UNI I R E C E T O X SCI E0270 TECHNOLOGIE A NÁSTROJE OCHRANY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ Technologie na úpravu vody RNDr. Mgr. Michal Bittner, Ph.D. Hydrologický cyklus J S Department oft h e Interior U.S. Geological Survey Freshwater 2.5% Surface/other freshwater 1.2% Atmosphere Living things 3.0% Total global water Freshwater 0.26% Rivers 0.49% wamps, marshes Soil moisture 3.8% Surface water and other freshwater Typy vod Global Water Reservoirs and Turnover Times Turnover time Oceans 1,370,000 Polar Ice, Glaciers Groundwater (actively exchanged) Freshwater lakes Saline Lakes Soil moisture Atmosphere (water vapor) Rivers 29,000 4000 125 104 67 14 1.32 97.61 2.08 0.29 0.009 0.008 0.005 0.0009 0.00009 37,000 y 16,000 y 300 y 10-100 y 10-10,000 y 280 d 9d 12-20 d Zdroje vody Sladká • podzemní voda - vázána na horninové prostředí (to ovlivňuje i fyzikálně chemické vlastnosti vody). • v případě vyhovující kvality i bez úpravy, pro pitnou vodu pouze s hygienickým zabezpečením • s úpravou — nejčastějším případem vyšší obsah železa a/nebo manganu. Typickým znakem zvýšeného obsahu železa a manganu ve vodě je charakteristické okrové až černohnědé zbarvení vody a kovová chuť • limit pro železo je 0,2 mg/l, pro mangan je 0,05 mg/l. LAB TEC H i.r.o., Zhiiebui laboratoř, PoW 340/23, 639 00 Brno Zkušební laboratoř č. 1147 akreditovaná CLA dle CSNENISQ/IEC17925:2018 LABTEChľ Zkušební laboratoř Brno Polm 340/23, 639 00 Brno PROTOKOL O ZKOUŠCE č. 8182.2022 L 1147 Cena a varianty rozboru vody Cena za rozbor vody Ceny jsou orientační, jelikož záleží na lokalitě a přesném požadavku, co přesně má rozbor obsahovat, co nemá obsahoval a hlavně pro co rozbor vody potřebujete - nebolí přísnost parametrů. Strana: 1 Stran celkem: 2 Analyzovaný imteri.il: pitná voda Datum a ŕas přijmu: 16.5.2022 12:09 Dntum analýzy: Datum odběru: Odběr provedl: Typ odběru vzorku: Číslo prot. o odběru: SOF vzorkovaní: Zákazník: Obec Březina Brezina M 679 05 Březina Seznam přGoli: C VTorki] 165 2022 - 19.5.2022 16.5.2022 Labteeli Brno Jiří Vičar odber pitné vody B14"3 SAM 03: ČSN EN ISO 5667-l.ČSN EN ISO 5flfi7-3,ČSN ISO 5667-5.ČSN EN ISO 5667-14. ČSN EN ISO 1940S, Vyhl MZd Č.252Í20O4 Sb. protokol o odberu ř. B14-7S Krácený rozbor vody 1.692,-včetně DPH v 23 ukazatelů v dle vyhlášky 252/2004 3b. Úplný rozbor vody 9900,- včetně DPH v* 69 ukazatelů v dle vyhlášky 252/2004 Sb l-??9 Brezina - t.p, 31, kucliyh drez Limitní hodnoty prevzatý z prílohy c. 1 kvyhlášce í. 252.2004 Sb. c.vzorkn Boduo Limitní Identifikace PjTUWtl jednotka L255S ccni liodiiotv zkušební merodv SOF Akí Teplota. °C ll.S 3-12 DH - ECH15:<ÍS2."~5 754! A Barva ing Pt mg/1 Pt <5 V ^jlv :c MH SPE 07A:C SN EH ISO 7887 (•> A Zákal ZFfu) 0.91 V ľlľľ-: 5 MH 10% SPE 07B:C5NENISO 7027-1 (D A Pacli přijatelný V prijatelnv SENei:ČSN75 7340.