Príklad využitia nástroja Plánov bezpečnosti pitnej vody SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo

Transkript

1 Výskumný ústav vodného hospodárstva Príklad využitia nástroja Plánov bezpečnosti pitnej vody SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo Karol Munka, Monika Karácsonyová, Margita Slovinská, Lívia Kijovská, Miloslava Prokšová Medzinárodná konferencia Bezpečnosť dodávky pitnej vody Výzva pre dunajský regíón Bratislava,

2 Plány bezpečnosti pitnej vody nové postupy zabezpečenia kvality pitnej vody a jej spoľahlivého dodávania spotrebiteľom založené na holistickom prístupe k celému systému komplexné hodnotenie ariadenie rizík vo vodárenskom systéme od oblasti zdroja vody až po spotrebiteľa 4. kapitola, 3. vydanie príručky WHO pre kvalitu pitnej vody (Guidelines for drinking water quality, 2004) Najúčinnejším spôsobom zabezpečenia trvalej spoľahlivosti zásobovania pitnou vodou je komplexné hodnotenie a riadenie rizík, ktoré zahrnie všetky stupne systému od zdrojov vody po spotrebiteľa. Water Safety Plan Plán bezpečnosti pitnej vody, PBPV

3 Plány bezpečnosti pitnej vody IWA podporila snahu WHO a v r.2005 vyhlásila tzv. Bonnskú chartu o bezpečnej pitnej vode hlavný cieľ Bonnskej charty Dobrá, zdravotne bezchybná pitná voda, ktorá má dôveru spotrebiteľa.

4 Plán bezpečnosti pitnej vody SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo Projekt SK-0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody Doba riešenia: Riešiteľ: Výskumný ústav vodného hospodárstva Financovanie projektu: Tento projekt bol spolufinancovaný z Finančného mechanizmu EHP, Nórskeho finančného mechanizmu a zo štátneho rozpočtu Slovenskej republiky.

5 Projekt SK-0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody Aktivita 1: Manažment projektu Štruktúra projektu Aktivita 2:Využitie rizikovej analýzy pri riadení vodárenských systémov Aktivita 3:Technologický audit a možností úpravní vôd pri zabezpečení kvality pitnej vody Aktivity 4: Biologický audit vo vodárenstve ako nástroj zvyšovania kvality technologickej praxe Aktivita 5: Rámcový plán bezpečnosti pitnej vody

6 Projekt SK-0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody Hlavné výstupy projektu vypracovanie všeobecného -rámcového PBPV prispôsobeného podmienkam v slovenskom vodárenstve využívanie rámcového PBPV pri vypracovaní a zavádzaní PBPV špecifických pre konkrétne vodárenské systémy vypracovanie metodických príručiek pre analýzu rizík, technologický a biologický audit vypracovanie PBPV pre SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo a jeho overenie vypracovanie metodiky hodnotenia technického stavu vodovodov a zostavenie hydraulického modelu SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo

7 Vypracovanie, overovanie a revízia Plánov bezpečnosti pitnej vody 1. zostavenie pracovnej skupiny na vypracovanie PBPV 2. popis systému zásobovania vodou 3. uskutočnenie analýzy rizík,t.j. identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí, hodnotenie rizík a stanovenie ich priorít 4. stanovenie, validácia a monitorovanie kontrolných opatrení na reguláciu rizík 5. overenie efektívnosti PBPV 6. vypracovanie a zavádzanie nápravných opatrení 7. príprava manažérskych postupov, t.j. prevádzkových postupov pre normálny stav a pre mimoriadne situácie 8. vypracovanie podporných programov 9. plánovanie a uskutočnenie pravidelnej revízie PBPV 10. revízia PBPV po nehode 11. vypracovanie príslušnej dokumentácie a spôsobov komunikácie

8 Plán bezpečnosti pitnej vody SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo vybraný skupinový vodovod: SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo od ÚV Hriňová po obec Vidiná partner projektu: StVPS, a.s. Banská Bystrica

9 Plán bezpečnosti pitnej vody SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo 1. Zostavenie pracovnej skupiny 2. Popis systému zásobovania vodou 3. Identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí a hodnotenie rizík a stanovenie ich priorít 4. Návrh kontrolných opatrení 5. Určenie prevádzkových a kritických medzných hodnôt 6. Overenie efektívnosti PBPV

