Charakterystyka podstawowych wskaźników: odczyn, twardość, siarkowodór.
Wyróżnia się dwie podstawowe formy twardości:
twardość przemijającą,
twardość nieprzemijającą.
Podział ten wiąże się jednocześnie z uciążliwością twardości u konsumentów. Twardość przemijająca to taka, która wytrąca się podczas gotowania (czy ogólnie w podwyższonej temperaturze), tworząc widoczny kamień, osadzający się na grzałkach czajników, pralek, w instalacjach grzejnych (zwłaszcza w przepływowych podgrzewaczach wody czy instalacji centralnego ogrzewania). Udział twardości przemijającej w ogólnej twardości wody podziemnej ocenić można analizując zasadowość wody.
W efekcie wytrącania twardości z wody mocno spada sprawność wszystkich wymienionych urządzeń, następują uszkodzenia, ogranicza się światło przewodów (zarastanie rur). Niestety prawda jest taka, że bez zaawansowanych i dość kosztownych technik uzdatniania wody, twardości się nie usunie. Do metod demineralizacji wody zalicza się m.in. techniki membranowe oraz wymianę jonową.
Jednak należy jeszcze raz podkreślić, że jest to problem wody gorącej. Bardzo rzadko (aczkolwiek i takie przypadki się zdarzają) kamień osadza się w instalacjach wody zimnej.
Jeśli chodzi o wody podziemne to spotyka się szeroki przekrój ich jakości pod względem wspomnianej twardości.
Wody bardzo miękkie i miękkie - to wody przede wszystkim południowej Polski. Zalicza się do nich zwłaszcza górskie wody powierzchniowe - deszczówka, która spływając po stokach gór nie ma gdzie się wzbogacić w wapń i magnez i przez to jest bardzo miękka.
Dla tych wód, konieczne jest zachowanie minimalnej twardości - tj. 60 mgCaCO3/L (60,0 miligramów węglanu wapnia w litrze). Ma to znaczenie zdrowotne. Najprościej mówiąc gdy pije się wodę, o obniżonej zawartości magnezu i wapnia następuje ich wypłukiwanie z organizmu (mniej więcej tak, jak by się piło wodę niskozmineralizowaną - niemalże destylowaną). Takie wody muszą być wzbogacane w wymienione pierwiastki.
Wody o średniej twardości to takie, w których występuje się ok 250 mgCaCO3/L. Spotyka się również wody bardzo twarde, w których w jednym litrze jest aż 650 mgCaCO3/L - co jest równoważne 0,65 kg na 1 m3. Oznacza to że, jeśli chcielibyśmy usunąć „kamień" występujący w stężeniu 0,65 kg na m3 do 0,25 kg/m3 na wodociągu o produkcji dobowej wody równej 4000 m3/d dzienne usuwane byłoby 1600 kg kamienia (rocznie 576 000 kg = 576 ton)!
Odczyn wody - pH
Odczyn informuje o tym czy woda ma charakter kwaśny, obojętny czy zasadowy. Naturalne wody podziemne mają odczyn obojętny - w granicach 7,0. Spotyka się jednak również studnie, które czerpią wody o pH poniżej 5,5, przez co mają charakter kwaśny. Zazwyczaj tak niskie pH jest spowodowane bardzo dużą zawartością dwutlenku węgla w wodzie surowej.
Norma przewiduje dość dużą rozpiętość odczynu - od 6,5 do 9,5.
Odczyn wody jest ważny z technologicznego punktu widzenia. Im wyższy odczyn, tym procesy usuwania żelaza i manganu przebiegają intensywniej - łatwiej się wytrąca wymienione związki.
Niestety wysoki odczyn sprzyja wytrącaniu z wody kamienia (nie tylko podczas gotowania, ale również w wodzie zimnej w rurociągach i na sieci). Odczyn niski natomiast jest odpowiedzialny za korozyjne własności wody.
Odczynem wody w procesie uzdatniania bardzo łatwo można manewrować poprzez dawkowanie:
substancji alkalizujących - podnoszących pH, do których zalicza się związki o nazwach zwyczajowych: wapno, sodę, ług sodowy,
substancji zakwaszających - kwasów takich jak solny, siarkowy.
Jeśli jednak nie ma technologicznej konieczności korekty pH, wówczas nie powinno się tego robić.
Siarkowodór
Siarkowodór jest gazem, często występującym w studniach głębinowych. Spotyka się wody, w których jego stężenie jest tak duże, że w momencie poboru próbki takiej wody ze studni gaz momentalnie się ulatnia, a woda "bąbli". Zresztą zapach siarkowodoru jest bardzo charakterystyczny i bez trudu można ocenić jego ilość w wodzie surowej.
Na formę występowania siarkowodoru wpływ ma odczyn wody. Im odczyn jest niższy, tym więcej siarkowodoru występuje w postaci gazu, a mniej w postaci rozpuszczonej (jonów siarczkowych). I odwrotnie. Dla wysokich odczynów, siarkowodór występuje w postaci rozpuszczonej, w której w ogóle się nie odgazowuje w procesie napowietrzania. Na szczęście dla odczynu charakteryzującego wody naturalne ok 44 % siarkowodoru występuje w postaci łatwo ulatniającego się gazu. Dla pH równego 9 już tylko -0,7 % to gaz.
Obowiązujące przepisy nie normują bezpośrednio zawartości siarkowodoru w wodzie. Jest on normowany jako zapach wody - który powinien być akceptowalny przez odbiorców.
Z technologicznego punktu widzenia usunięcie siarkowodoru z wody ma znaczenie przede wszystkim organoleptyczne. Siarkowodór jest odpowiedzialny za intensywny, gnilny, nieprzyjemny zapach wody u odbiorców. Jeśli się go nie usunie, a wodę zachloruje wówczas zapach się jeszcze bardziej potęguje, co jest następstwem wytworzenia tzw. polisiarczków.
Siarkowodór może także powstawać wtórnie w sieci wodociągowej - zwłaszcza gdy dochodzi do obniżenia zawartości tlenu w sieci (np gdy jest zbyt dużo amoniaku w wodzie na wyjściu z SUW), w wyniku czego tworzą się warunki beztlenowe, w których określone bakterie produkują siarkowodór. Wówczas jego stężenie u odbiorców może być nawet wyższe niż na wyjściu ze stacji.
Najlepszym sposobem usunięcia siarkowodoru jest napowietrzanie otwarte - rozdeszczenie wody. Spotyka się wodociągi, na których w napowietrzalni stężenie tego gazu jest bardzo wysokie, co objawia się niezwykle intensywnych zapachem. Podobnie jak amoniak, siarkowodór bardzo dobrze usuwa się na drodze biologicznej na filtrach (na złożach filtracyjnych, które muszą zostać zaszczepione odpowiednimi bakteriami wykorzystującymi siarkowodór do procesów życiowych). Wówczas produktem utleniania siarkowodoru są siarczany.
Siarkowodór odgazowany z wody jako gaz cięższy od powietrza, gromadzi się zawsze w najniższych miejscach (wnękach, piwnicach, zagłębieniach), gdzie zalegając może osiągać stężenia stanowiące bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia i życia. Jest to jeden z najniebezpieczniejszych związków z jakimi mamy do czynienia w klasycznych technologiach uzdatniania wody. Przy wysokich stężeniach może prowadzić do bezpośredniego zagrożenia życia.