ČSNEN 1622 (l) A Chuť přijatelná V läijitelzi SENei:CSN7S 7340.CSNEN 1622 (D A pH 7 2 v 6.5 - 9.5 MH 1% ECH MAiCSN ISO 10523 (l> A ELkonduktivita (25 °C) mS/m 80,1 v hl*. njiviH 2% ECH B2:C SN EM 27338 (1} >i CHSK Mn rng-'l 0,3 v max. 3MH VOL04:CSřIENISOB467 (D A Amonné ionty mpA o,: v max. 3.5 MH SPE 32:C5NENISO 11732 O) A Duutanv mpA <0,01 v max. 3.5NMH SPE 32: CSN EN ISO 13395 (1) A uag.1 14,4 v mix. 502IMH 10% 5PE32: ČSN EN ISO 13395 (D A Volný chlor ing.1 0,14 v max. OJ MH 20« SPE 22:C5NKQ 7393-liÄnd filmy :]. >!:.d:I.:Nol.. A Železo ini'l <0,05 v max. 31 MH ICP02Í5NENĽO11E85 (1) A Kolonie 22°C KTJ/lml 11 v mix. 230MH 40% MB17:CSNENISOť222 01 Kolonie 36aC KTJ/lml S v sax. MH 40% MBľtfSXEKBO 6222 (1) A Kciiftznini isakrerie KTJ-lQOnd Q v max. 3 MH MIB C1A.-CSN EN KO 9308-1 <1) A E-coli KTJ-lOOrul Q v ma* IľHMH \n5' - (r-:. • • t.- ni Výrok o ^liodŕ (hodnoceni): Limitní hodnoty převzaly z vyhlášky č. 252/20O4Sb. Způcob hodnoceni úiody: V - \yhovLvje limitu. NE - nevyhovuje limitu Použité rozhodovací pravidlo: Při hodnoceni nebyla zohledněna nejistota měřeni (NM). Vyhla íka í. 2 52/2004 Sb.: DH - doporučena hodnota. MH - rnezni hodnota. KMH - nejvyssí rn-eznihodnota Poznanika: Místa odběru je definováno v protokolu o odběru vzorku. Na místě pfi odběru vzorku byly stanoveny parametry: Volní' chlor.Teplota Číslice u ozz-ičeui zk-nieanj njeTc^fromziujs pracc^iitě LA3TECH sjt.o., nakterémbylparametr sbno-veii: 1 - Zkuiebri .ZLKHatoúrBriio, Polní 34J>'23, 639 00 Brno: 2 - Zkuiebtrí hborator Paskov, Rmii Annady Í37: 739 21 Pasim- 4 - Hypemcki Laboratoř Klatovy. PcdWmirjciikL 6B3,339 01 Klatovy. Zdroje vody Sladká • podzemní voda - vázána na horninové prostředí (to ovlivňuje i fyzikálně chemické vlastnosti vody). • v případě vyhovující kvality i bez úpravy, pro pitnou vodu pouze s hygienickým zabezpečením • s úpravou — nejčastějším případem vyšší obsah železa a/nebo manganu. Typickým znakem zvýšeného obsahu železa a manganu ve vodě je charakteristické okrové až černohnědé zbarvení vody a kovová chuť • povrchová voda - veškerá tekoucí i stojatá voda • toky, přehrady - vždy nutná úprava — nutno počítat s biologickým oživením a s obsahem cizorodých látek • ledovce • krasová voda (jeskyně) - vyšší obsah uhličitanů Slaná • brakická voda - na rozhraní sladké a slané vody • mořská voda Znečistení povrchových vod chemickými látkami Voda — lidský organismus, spotřeba Člověk a voda Voda je základní složkou lidského těla. Její obsah s věkem klesá: • 70-80 % u čerstvě narozených • kolem 50 - 60 % u dospělých jedinců s normální váhou • kolem 50 % u starších lidí Průměrná spotřeba na osobu a den byla v Praze 113 litrů (2017) Druh spotřeby 2013 2017 WC 28 1 25 1 Osobní hygiena, sprchování 42 1 40 1 Praní, úklid 16 1 18 1 Příprava jídla, mytí nádobí 81 9 1 Mytí rukou 6 1 ■ ■ zalévání 5 1 5 1 pití 2 1 2 1 ostatní 4 1 4 1 Využití (odběr vody) v ČR Využití (odběr vody) v ČR Celkové odběry vody jednotlivými sektory v ČR [mil. m3], 2000-2020 mll. m3 2 200 Od roku 2002 nárůst počtu evidovaných subjektů # Ostatní (včetně stavebnictví) # Zemědělství # Energetika Průmysl (včetně dobývání) # Vodovody pro veřejnou potřebu o <— ÍD co o: o <— -0 '-- CO Ol O o O CD o O O O o o rM o O CD o O O O o o O CD CD o O C) CD CD C) O O r\i :n r\i r\i Do roku 2007 byly evidovány odběry vody přesahující 15 000 m3 za rok nebo 1 250 m3 za měsíc. Od roku 2002 jsou evidovány odběry vody odběrateii nad 6 000 m3 za rok nebo 500 m3 za měsic - podle § 10 vyhlášky MZe č. 431/2001 Sb. Zdroj dat: MZe, s.p. Povodí VÚV T.G.M., v.v/i., ČSÚ Využití (odběr vody) v ČR Odběry povrchové vody jednotlivými sektory v ČR [mil. m3], 2000-2020 mll. m3 2 000 - 1 500 1 000 - 500 - D ■ ooaoooaooo<-<-<-í- ooaoooaoooooooooooooo Do roku 2001 byly evidovány odběry vody přesahující 15 000 m3 za rok nebo 1 250 m3 za měsíc. Od roku 2002 jsou evidovány odběry vody odběrateli nad 6 000 m3 za rok nebo 500 m3 za měsíc - podle § 10 vyhlášky MZe č. 431/2001 Sb. Zdroj dat: MZe, s.p. Povodí, VÚVT.G.M., v.vl, ČSÚ Využití (odběr vody) v ČR Odběry podzemní vody jednotlivými sektory v ČR [mil. m3], 2000-2020 mII, m3 500 - 400 300 200 100 0 ■■■■■■■■■ Od roku 2002 nárůst počtu evidovaných subjektů 0 Ostatní (včetně stavebnictví) 9 Zemědělství # Energetika Průmysl (včetně dobývání) # Vodovody pro veřejnou potřebu O r- Tvorba halogenderivátů po dezinfekci vody chlorací ^> Dobíhání neutralizačních, srážecích a oxidačně-redukčních reakcí z jednotlivých stupňů vodárenské úpravy ^> Koroze ocelového a litinového potrubí ^> Tvorba inkrustací ^> Tvorba biofilmů na stěnách potrubí a vodojemů ^> Nitrifikace amoniakálního dusíku ^> Transport korozních produktů a částí biofilmů z úseků s velkou rychlostí proudění do úseku ze stagnující vodou. Pitná voda Vyhláška č. 252/2004 Sb. 'Cj Přidej k oblíbeným Vyhláška, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody Částka S2/2004 Platnost od 30,04.2004 Účinnost od 01,05.2004 Zařazeno v právních oblastech * Správní právo »Vodní hospodářství »Vody »Zdravotnictví » Hygiena více ■sl Tisková verze Stáhnout PDF Stáhnout DOCX ^> 10 mikrobiologických a biologických ukazatelů ^> 55 chemických a fyzikálních ukazatelů Úprava vody pro pitné účely Ochranná pásma vodních zdrojů - § 30 zákona č. 254/2001 Sb. Stanovují se k ochraně vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti zdrojů • podzemních nebo povrchových vod pro zásobování pitnou vodou s průměrným odběrem více než 10 000 m3 za rok • podzemní vody pro výrobu balené kojenecké vody nebo pramenité vody Stanovení ochranných pásem je vždy veřejným zájmem Úprava vody pro pitné účely Ochranná pásma vodních zdrojů - § 30 zákona č. 254/2001 Sb. Dělení pásem: Ochranná pásma I. stupně - slouží k ochraně vodního zdroje v bezprostředním okolí jímacího nebo odběrného zařízení. Je zakázán vstup a vjezd s výjimkou osob, které mají právo vodu z vodního zdroje odebírat, a u vodárenských nádrží osob, které tato vodní díla vlastní. Ochranná pásma II. stupně, která slouží k ochraně vodního zdroje v územích stanovených vodoprávním úřadem tak, aby nedocházelo k ohrožení jeho vydatnosti, jakosti nebo zdravotní nezávadnosti. Je zakázáno provádět činnosti poškozující nebo ohrožující vydatnost, jakost nebo zdravotní nezávadnost vodního zdroje, jejichž rozsah je vymezen v opatření obecné povahy o stanovení nebo změně ochranného pásma. Vodní zdroj Pásmo hygienické ochrany I. stupně Vstup zakázán 1 SmVák> É fciľ\Jlií*ťŕ CÍUfAv* Ji *aqualia Vodní zdroj Pásmo hygienické ochrany II. stupně Vstup zakázán Úprava vody přo pitné účely Typy úprav pitné vody dle 428/2001 Sb. Kat. Typy úprav AI Úprava surové vody s koncovou dezinfekcí pro odstranění sloučenin a prvků, které mohou mít vliv na její další použití a to zvláště snížení agresivity vůči materiálům