10 Popis systému zásobovania vodou

11 Vodárenská nádrž Hriňová

12 Vodárenská nádrž Projektované kapacity, výškové ageologické charakteristiky povodia využívaných vodárenských nádrží Nadmor. výška* Celkový objem Zásobný objem Hĺbka nádrže* Plocha nádrže* Plocha povodia m n.m. mil. m 3 mil. m 3 m km 2 km 2 Geologické pomery Starina 340,00 59,60 45,10 46,00 2,81 131,00 Flyš Bukovec 416,75 23,40 21,40 48,25 1,05 55,36 Nová Bystrica 600,22 36,93 32,84 57,00 1,92 59,30 Turček 777,30 9,90 9,30 57,00 0,54 29,50 Klenovec 378,80 8,425 6,85 29,50 0,71 71,60 Poryfyroidy, fylity Paleogén, flyš Neogénne vulkanity Kryštalické bridlice Hriňová 565,40 7,28 7,05 39,10 0,55 70,82 Granodiority Málinec 346,50 26,62 23,71 46,50 1,38 84,00 Pararuly Rozgrund 705,00 0,576 0,445 22,30 0,057 3,50 Neogénne vulkanity * pri maximálnej prevádzkovej hladine

13 ÚV Hriňová

14 ÚV Hriňová technologická schéma

15 Popis systému zásobovania vodou SKV H-L-F od povodia VN Hriňová po obec Vidiná vodárenská nádrž Hriňová ÚV Hriňová dvojstupňová úprava vody doprava vody gravitačnepotrubím z rôznych materiálov sdimenziami od DN 600 mm nižšie (oceľ, azbestocement, šedá liatina, železobetón, tvárna liatina a PE) akumulácia vody -vo vodojemoch, ktorých hlavnou funkciou je prerušenie tlaku v potrubí vybraný úsek potrubia je dlhý 37,94 km

16 Analýza rizík vodárenských systémov Nebezpečenstvo biologický, chemický, fyzikálny alebo rádiologický činiteľ, ktorý môže vyvolať poškodenie zdravia zdroj potenciálneho poškodenia alebo situácia spotenciálnou možnosťou poškodenia alebo ujmy Nebezpečná udalosť udalosť, ktorou sa do vodovodného systému vnášajú nebezpečenstvá alebo, ktorou sa neodstraňujú Riziko pravdepodobnosť, že identifikovaným nebezpečenstvom dôjde k poškodeniu populácie, ktorá je nebezpečenstvu vystavená po určité časové obdobie je kombinácia pravdepodobnosti výskytu azávažnosti následkov nebezpečenstva resp. nebezpečnej udalosti Určenie miery rizika nebezpečenstva / nebezpečnej udalosti (R) podľa kritérií: pravdepodobnosť výskytu (P) závažnosť následkov (Z)

17 Analýza rizík vodárenských systémov Pravdepodobnosť výskytu zriedkavá (raz za 5 rokov; nebol výskyt vminulosti avysoká nepravdepodobnosť výskytu v budúcnosti) nepravdepodobná (raz za rok;výskyt je možný anedá sa úplne vylúčiť) stredne pravdepodobná (raz za mesiac; výskyt je možný a za určitých okolností môže nastať) pravdepodobná (raz za týždeň; výskyt v minulosti a potenciálny opätovný výskyt) takmer určitá (raz za deň; výskyt v minulosti a možnosť opätovného výskytu)

18 Analýza rizík vodárenských systémov Závažnosť následkov nevýznamná (žiaden alebo nepozorovateľný účinok) málo významná (malý estetický vplyv, ktorý vyvoláva nespokojnosť; krátkodobé alebo lokálne následky; zdravotne nevýznamný nesúlad snormami alebo senzorickými požiadavkami) stredná (veľký estetický vplyv; rozsiahle senzorické problémy alebo dlhodobý nesúlad s normami bez zdravotných následkov) veľká (významné následky nesúlad s nariadeniami; možné dlhodobé vplyvy na zdravie) katastrofálna (závažné následky na verejné zdravie; možné ochorenie)

19 Analýza rizík vodárenských systémov Výsledné riziko R = P x Z priradenie miery rizika (L, M, H, E) Miera rizika L nízke riziko (zvládnutie bežnými postupmi) M mierne /stredné/ riziko (treba špecifikovať zodpovednosť manaž.) H vysoké riziko (nutná pozornosť manažmentu) E extrémne riziko (okamžité riešenie)

