A. P R Ů V O D N Í Z P R Á V A ======================================

Transkript

1 Rekonstrukce ÚV Hamry, posouzení snížení výkonu na IN a PN, technickoekonomická studie (TES) A. P R Ů V O D N Í Z P R Á V A ====================================== 1

2 OBSAH : 1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE STRUČNÁ INFORMACE O ÚV HAMRY ZDŮVODNĚNÍ PŘEDKLÁDANÉ STUDIE ÚDAJE O ZDROJI SUROVÉ VODY SOUPIS PODKLADŮ ZPRACOVATELE STUDIE ÚDAJE O VÝKONU ÚPRAVNY VODY POPIS STÁVAJÍCÍHO STAVU A FUNKCE ÚPRAVNY VODY NÁVRH REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY, STRUČNÝ POPIS VARIANT REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY VARIANTA Č.1 (S OZONIZACÍ) Část chemickotechnologická Část stavební Část strojnětechnologická Část elektrotechnická REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY VARIANTA Č. 2 (BEZ OZONIZACE) Část stavební Část strojnětechnologická Část elektrotechnická REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY VARIANTA Č. 1A (S PRIMÁRNÍ A SEKUNDÁRNÍ OZONIZACÍ) Část chemickotechnologická Část stavební Část strojnětechnologická Část elektrotechnická DISKUSE K JEDNOTLIVÝM VARIANTÁM ZÁVĚREČNÉ DOPORUČENÍ ZPRACOVATELE STUDIE

3 1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE Název akce : Rekonstrukce ÚV Hamry, posouzení dopadu snížení výkonu na IN a PN Místo stavby Kraj : Hamry : Pardubický Investor stavby : Vodovody a kanalizace Chrudim, a.s. Novoměstská 626, Chrudim Provozovatel stavby : Vodárenská společnost, a.s. Novoměstská 626, Chrudim Zpracovatel projektové dokumentace HIP : VODING Hranice, spol. s r.o Zborovská 583, Hranice IČO : Ing. Pavel Adler, CSc. ZP části chemickotechnologické : Ing. Oldřich Darmovzal ZP části stavební : Ing. Karel Horák ZP části strojnětechnologické : p. Zdeněk Složil ZP části elektrotechnické : Ing. Miroslav Tomek Stupeň dokumentace : Technickoekonomická studie (TES) Zakázkové číslo : Archivní číslo : CHR Termín zpracování dokumentace : leden

