Úpravňa vody v Holíči

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 obcí Skalica, Holíč, Kátov, Vrádište, Prietržka a Trnovec pitnou vodou, 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, akumulačné nádrže) a prevádzkovú časť (šatne, sklady, velín a chemické laboratórium). Do prevádzky bola spustená v roku 1975 s výkonom úpravy vody 120 l.s-1. Upravovaná (surová) voda sa čerpá zo štyroch vodných zdrojoch (VZ), ktoré sa nachádzajú v okruhu cca 12 km od ÚV a paralelne pozdĺž vodného toku Morava. Čiže jedná sa o podzemnú infiltrovanú vodu cez štrkové podložie.

  • VZ Pramenisko Holíčsky les – tvorí ho 14 vŕtaných studní spriemerom 600 mm apriemernou hĺbkou 10m. Maximálna výdatnosť Qmax = 50 l.s-1.
  • VZ Holíč HČ – 3 vŕtané studne spriemerom 300mm ahĺbkou cca 110m. Qmax = 20 l.s-1.
  • VZ Skalica – 11 vŕtaných studní spriemerom 300, 400, 600 a800 mm ahĺbkou od 20 do 80 m. Qmax = 30 l.s-1.
  • VZ Kopčany – 4 vŕtané studne spriemerom 600 mm ahĺbkou 10m. Qmax = 25 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), sedimentáciu (usadzovanie) 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 asíry. Do prírodných vôd sa dostávajú vylúhovaním železných amangánových. rúd (pyrit, siderit, burel atď.). Môžu byť vrozpustenej forme ako dvojmocné Fe2+, Mn2+ (vo vodách snízkym alebo žiadnym obsahom rozpusteného kyslíka) alebo nerozpustenej forme ako trojmocné Fe3+, Mn3+ (a mangán aj štvormocné Mn4+). Majú dôležitý biologický význam – železo sa nachádza včervenom krvnom farbive, mangán riadi chemické reakcie vtelách organizmov, ako premena cukrov, kontrola hladiny cholesterolu asprávny vývoj kostí achrupaviek. Nedostatok týchto prvkov spôsobuje chudokrvnosť, zvýšenú únavnosť, lámavosť nechtov, vlasov, zlé vstrebávanie rôznych vitamínov apod. Naopak, vysoký obsah zhoršuje senzorické vlastnosti vody ako pach, chuť, zákal aspôsobuje niektoré zdravotné problémy, najmä srdcovo-cievne. Ztechnických problémov sa jedná ousádzanie na stenách nádrží vpotrubiach 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 adodáva jej typickú osviežujúcu chuť, ktorú poznáme zminerálok. Vyskytuje sa voformách ako viazaný (hydrogénuhličitany alebo uhličitany) alebo voľný (rovnovážny alebo nadbytočný – agresívny na železo, mramor avápno, čiže spôsobuje rozpúšťanie týchto materiálov).modra_skolatechschema_uprava

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 rozpustnej formy na nerozpustnú (Fe2+ ® Fe3+, Mn2+ ® Mn3+, Mn4+).

2. alkalizácia – pridávanie vápenného mlieka (hydroxid vápenatý + voda) čím zvýšime hodnotu pH cca 8,5 a tým podporíme aj rýchlejšiu premenu na už nerozpustnú formu Fe a Mn.

3. miešanie – rýchle a pomalé. Úlohou rýchleho miešania je zhomogenizovať – dosiahnuť rovnakú koncentráciu – vápenného mlieka a upravovanej vody. Prebieha v nádrži s objemom 5,8 m3 (s navrhovanou dobou zdržania 60 sek.) prostredníctvom vertikálneho lopatkového miešadla. Nádrž pomalého miešania (alebo flokulačná nádrž) má objem 65 m3, navrhovaná doba zdržania je 20 min. Dochádza tu k zrážacím reakciám a tvorbe makrovločiek. Vznik makrovločiek podporuje pomalé miešanie prostredníctvom horizontálnych lopatiek miešadla. Ide vlastne o udržanie mikrovločiek Fe3+ vo vznose, čím sa podporuje (vzájomným zrážaním mikrovločiek) zhlukovanie a narastanie vločky do rozmerov, ktoré sú ťažšie ako voda a sú usaditeľné. Miešanie musí byť pomalé preto, aby sme nespôsobovali opak zrážania, a to rozbíjanie vločiek.

4. sedimentácia – usadzovanie vzniknutých makrovločiek. Prietok vody, resp. rýchlosť šírenia, spomalíme na takú rýchlosť, ktorá je menšia ako rýchlosť usadzovania makrovločiek. Docielime to v nádrži s rozmermi 4,5×3,5×30 m. Usadzovaním makrovločiek vzniká na dne nádrže kal, ktorý sa stiera zhrabovacím zariadením z dna nádrže do kalovej jamy a odtiaľ sa vypúšťa na kalové polia.

5. filtrácia – celý proces úpravy sa uzatvára na pieskových filtroch. Filter je nádrž, v ktorej 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 odstráni zostatok makrovločiek Fe3+, dobehne aj 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 chlórdioxidu.