20 Pravdepodobnosť Porovnávacia matica na určenie poradia rizík (WHO 2005) výskytu 1 - nevýznamná Závažnosť 2 - málo významná následkov 3 - stredná 4 - veľká 5 - katastrofálna 1 - zriedkavá L L M H H 2 - nepravdepodobná L L M H E 3 - stredná L M H E E 4 - pravdepodobná M H H E E 5 - takmer určitá H H E E E

21 Stanovenie priority rizík a vypracovanie kontrolných opatrení Kritické kontrolné body (určenie kontrolných opatrení) -nebezpečenstvá a nebezpečné udalosti s rizikom Ea H - vybrané nebezpečenstvá a nebezpečné udalosti s rizikom M (princíp ALARP) Evidovanie rizík v ďalšom postupe - ostatné nebezpečenstvá a nebezpečné udalosti s rizikom M - nebezpečenstvá a nebezpečné udalosti s rizikom L

22 Identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí a hodnotenie rizík a stanovenie ich priorít Povodie povrchovej vody oblasť povodia systém monitorovania Odber a transport povrchovej vody odber povrchovej vody transport povrchovej vody systém monitorovania

23 Identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí a hodnotenie rizík a stanovenie ich priorít Úprava vody úprava vody, generické riziká chemikálie použité na úpravu alebo dezinfekciu odstraňovanie pevných častíc/hrablice homogenizácia koagulantu rýchle miešanie hydraulické koagulácia/flokulácia (pomalé miešanie hydraulické) prvý stupeň separácie suspenzie (pozdĺžna usadzovacia nádrž) druhý stupeň separácie suspenzie (piesková rýchlofiltrácia) dezinfekcia akumulácia pitnej vody (akumulačné vodojemy na ÚV 2 x 540 m 3 ) kalové hospodárstvo

24 Identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí a hodnotenie rizík a stanovenie ich priorít Distribúcia pitnej vody distribučná sieť od ÚV Hriňová po obec Vidiná vodojemy na hlavnej trase SKV: - Kriváň, Podkriváň, Mýtna, Kopáň distribučná sieť obce Vidiná vodojem Vidiná

25 Hodnotenie miery rizika N a NU vybraného SKV Časť Miera rizika vodovod. Extrémna Vysoká Stredná Nízka systému E H M L Spolu Povodie Odber a transport Úprava vody Distribúcia vody Spolu

26 Prvok Nebezpečenstvo Nebezpečná udalosť P Z Hodn. rizika 1.1. Oblasť povodia Povodie povrchovej vody Zóna povodia Znečistenie zóny povodia Úmyselné znečistenie spôsobené sabotážou alebo teroristickou akciou Znečistenie zóny povodia Vysoká hladina a/alebo prívalové dažde Znečistenie zóny povodia Erózia sedimentov spôsobená bagrovaním Znečistenie zóny povodia Toxické chemikálie zo vzduchu 1.2. Systém monitorovania Systém monitorovania Zlyhanie systému monitorovania Zlyhanie systému monitorovania Zlyhanie systému monitorovania 1 5 H 2 3 M 1 1 L 3 1 L Havária, sabotáž 1 5 H Monitorovanie kvality vody a sedimentov Porucha L L

27 Prvok Nebezpečenstvo Nebezpečná udalosť P Z Hodn. rizika 3.1. Odber povrchovej vody Odberný objekt Nedostatok/ s prívodným potrubím nedostupnosť vody Odberná nádrž Znečistenie a/alebo nedostupnosť vody 3.2. Transport povrchovej vody MVE Výpadok MVE vdôsledku poruchy 3.3. Systém monitorovania Systém monitorovania Zlyhanie systému monitorovania Zlyhanie systému monitorovania Zlyhanie systému monitorovania Odber a transport povrchovej vody Porucha prívodného potrubia pre surovú vodu Deficit vody alebo znečistenie vedúce (čiastočne) kuzavretiu odberu, nie je alternatívny zdroj surovej vody Obmedzenie dodávky vody do ÚV Hriňová Havária, porucha, sabotáž Monitoring surovej vody Výpadok prúdu, porucha prevádzky 1 5 H 1 5 H 2 4 H H M 1 5 L