rozvodného systému včetně domovních instalací (chemické nebo mechanické odkyselení), dále odstranění pachu a plynných složek provzdušňováním. Prostá filtrace pro odstranění nerozpuštěných látek a zvýšení jakosti A2 Surová voda vyžaduje jednodušší úpravu, např. koagulační filtraci, jednostupňové odželezňování, odmanganování nebo infiltraci, pomalou biologickou filtraci, úpravu v horninovém prostředí a to vše s koncovou dezinfekcí. Pro zlepšení vlastností je vhodná stabilizace vody A3 Úprava surové vody vyžaduje dvou či vícestupňovou úpravu čiřením, oxidací, odželezňováním a odmanganováním s koncovou desinfekcí, popř. jejich kombinaci. Mezi další vhodné procesy se řadí např. využívání ozónu, aktivního uhlí, pomocných flokulantů, flotace. Ekonomicky náročnější postupy technicky zdůvodněné (např. sorpce na speciálních materiálech, iontová výměna, membránové postupy) se použijí mimořádně Úprava vody pro pitné účely Způsoby úpravy vody Podzemní voda Základní • Odkyselování • Odželezování • Odmanganování • Filtrace • Desinfekce Další možnosti • Čiření • Iontová výměna • Membránové procesy Povrchová voda Základní • Mechanické předčištění • Preoxidace • Cireni • Filtrace • Adsorpce • Desinfekce • Stabilizace Další možnosti • Membránové procesy • Flotace Úprava vody pro pitné účely Mechanické předčištění surové vody Pro zachycení hrubších nečistot • Česle - součást odběrného objektu nebo UV • hrubé • střední • jemné • Rotační síta • Lapáky písku • Usazovací nádrže Použití • u povrchových vod s odběrem přímo z vodního toku • u povrchových vod s odběrem z nádrží - jen rotační síta Úprava vody pro pitné účely Preoxidace k oxidaci anorganických a organických látek r • Fyzikálně-chemická — vzdušným kyslíkem objektu nebo UV. Při: • nízkém obsahu kyslíku • přebytku plynů — H2S, C02, radon • Chemická • Ozon — rozklad huminových látek, barviv a fenolů, likvidace virů • Manganistan draselný — v případě obsahu Mn • Peroxid vodíku — možno i v kombinaci s ozonem — lepší eliminace chlorofylu • Chlor — odstranění amoniaku, dusitanů. Může vést ke vzniku chlororganických sloučenin a haloformů • Oxid chloričitý — nedochází k tvorbě haloformů, oxidace rychlejší než u Cl Úprava vody pro pitné účely Cireni k odstranění suspenzí a koloidních částic. Podstatou čiření je koagulace - shlukování koloidních částic do větších agregátů Koloidní disperse - velikost částic 5 - 500 nm, náboj 50 - 100 mV • hydrofobní — tvořeny látkami anorganického původu • hydrofilní — rozpuštěné organické látky (bílkoviny, škrob, polysacharidy, želatina) Koagulaci lze vyvolat • přídavkem sloučenin zvaných flokulanty • úpravou pH • podstatným zvýšením teploty • UV nebo gama zářením • ultrazvukem Průměr částice [Jim Typ částice Doba sedimentace (při 1 m výšky vody) 1000 Písek 10 sekund 100 Jemný písek 2 minuty 10 Jíl 2 hodiny 1 Bakterie 8 dní 0,1 Koloid 2 roky Úprava vody pro pitné účely Filtrace Objemová filtrace (1) • Pomalá • Rychlá • Přímá — bez přídavku re akčních činidel • Koagulační — koagulant před filtrem • In line filtrace — kationické polymery na povrch filtru, chemická reakce na povrchu zrn (až 80% využití výšky filtračního lože) Požadavky na filtrační náplň Mechanická stálost a