiens indre regioner.

Andre steder i verden er forbruget så stort, at der oppumpes mere, end der skabes af regn, hvorfor grundvandsmagasinerne tømmes. Det hører til vandindvindingens århundredgamle hovedregel ikke at foranledige en sådan ikke-bæredygtig udvikling. Der er mange eksempler på, at det er sket alligevel, fordi presset fra samfundsudviklingen har været for stort. Aralsøens indskrænkning er blandt de mest markante eksempler. Dette pres bliver ikke mindre med øget befolkningstilvækst.

Anvendeligheden af vandresursen afhænger af vandkvaliteten. Vand kan i princippet renses til en hvilken som helst renhed, men ikke totalt; der vil altid være en forureningsrest, om end lille. Omkostningerne kan være meget store ved store krav til renhed.

Havvand er uanvendeligt pga. et stort indhold af salt. Dette kan fjernes ved afsaltning, men det er så dyrt, at det kun finder anvendelse i specielle tilfælde, fx i stor stil på Den Arabiske Halvø. Ved for stor pumpning af grundvand nær kyster kan der ske saltvandsindtrængning. Dette gør indvindingen uegnet, og den må opgives, fordi afsaltning er for dyrt efter danske forhold, undtagen hvor alternativerne er endnu dyrere, fx i lille skala på nogle små danske øer.

Øget forurening med nitrat og med bekæmpelsesmiddelrester kan gøre boringer uanvendelige, medmindre råvandet renses specielt. Udviklingen kan gøre det nødvendigt at indføre nye renseprocesser i en ellers traditionsbunden teknologi, også selvom der indføres begrænsninger i brugen af kvælstofgødning og bekæmpelsesmidler. Jo mere trængt vandresursen bliver, des mere bliver der anledning til at ændre i vandforsyningens forhold, se også vandmiljøplaner. Især to tiltag vil finde anvendelse: begrænsning af behovet og forbruget samt øget genanvendelse af brugt vand, dvs. genbrug af spildevand efter passende vandrensning.