28 Skupina prvkov 6.1. Úprava, generické riziká Návrh procesu Prvok Nebezpečenstvo Nebezpečná udalosť P Z Hodn. rizika Úprava vody Vsúčasnosti nedostatočná úprava vody vdôsledku zastaranej úpravne vody, ktorá je vprevádzke od roku 1964 vo väzbe na súčasnú kvalitu vody Nízko mineralizovaná surová voda 5 4 E Elektrická Nedostatočná úprava Žiadna alebo nestabilná 3 3 H energia vdôsledku výpadku el. energie elektrická energia ažiadny alebo porušený záložný zdroj Kontrola prietoku Všeobecné Nedostatočná úprava vdôsledku neoptimálneho prietoku Prírodné katastrofy vedúce kzničeniu modulov pre úpravu vody Vplyv na kvalitu upravenej vody 5 2 H Napr. zemetrasenie, búrky 1 3 M

29 Prvok Nebezpečenstvo Nebezpečná udalosť P Z Hodn. rizika Distribučná sieť od ÚV Hriňová po obec Vidiná Transport a distribúcia pitnej vody Kovové potrubie Uvoľňovanie kovových zlúčenín Žiadna vnútorná izolácia v oceľovom potrubí, nízke ph distribuovanej vody 5 3 E Potrubie Vnútorná korózia potrubia, veľký počet porúch, časté odstávky vody Zlý stav potrubia, agresivita pitnej vody 3 3 H Potrubie Vtok znečistenej vody Nízky (negatívny) tlak vsieti vkombinácii súnikmi alebo netesnými spojmi Potrubie Prasknutie potrubia Zvýšený tlak na potrubie (pôda, doprava, vysoký tlak, atď.) vkombinácii shorším stavom potrubia 2 3 M 2 2 L

30 Vzájomná závislosť koróznych rýchlostí v surovej a upravenej vody v ÚV Hriňová surová voda upravená voda Korózna rý ýchlosť (µm/rok) ,2 43, , ,2 141, ,5 303, ,9 186, ,6 61, Obdobie koróznej skúšky

31 Kritické kontrolné body s rizikom E Kontrolné opatrenie 1. úpravňa vody -nízko mineralizovaná surová a upravená voda 2. distribúcia pitnej vody -agresivita pitnej vody, žiadna vnútorná izolácia v oceľovom potrubí Prioritne navrhované kontrolné opatrenie -rekarbonizácia vody (zvyšovanie mineralizácie vody, konc. Ca 2+ a Mg 2+, KNK 4,5 )

32 Význam mineralizácie vody z hľadiska protikoróznych opatrení Agresivita vodys nízkou mineralizáciou, nízkou tlmivou kapacitou a obsahom agresívneho CO 2 Korózne procesy - zvyšovanie koncentrácie Fe, zákalu a farby - vyluhovanie ťažkých kovov (Pb, Cd, Cu) Obmedzenie korózie - úprava vody: -zvyšovanie obsahu Ca 2+, Mg 2+, HCO 3 - -znižovanie obsahu agres. CO 2 - použitie potrubia z odolnejšieho materiálu (nerez, plasty) -účinná ochrana vnútorného povrchu potrubia (cementová alebo epoxidová výstelka)

33 Využitie rekarbonizácie vody Aplikácia technológie pre úpravu vôd Ca 2+ <15 20 mg/l Mg 2+ <5 8 mg/l KNK 4,5 <0,5 0,6 mmol/l (<0,8 mmol/l) Zvýšenie obsahu biogénnych prvkov a stabilizácie pitnej vody pri distribúcii Ca 2+ >30 mg/l Mg 2+ >10 mg/l KNK 4,5 >1,0 1,2 mmol/l

34 Technológie rekarbonizácie vody Priama rekarbonizácia - PVD + CO 2 MgO + 2 CO 2 + H 2 O = Mg(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3 ) 2 - vápno + CO 2 Ca(OH) CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 Nepriama rekarbonizácia - CaCO 3 + H 2 SO 4 alebo HCl - CaCO 3 + chlór - CaCO 3 + koagulant - CaSO 4 + NaHCO 3

35 Zaradenie rekarbonizácie v technologickej linke úpravy vody Rekarbonizácia surovej vody Rekarbon. surová voda: KNK 4,5 = 1,25 mmol/l Surová voda: KNK 4,5 = 0,40 mmol/l Rekarbonizovaná surová voda Závislosť ph od dávky koagulantu Surová voda = 0,40 mmol/l; Rekarbonizovaná surová voda = 1,25 mmol/l 0,80 Surová voda Doporuč. limit 9,0 SV rekarboniz. SV optim. ph 0,70 8,0 Tlmivá kapacita [mm mol/l] 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 ph Hodnota 7,0 6,0 5,0 4,0 0,00 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Hodnota ph 3, Dávka Fe 3+ [mg/l]