pevnost Chemická odolnost Stejnozrnnost Tvar zrn (optimum kulovitý) Mezerovitost Měrná hmotnost zrn Materiály • Křemičitý písek • Antracit • Aktivní uhlí • Preparované písky • Filtralite - spékáním jílu při 1 200 °C Úprava vody pro pitné účely Filtrace Objemová filtrace klasický Evropský filtr • filtrační náplň - 1,0 - 5,0 mm • praní vodou a vzduchem • přítok vody žlabem nad hladinou -rychlost vody do 0,6 m/s -netříštění vloček • mezidno, pod ním rozvody prací vody a vzduchu Americký filtr • nemá mezidno, drenážní systém • praní pouze vodou • shora • současně shora i zdola • zdola • jemnější filtrační náplň — 0,6 — 1,0 mm Úprava vody pro pitné účely Flotace (DAF - Dissolved Air Flotation) • flotace rozpuštěným vzduchem — pro první separační stupeň suspendované látky jsou mikrobublinkami vynášeny k hladině, kde jsou jako pěna odstraňovány • používaná převážně v úpravě průmyslových vod • energeticky náročnější proces, potřebuje však méně prostoru než sedimentace Flocculants Distribution Baffle Rods Underflow Baffle Outlet Weir Water Chemical Mix Tank Air Sparger f Froth Layer Control Valve T3 CD ■j— O'J Sludge Froth Vent Compressed Air Air Drum i. J&3 o :=-o Ql Effluent * Water Recycle Pump Úprava vody pro pitné účely Adsorpce Zachycování plynů, pat a rozpuštěných látek na povrchu pevných látek. Používá se k pro zlepšování organoleptických vlastností, odstraňování pesticidů, huminových látek, uhlovodíků a pro dechloraci Materiály zrněné aktivní uhlí • při trvale zhoršené kvalitě vody jako náplň filtru • předřazena oxidace nejčastěji ozonizací • zrna 1,5 - 3 mm, objemová hmotnost 300 - 500 g/l práškové aktivní uhlí • při sezónně zhoršení kvalitě vody • dávkování do vody • zařazeno před filtraci Sorpční hmoty — na bázi měničů iontů, kremičitanu nebo hlinitokřemičitanů DMYCHADLO Úpravna Myslivny, VaK Karlovy Vary, a.s. DÁVKOVÁNÍ KOAGULANTU DISPEČINK lil -- ...... w •• • ■ ■ ČERPADLA NA SUROVOU VODU £11 I L Úprava vody pro pitné účely Dezinfekce Zneškodnění choroboplodných zárodků (bakterie a vity) Druhy dezinfekce Primární - součást vlastního procesu úpravy vody, odstranění patogenních zárodků z upravované vody Sekundární — hygienické zabezpečení upravené vody. • dostatečná zbytková koncentrace k zajištění mikrobiologické kvality v celém systému. • minimalizace tvorby vedlejších produktů Způsoby • chemické — působení silných oxidačních látek na patogenní zárodky (chlor, chlornan sodný, oxid chloričitý, ozon, manganistan draselný) • fyzikální — UV záření, anodická oxidace, ionizující záření Úprava vody pro technologické účely Reversní osmóza • Osmóza — proudění rozpouštědla přes membránu do roztoku do dosažení osmotické rovnováhy • Osmotický tlak — rozdíl koncentrací kapalin • Reverzní osmóza — působením vyššího tlaku na roztok přechází molekuly rozpouštědla membránou v opačném směru než při osmóze • mořská voda 5 -7 MPa • btakická voda 1,5 -2 MPa • Membrána — polopropustná kompozitní vrstva (polyamid, polysulfen, zpevňující vrstva...) • Koncentrát — zahuštěná vstupní kapalina v závislosti na použitém tlaku • Permeát — výstupní kapalina zbavená prakticky všech úplně rozpuštěných solí a organických látek • Vodu lze zbavit všech rozpuštěných