4 2. STRUČNÁ INFORMACE O ÚV HAMRY Úpravna vody Hamry byla vybudována koncem šedesátých let v rámci skupinového vodovodu Hlinsko a okolí. Úpravna vody byla uvedena do zkušebního provozu v roce Do trvalého provozu byla uvedena v roce Projektovaná kapacita úpravny činila 140 l.s -1. Vlivem konstrukčních nedostatků a nedodělků, které se v té době projevily, nedosáhla úpravna projektovaných parametrů. Do roku 1972 byla provedena rekonstrukce a doplnění některých prvků technologie zejména hydraulického mísiče a čiřičů. Po provedení úprav byla úpravna schopna produkovat v letním období cca 100 l.s -1 a v zimním cca 140 l.s -1. Vyššího výkonu bylo ovšem dosahováno pomocí obtoku části nadávkované vody mimo čiřiče přímo na filtry. Během let byla technologie doplněna o dávkování pomocného koagulantu (PAA) a dávkování práškového aktivního uhlí nahradilo dezodorační filtraci přes granulované aktivní uhlí. Uvolněné dezodorační filtry byly vyuţity jako druhý filtrační stupeň s klasickou pískovou náplní. Galeriové čiřiče byly opatřeny lamelovými vestavbami. Zároveň ovšem docházelo k postupnému zhoršování kvality surové vody a ke zvyšování nároků na kvalitu upravené vody, coţ vedlo ke sníţení výkonu na l.s -1. Proto byl v roce 1986 zpracován projektový úkol řešící dostavbu úpravny. Dostavba počítala s doplněním technologie o novou flokulační nádrţ a čiřiče ČSAV (průměr 9 m). Změna z roku 1987 počítala namísto s dostavbou čiřičů ČSAV s lamelovým usazovákem. Zahájenou dostavbu zastavila změna po roce 1989, kdy vodovod Havlíčkův Brod zastavil odběr upravené vody z ÚV Hamry a za všeobecného poklesu odběrů vody výkon úpravny 70 l.s -1 bohatě postačoval. Z čiřičů byly odstraněny poškozené lamelové vestavby, vzhledem ke sníţenému výkonu se to na účinnosti čiřičů prakticky neprojevilo. V současné době je tedy úpravna vody kapacitně dimenzována dostatečně, morální a technická zastaralost většiny technologického vybavení však jiţ začíná ohroţovat kvalitu upravené vody a úpravna tak do budoucna nezaručuje, ţe bude produkovat pitnou vodu vyhovujícím standardům EU. 3. ZDŮVODNĚNÍ PŘEDKLÁDANÉ STUDIE Provozovatel úpravny vody Hamry se rozhodl na základě zkušeností se stávajícím stavem úpravny vody pro její rekonstrukci a modernizaci. V roce 2002 byla zpracována technickoekonomická studie, která řešila generálním způsobem rekonstrukci úpravny vody pro zadaný výkon 80 l.s -1. Byla navrţena nová technologická linka, která by za všech okolností byla schopna upravovat surovou vodu z VD Hamry na řece Chrudimce. Úpravna vody by vedle 100 %ního zabezpečení v kvalitě upravené vody zabezpečovala svým výkonem veškeré stavy při výpadku jiných zdrojů pro aglomeraci Hlinsko. Na základě schválené studie bylo započato v roce 2003 s přípravou realizace a to formou zpracování projektové dokumentace. Projektová dokumentace byla dokončena v září Následně s ohledem na jiné koncepce v zásobování pitnou vodu v širokém regionu nebylo pokračováno s realizací rekonstrukce. 4

5 V roce 2007 dochází k přehodnocení předcházejících koncepcí v zásobování pitnou vodu a to tak, ţe v ţádném ohledu nedojde k vyloučení zdroje surové vody (VD Hamry), respektive k zakonzervování stávající úpravny vody Hamry. Investor stavby však přehodnotil potřebu vody dodávané z ÚV Hamry a tuto sníţil o 80 l.s -1 na 50 l.s -1. Předkládaná studie má prověřit moţné úspory v investičních nákladech při sníţení výkonu. Zpracovatel studie rovněţ dostal zadání na omezení některých technologických postupů, které byly navrţeny v původní studii, aniţ však dojde k zhoršení výsledného efektu úpravy vody a kvality upravené pitné vody. Cílem předkládané studie je rovněţ prověřit vliv sníţení výkonu a omezení některých technologických postupů na výši provozních nákladů úpravny vody. 4. ÚDAJE O ZDROJI SUROVÉ VODY Zdrojem surové vody je vodárenská nádrţ Hamry. Vodárenská nádrž Hamry Hlavním účele je : - zajištění odběru surové vody pro úpravnu vody Hamry v průměrné výši 55 l.s -1 při zabezpečenosti 99,92 % a 75 l.s -1 při nerovnoměrném odběru se zabezpečeností 99,6 %; - zajištění minimálního průtoku v Chrudimce pod nádrţí ve výši 80 l.s -1 ; - zachycení povodňových vln a níţení jejich účinků na území pod přehradou; - účelové rybářské hospodářství. Přehradní hráz je přímá, sypaná zemní. Tok. Chrudimka Hydrologické číslo povodí Plocha povodí. 56,86 km 2 Průměrný dlouhodobý roční průtok. 0,735 m 3.s -1 Celkový objem nádrţe 3,6169 mil.m 3 Celkový ochranný objem nádrţe. 2,2774 mil.m 3 Stálé nadrţení. 592,60 m n.m. (0,1332 mil.m 3 ) Zásobní prostor. 597,90 m n.m. (1,2062 mil.m 3 ) Ovladatelný ochranný prostor 600,60 m n.m. (1,1555 mil.m 3 ) Neovladatelný ochranný prostor 601,60 m n.m. (1,1219 mil.m 3 ) Odběr surové vody z nádrţe Hamry pro úpravnu vody je řešen v odběrném objektu hráze přehrady ve dvou horizontech na kótách 595,3 m n.m. a 592,00 m n.m. Obě odběrová potrubí DN 500 jsou opatřena šoupátky DN 500 s elektropohonem. V šachtě jsou obě odběrná potrubí vzájemně propojena spojovacím potrubím DN 500 s osazeným šoupátkem DN 500 s elektropohonem. Manipulací s těmito šoupátky je umoţněn odběr vody z obou horizontů přehrady. Šoupátka se ovládají ručně tlačítky přímo ze servopohonu, tlačítky z místního rozváděče a z úpravny vody, kde jsou také osazeny ukazatelé stavu jejich otevření. Měření výšky hladiny vody v odběrném objektu na hrázi, měření výšky hladiny řeky Chrudimky v domku limnigrafu v Lánech a měření výšky hladiny 5