36 Závislosť koncentrácie Ca 2+, KNK 4,5 a presýtenia vody CaCO 3 v rekarbonizovanejupravenej vode od zmiešavacieho pomeru upravenej vody s rekarbonizačným koncentrátom Rekarbonizácia upravenej vody KNK 4,5 [mm mol/l] 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 KNK4,5, Rekarb-UV Ca2+, Rekarb-UV KNK4,5, UV Ca2+, UV Zmiešavací pomer upravenej vody s rekarbonizačným koncentrátom Ca 2+ [mg g/l] Presýtenie vody Ca aco 3 [mmol/l] 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00-0,10 Rekarb-UV-P(CaCO3) P(CaCO3)-dolný limit Rekarb-UV-KNK4,5 UV-P(CaCO3) P(CaCO3)-horný limit Zmiešavací pomer upravenej vody s rekarbonizačným koncentrátom 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 KNK 4,5 [mmo ol/l]

37 Odporúčania pre úpravu vody rekarbonizáciou v ÚV Hriňová Rekarbonizácia upravenej vody Ca(OH) 2 a CO 2 -dosiahnutie požadovanej KNK 4,5 (1,0 1,2 mmol/l) za súčasného zvyšovania presýtenia vody CaCO 3 -obohatenie rekarbonizovanej upravenej vody iba o Ca -obsah Mg zostane nezmenený (2-5 mg/l) - možné doplnenie technológie: -PVD a CO 2 (zvýšenie aj koncentrácie Mg) -aplikovanie rozpustnej Mg zlúčeniny

38 Rekarbonizácia upravenej vody Technický, technologický a zdravotný aspekt -výrazné zníženie agresívnych vlastností vody (prekategorizovanie z II.-III. stupňa agresivity na I.-II. stupeň) -obmedzenie prejavov korózie a s tým súvisiacich problémov so zhoršenou kvalitou vody najmä v senzorických vlastnostiach - pozitívny účinok rekarbonizovanej vody na zdravotný stav zásobovaných obyvateľov Optimálna tvrdosť pitnej vody zo zdravotného hľadiska Kožíšek F. (1992), Rachmanin J.A. a kol. (1990), Plitman S.I. a kol. (1989) Ca: mg/l, optimum okolo 50 mg/l Mg: mg/l Ca + Mg: 2-4 mmol/l Pitná voda v tomto rozmedzí tvrdosti sa spájala s najnižším výskytom rôznych druhov ochorení.

39 Kontrolné opatrenie (KO) Úprava vody, odtok z filtrov Určenie prevádzkových a kritických medzných hodnôt Overenie efektívnosti PBPV Ukazovateľ Fe mg/l Počet stanovení Medzná hodnota z KO Minimálna hodnota Maximálna hodnota Počet prekročení medznej hodnoty (%) ,10 0,02 0,12 2 (0,1%) Úprava KNK 4, ,2 1,6 0,38 0, vody, mmol/l (100%) všeobecné riziká Distribúcia pitnej vody odtok z ÚV Ca + Mg mmol/l Fe mg/l 26 > 1,1 0,43 0,55 26 (100%) 183 0,10 0,02 0,16 1 (0,5%) ph 183 8,5 7,2 8,5 0 Zákal ZF ,5 1 4 (2,2%)

40 Rekonštrukcia časti trasy SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo a vodojemov Podkriváň, Mýtna, Kopáň Dobudovanie rekarbonizácie surovej vody v ÚV Hriňová

41 Zavedenie PBPV otvorené a transparentné zavedenie PBPV zvýši dôveru spotrebiteľov a ďalších zúčastnených strán v bezpečnosť vodárenských systémov používanie metód najlepšej praxe a zabezpečenia kvality minimalizuje možnosti zlyhania systému a vzniku situácií ohrozujúcich zdravie spotrebiteľa zníženie početnosti arozsahu pravidelnej kontroly kvality pitnej vody uspotrebiteľa (sústredenie pozornosti na kritické body z hľadiska kvality pitnej vody a zameranie prevádzkového monitoringu na menší počet dôležitých ukazovateľov) vytváranie podmienok na zvyšovanie úrovne vedomostí a know-how zamestnancov prevádzkovateľa o všetkých faktoroch, ktoré ovplyvňujú kvalitu pitnej vody

42 Ďakujem Vám za pozornosť