Úpravňa vody Kúty

Požiadavky na vodu určenú pre ľudskú spotrebu (pitnú hygienicky nezávadnú vodu) ustanovuje NV SR 354/2006 Z.z. Vodné zdroje, ktoré sú určené pre zásobovanie obyvateľstva pitnou vodou v tejto lokalite, vykazujú väčšie hodnoty sledovaných ukazovateľov železa, mangánu, sírovodíka a agresívneho oxidu uhličitého ako ustanovuje NV SR 354/2006 Z.z. Z tohto dôvodu sa musí voda upravovať.

Úpravňa vody (ÚV) je trojpodlažná budova rozdelená na technologickú časť (hala bazénov, čerpacia stanica, retenčná nádrž) a prevádzkovú časť (šatne, sklady, velín a chemické laboratórium – nevyužívané). Do prevádzky bola spustená v roku 1999 s výkonom úpravy vody 80 l.s-1. Upravovaná (surová) voda sa čerpá z vodného zdroja (VZ), ktorý sa nachádza cca 1 km od ÚV kolmo na rieku Moravu. Čiže ide o podzemnú vodu infiltrovanú cez štrkovo-piesčité podložie.

VZ Kúty – 2 vŕtané studne spriemerom 1000 mm ahĺbkou 26 m. Qmax = 80 l.s-1.

Úprava vody je založená na fyzikálno-chemických princípoch resp. prebieha tak isto ako v prírode, len na ÚV jej vytvárame umelé prostredie. Ide najmä o prevzdušnenie, alkalizáciu (pridanie hydrátu vápenatého), flokuláciu (zrážanie) a filtráciu. Najskôr ale niečo o sledovaných ukazovateľoch :

  • železo, mangán – patria do skupiny kovových prvkov najrozšírenejších na Zemi. Vyskytujú sa najmä vo forme zlúčenín kyslíka, oxidu uhličitého a síry. Do prírodných vôd sa dostávajú vylúhovaním železných a mangánových rúd (pyrit, siderit, burel atď.). Môžu byť v rozpustenej forme ako dvojmocné Fe2+, Mn2+ (vo vodách snízkym alebo žiadnym obsahom rozpusteného kyslíka) alebo nerozpustnej forme ako trojmocné Fe3+, Mn3+ (a mangán aj štvormocné Mn4+). Majú dôležitý biologický význam – železo sa nachádza v červenom krvnom farbive, mangán riadi chemické reakcie v telách organizmov, ako premena cukrov, kontrola hladiny cholesterolu a správny vývoj kostí achrupaviek. Nedostatok týchto prvkov spôsobuje chudokrvnosť, zvýšenú únavnosť, lámavosť nechtov, vlasov, zlé vstrebávanie rôznych vitamínov a pod. Naopak, vysoký obsah zhoršuje senzorické vlastnosti vody, ako pach, chuť, zákal, a spôsobuje niektoré zdravotné problémy, najmä srdcovo-cievne. Z technických problémov ide o usádzanie na stenách nádrží v potrubiach a postupné upchávanie (kolmatácia) hydraulických častí čerpacích agregátov.
  • sírovodík – bezfarebný plyn zapáchajúci po skazených vajciach, čuchom ho rozpoznáme už pri koncentrácii cca 0,01 mg.l-1. Je jedovatý, spôsobuje rôzne zdravotné problémy, napr. dráždenie očí pri koncentrácii 0,015 – 0,03 mg.l-1 , vážne poškodenie očí 0,07 – 0,14 mg.l-1, strata čuchu 0,21 – 0,35 mg.l-1 atď.
  • oxid uhličitý – bezfarebný plyn bez zápachu, je ťažší ako vzduch. Je bežnou súčasťou zemskej atmosféry, vo vode sa dobre rozpúšťa a dodáva jej typickú osviežujúcu chuť, ktorú poznáme z minerálok. Vyskytuje sa voformách ako viazaný (hydrogénuhličitany alebo uhličitany) alebo voľný (rovnovážny alebo nadbytočný – agresívny na železo, mramor a vápno, čiže spôsobuje rozpúšťanie týchto materiálov).
    modra_skola_vkty_prava

Stupne úpravy vody:

  • 1. prevzdušnenie – prebieha v prevzdušňovacom zariadení INKA. Surová voda je privádzaná na perforovaný plech, pod ktorý sa vháňa ventilátorom vzdušný kyslík. Tým sa voda nasýti kyslíkom (podzemná voda obsahuje málo kyslíka), ktorý je potrebný na ďalšie chemické reakcie. Z vody sa vypudí „takmer všetok“ sírovodík a časť oxidu uhličitého. Množstvo vzduchu potrebného na prevzdušnenie vody sa volí podľa chemického rozboru a množstva upravovanej vody, resp. výkonu ÚV. Hneď po prevzdušnení dochádza k oxidácii železa a čiastočne aj mangánu – čiže premena rozpustenej formy na nerozpustnú (Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mn3+, Mn4+).
  • 2. alkalizácia – pridávanie vápenného mlieka (hydroxid vápenatý + voda), čím zvýšime hodnotu pH cca 8,5 atým podporíme aj rýchlejšiu premenu na už nerozpustnú formu Fe a Mn.
  • 3. miešanie – jeho úlohou je zhomogenizovať – dosiahnuť rovnakú koncentráciu vápenného mlieka a upravovanej vody. Prebieha v nádrži sobjemom 35,5 m3 (s navrhovanou dobou zdržania 7 min.) prostredníctvom vertikálneho lopatkového miešadla. V priebehu miešania sa vytvárajú makrovločky z čiastočiek už nerozpustného Fe3+ zhlukovaním.
  • 4. filtrácia – celý proces úpravy sa uzatvára na pieskových filtroch. Filter je nádrž, vktorej je kremičitý piesok (priemer zrna 1-2 mm) s hrúbkou vrstvy 1,7 m. Tento piesok je zapracovaný (obalený) hypermangánom draselným, čo je vysoko oxidačné činidlo. Filtráciou sa odstránia makrovločky Fe3+, dobehne oxidácia Fe2+ a hlavne prebehne oxidácia rozpusteného Mn na vyššie oxidy – nerozpustnú formu, ktoré obaľujú zrná piesku. Na dokonalú oxidáciu je potrebný kyslík, ktorý sme zabezpečili prevzdušnením na začiatku procesu. Filtráciou sa filter postupne zanáša a zmenšuje sa jeho priepustnosť. Z tohto dôvodu sa musí filter prať. Pranie sa vykonáva v cykloch po 96 hod. prevádzky prostredníctvom vzduchu a vody. Vzduch sa privádza z dúchadla do dna filtra a núti zrná piesku trieť sa o seba, čím sa rozbijú väzby makrovločiek v medzerách medzi zrnami a obrúsi sa vrstva oxidov mangánu zo zŕn piesku. Vodou sa potom filter prepláchne opačným smerom ako prebieha filtrácia.

Týmto je proces úpravy vody ukončený. Zostáva len zabezpečiť hygienickú nezávadnosť vody, čo sa robí zachlórovaním pomocou plynného chlóru.