6 pod hrází je zajištěno pomocí vysílače dálkového stavoznaku METRA 528 s připojením na registrační přístroj METRA 537, umístěný v rozváděči RD 4. Odběrný objekt je napájen z distribuční trafostanice 35 kv v obci Studnice. Náhradní zdroj elektrické energie není ţádný. Přívod surové vody z odběrného objektu do úpravny vody probíhá samospádem přívodným řadem DN 500. Do úpravny vody potrubí vstupuje na kótě 587,20 m n.m. Ochranná pásma Ochranná pásma VD Hamry jsou ve správě Povodí Labe a.s. Ochranné pásmo I. stupně je vyhlášeno rozhodnutím vodohospodářského orgánu č.j. ŢP/VH/ Hr-197. V současné době je ochranné pásmo II. stupně podrobováno revizi v souladu se zákonem č. 14/1998 Sb. a vyhláškou MŢP ČR 137/1999 Sb. OP III. stupně nebude vyhlašováno. Ochrana povodí vodárenské nádrţe vně OP II. stupně bude zabezpečena ve smyslu zákona č. 138/73 Sb. obecnou ochranou. Kvalita surové vody Zdrojem surové vody je vodárenská nádrţ Hamry. Odběr surové vody je povolen v maximálním mnoţství Q = 90 l.s -1 ( m 3 /den, m 3 /rok) z nádrţe Hamry rozhodnutím vodohospodářského orgánu č.j. ŢP/VH/5/00/KI-344 ze dne (platnost do ). Jedná se o vodu s malou mineralizací, s vysokým organickým znečištěním a vysokým obsahem humínových látek. CHSK Mn se pohybuje v rozmezí od 5 do 10 mg.l -1 s extrémními stavy aţ do 15 mg.l -1. Převáţná část organického znečištění je tvořena huminovými látkami tj. je přirozeného původu. Biologické oţivení se pohybuje ve stovkách aţ tisících org/ml, průměr se pohybuje kolem 1000 org/ml s extrémy aţ do 4000 org/ml. Bakteriální znečištění je přiměřené zdroji surové vody, nález klostridií však indikuje moţnost problémů s výskytem kryptosporidií. Kvalita surové vody v letech 1994 až 2001 ph CHSK Mn mg.l -1 humínové l. mg.l -1 Fe mg.l -1 Mn mg.l -1 Al mg.l -1 - NO 2 mg.l -1 - NO 3 mg.l -1 + NH 4 mg.l -1 biol.oţivení org/ml ,51 6,43 56,63 6,87 6,91 6,96 8,3 9,1 7,7 7,9 8,4 7,1 4,6 5,6 4,5 3,3 6,0 5,0 0,51 0,59 0,47 0,59 0,66 0,84 0,17 0,31 0,21 0,21 0,25 0,24 0,20 0,32 0,22 0,22 0,32 0,22 0,017 0,033 0,032 0,029 0,030 0,043 4,0 6,7 7,2 6,8 6,3 5,1 0,57 0,64 0,52 0,64 0,66 0,