solí a organických látek menších než 0,001 mikrometrů i jednomocných iontů Úprava vody pro pitné účely Dezinfekce Ozon • pro primární dezinfekci, preoxidaci surové vody, oxidaci za prvním separačním stupněm, před filtry se zrněným aktivním uhlím • nejsilnější oxidační činidlo, je značně nestálý nedá se stlačit a skladovat, vyrábí se na místě úpravy vysoce toxický a korozívni — nutné dokonalé odvětrání z prostoru úpravny ne pro hygienické zabezpečení Úprava vody pro pitné účely Dezinfekce Chlor • žlutozelený dusivý plyn, pro hygienické zabezpečení v případě, že nevzniká větší množství vedlejších produktů • dodává se kapalný (láhve, sudy) nebo plynný (láhve) dávkování chlorátory jako • plyn • vodný roztok výhodou nízká cena, jednoduché dávkování tvorba chlorderivátů — karcinogenní tvorba chlorfenoly — silný zápach účinnost klesá od hodnoty pH 6 Úprava vody pro pitné účely Dezinfekce UV záření nejúčinnější při vlnové délce 254 nm rozhodujícím předpokladem je absorpce záření nukleovými kyselinami DNA a RNA — zamezuje se množení mikroorganismů zdroje UV záření — rtuťové výbojky • vysokotlaké • nízkotlaké nevzniká indukované znečištění účinek dezinfekce není trvalý balené vody Úprava vody pro pitné účely Odželezování, odmanganování Zvýšený obsah Fe a Mn • zhoršuje organoleptické vlastnosti vody • způsobuje zanášení potrubí Způsoby odstraňování • oxidace vzdušným kyslíkem (dtto mechanické odkyselování), ozonem, chlorem, někdy alkalizace (hydroxidy sodný a vápenatý, uhličitan sodný) - oxidace při nižším pH nízká • filtrace • mangan — filtry preparované manganistanem draselným Úprava vody pro technologické účely Změkčování Odstraňování vápníku a hořčíku, které jsou příčinou nadměrných inkrustací nebo jsou nevhodné v technologických vodách (např. textilní, koželužský a potravinářský průmysl) Částečné změkčení (odstraňování hydrogenuhličitanů) - dekarbonizace • termická — zahřátí vody k bodu varu • kyselinou (chlorovodíková, sírová) — vyšší provozní náklady, složitější obsluha • srážením vápnem — současné odstranění C02 (sytič, reaktor, filtr) • výměnou iontů Úplné změkčení srážení - NaOH, Ca(OH)2, Na2C03, fosforečnany iontová výměna membránové procesy Úprava vody pro technologické účely Průsakové vody ze skládek Značná kvalitativní a kvantitativní rozmanitost v návaznosti na - sládkovaný odpad - stáří skládky (kyselinotvorná nebo methanogenní fáze) - množství dešťových srážek - provozní parametry (hutnění, odvod bioplynu, systém ukládání odpadů) Příklad kvanvitativní proměnlivosti během jednoho roku 1100,0 Ncelk ■MH4+ Úprava vody pro technologické účely Příklad vybraných parametrů sledovaných u průsakových vod ze skládky odpadů a rozsah obvyklých hodnot CHSKCr BSK5 RL RAS NL Co Ni Se Hg Cl so42- F- Ncelk NH4+ Cio"C4o pH mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Mg/i mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l - 350 40 3 000 2 500 30 0,00 0,00 0,000 0,000 600 250 1 70 50 0,06 7 2 300 1 300 7 000 6 000 250 0,01 0,08 0,005 0,001 2 000 1 500 4 200 160 1,20 8 Technologické možnosti čistění • membránové separační procesy (mikrofiltrace, nanofiltrace ultrafiltrace, reverzní osmóza) • vakuová odparka (destilace, odpařování