7 Podle kategorizace upravitelnosti surové vody podle prováděcí vyhlášky k zákonu o vodovodech lze danou surovou vodu podle CHSK Mn zařadit do kategorie A2-b při extrémních stavech aţ A3. Surová voda kategorie A2-b vyţaduje klasickou dvoustupňovou úpravu. S ohledem na vysoký obsah humnových látek, které zapříčiňují obtíţnější upravitelnost lze surovou vodu zařadit do kategorie A3, která jiţ předpokládá zařazení oxidačního stupně a filtrace přes aktivní uhlí. A2 A3 ÚV Hamry surová S M S M průměr maxima CHSK Mn mg.l ,1 9,1 15 humínové l. mg-l -1 3,5 5,0 6,0 8,0 3,3 6,0 9,9 5. SOUPIS PODKLADŮ ZPRACOVATELE STUDIE V rámci prací na projektu došlo k výpůjčce veškeré stávající dokumentace, která byla k dispozici. Jednalo se zejména o realizační projekty v profesích zúčastněných na stavbě. Dalším krokem bylo porovnání realizační dokumentace s reálným stavem úpravny vody. Byla provedena rekognoskace objektu úpravny vody a zakreslení stávajícího stavu technologického zařízení. Proběhly technické konzultace s pracovníky provozovatele na výrobních výborech, kdy byly získány informace a zkušenosti s provozováním jednotlivých zařízení i úpravny vody jako celku. Jako podklad pro práce na projektu slouţila technickoekonomická studie úpravny vody Hamry, zpracovaná Vodingem Hranice, s.r.o. v 04/2002. Významným zdrojem informací pro rozhodování o návrhu technologie úpravny vody bylo poloprovozní odzkoušení účinků ozonu na úpravu surové vody. Úpravna vody Hamry, rekonstrukce, projektová dokumentace, zpracovaná Vodingem Hranice, s.r.o. v 09/ ÚDAJE O VÝKONU ÚPRAVNY VODY Původní maximální výkon úpravny vody byl stanoven na 81 l.s -1. Současný maximální výkon úpravny vody stanovený pro posouzení je stanoven na 50 l.s -1. 7

8 7. POPIS STÁVAJÍCÍHO STAVU A FUNKCE ÚPRAVNY VODY Úpravna vody Hamry má v dnešní podobě k dispozici následující technologii : 1. přívod surové vod y 2. dávkování vápenného hydrátu (předalkalizace) 3. dávkování síranu hlinitého a polyakrylamidu (PAA) 4. kónický hydraulický mísič + rozdělovač 5. galeriové čiřiče 6. dávkování práškového aktivního uhlí (naplavování na 1. filtrační stupeň) 7. dávkování chloru (moţnost dezinfekce filtračního písku) filtrační stupeň 9. dávkování uhličitanu sodného (alkalizace pro odmanganování) 10. dávkování manganistanu draselného (oxidační činidlo pro odmanganování) filtrační stupeň 12. dávkování vápenného hydrátu (doalkalizace) 13. hygienické zabezpečení chlorem Při optimálním dávkování koagulantu je úpravna schopna odstranit s vysokou účinností organické znečištění (CHSK Mn upravené vody v průměru 1,8 mg.l -1, minima 1,0 mg.l -1, maxima 2,6 mg.l -1 ). Surová voda vstupuje do úpravny vody do spodní části ocelového kónického mísiče (průměr 2412 mm, výška 8820 mm), který je ve své horní části upraven jako rozdělovač (průměr 3724 mm) s přelivnými ozubenými hranami na kótě 594,00 m n.m. Z rozdělovače jsou provedeny 4 odběry na čiřiče DN 300 a 1 přeliv s vyústěním do odpadního potrubí. Vzestupná rychlost při Q = 140 l.s -1 je uvaţována 0,031 m.s -1, zdrţení 91 sec. Klesne-li hladina vody v přehradě na úroveň kóty 594,00 m n.m. je nutné surovou vodu do mísiče přečerpávat osazenými čerpadly typu ND-5a-FE v mnoţství 100 l.s -1. Před mísič před uzavíracím šoupětem je zaústěno dávkování vápenného mléka. Síran hlinitý a pomocný anionaktivní organický flokulant je dávkován do spodní části mísiče. Pro dokonalou homogenizaci dávkovaných roztoků je v mísiči umístěna lopatková vestavba. Surová voda s nadávkovanými chemikáliemi a tvořící se suspenzí protéká do horní části mísiče, kde se pravidelně rozdělí vţdy samostatným potrubím na 4 galeriové čiřiče. Galeriové čiřiče vertikálního provedení jsou tříkomorové s kónickým zúţením spodních prostorů komor. Mezi dvěma komorami s kalovým mrakem je situována kalová zahušťovací komora. Před vstupem do komor jsou osazeny vodoměry. Na odsávacím potrubí vedoucím pod hladinou ze zahušťovací komory je trvale zčásti otevřeno ruční šoupě pro udrţování výšky kalového mraku. Na odkalovacím potrubí DN 150 je osazeno elektrošoupě. Půdorysná plocha kaţdé komory činí 16 m 2, zahušťovače 9 m 2. Jsou provedeny 4 jednotky, kaţdá pro výkon 35 l.s -1. Vzestupná rychlost byla volena cca v = 0,90 mm.sec -1, tj. 3,25 m.hod -1. Hladina čiřičů je na kótě 593,00 m n.m. Vyčiřená voda je sváděna sběrnými ţlaby v čiřičích do centrálního sběrného ţlabu, který probíhá po celé délce čiřičů. Do tohoto ţlabu je zaústěno uprostřed potrubí DN 500 mm, které tvoří obtok mezi mísičem a pískovými filtry, takţe je moţno vyřadit čiřiče z provozu bez přerušení provozu úpravny. V centrálním sběrném ţlabu jsou zbudovány čtyři odběrné komory, do kterých je zaústěno dávkování aktivního uhlí a chlorové vody pro dezinfekci filtrů I. stupně. Z těchto komor je voda odebírána na pískové rychlofiltry. 8

9 Pískové rychlofiltry evropského typu jsou uspořádány do dvou stupňů. První stupeň tvoří celkem čtyři filtry kaţdý o filtrační ploše 25 m 2. Vyčiřená voda odtéká na kaţdý filtr z centrálního ţlabu samostatným potrubím, takţe je dán předpoklad ke stejnoměrnému zatěţování filtrů. Provozní hladina na rychlofiltrech je na kótě 592,25 m n.m. Uvaţovaná filtrační rychlost činí 5 m.hod -1, při praní jedné filtrační jednotky se rychlost zvýší na 6,7 m.hod -1. Náplň filtru tvoří vrstva tříděného křemičitého písku jakosti VP2 (PR 1-1,6) v mocnosti 1,3 m. Odtok filtrátu je řízen plovákovou odtokovou regulací. Praní filtrů je prováděno formou směsného praní vzduchem a vodou. Zdrojem prací vody jsou čerpadla typu D-250-F/2-E. Zdrojem pracího vzduchu jsou dmychadla typu ORDH-6-EFPO. I.stupeň filtrace je vyuţíván také k zlepšení organoleptických vlastností upravované vody. Na pískové loţe je naplavována v pravidelných intervalech suspenze práškového aktivního uhlí. Zfiltrovaná voda odtéká na 2 filtry druhého filtračního stupně. Tyto filtry jsou stejného provedení jako rychlofiltry I. stupně. Filtrační rychlost je cca 10 m.hod -1. Provozní hladina se nachází na kótě 590,75 m n.m. Praní probíhá zcela shodně s I. stupněm. II. stupeň filtrace lze vyřadit obtokem bez přerušení provozu úpravny vody. II. stupeň filtrace slouţí zároveň k odmanganování. Do přítokového potrubí je dávkován roztok uhličitanu sodného a manganistanu draselného. Filtrační písek a smáčené stěny filtru jsou dlouhodobě napreparovány oxidem manganičitým a vykazují temně hnědou barvu. Do potrubí mezi II. stupněm filtrace a akumulační nádrţí je zaústěno vápenné mléko pro úpravu ph a chlorová voda za účelem zdravotního zabezpečení upravené vody. Akumulační nádrž je rozdělena na 2 komory na upravenou vodu o obsahu 2x 500 m 3, na dvě komory pro kalnou a odsazenou vodu a na armaturní komoru. Komory pro kalnou a odsazenou vodu nejsou vyuţívány. Původně měly slouţit k dekantaci pracích vod a vod z odkalování čiřičů a následnou recyklaci supernatantu čerpáním zpět do technologické linky před mísič. Komory na upravenou vodu slouţí k akumulaci upravené vody. Z akumulační nádrţe je odebírána pomocí AT stanice provozní voda pro objekt úpravny a pro zásobování obce Hamry. Akumulační nádrţ je zdrojem prací vody. Z akumulační nádrţe je pitná voda čerpána do dvou vodojemů Hlinsko a Studnice. Z vodojemu Hlinsko (2x 1000 m 3 ) je zásoben skupinový vodovod Hlinsko. Z VDJ Hlinsko je zásobováno společně z VDJ Čertovina město Hlinsko a dále větev skupinového vodovodu ve směru Trhová Kamenice Nová Ves (Strkov Miřetice) Nasavrky. VDJ Studice slouţil donedávna k zásobování skupinového vodovodu Havlíčkův Brod. Odběr byl však v dubnu 2000 ukončen. V současnosti VDJ slouţí k zásobení obce Studnice a jako rezerva pro město Hlinsko přepouštěná jedenkrát denně do VDJ Hlinsko. Kalové laguny Kalové laguny slouţí na úpravně vody Hamry ke gravitačnímu odsazení odpadních vod z praní filtrů a odkalování čiřičů. Kal je zachycen v kalovém prostoru a po vypuštění čisté vody je podroben vysycháním. Tyto vody tvoří cca 12 % z celkového mnoţství vyrobené vody. Mnoţství vypouštěných odpadních vod nesmí přesáhnout hodnotu 40 l.s -1 ( m 3 /rok). 9

10 Stavební charakteristika V areálu ÚV se nacházejí dvě staré a dvě nové kalové laguny. Staré kalové laguny byly vybudovány v rámci stavby skupinového vodovodu Hlinsko. Nové laguny byly zřízeny v rámci akce Vodovod Havlíčkův Brod. Staré kalové laguny tvoří dvě stejné nádrţe se štěrkovým dnem a svahy z jílovitého materiálu opevněného betonovými dlaţdicemi uloţenými ve sklonu 1 : 1,5. Dno nádrţe má plochu 12 x 44 m = 528 m 2. Nápustná hloubka vody v nádrţích je 1,0 m. Objem jedné nádrţe je ca 1233 m 3, obou cca 2466 m 3. Do kalové laguny č. 1 je zaústěno přívodní gravitační potrubí DN 550. Z laguny vytéká odsazená voda dvěma přepadovými šachtami, které jsou přehrazeny dřevěnými dluţemi. Dna pevných výtokových prahů v šachtách jsou na kótě 587,47 m n.m. Kalová laguna č. 2 je řešena obdobně přítok je tvořen potrubím DN 600, odtok dvěma přepadovými šachtami s kótami prahů ve výtoku 587,73 m n.m. Z lagun je odsazená voda odváděna potrubím DN 200 do odpadního řadu z ÚV Hamry z betonových trub DN 500, resp. DN 600. Odpad je spojen s potrubím drenáţních vod a společně ústí levou vyústí do vodoteče (náhonu). Do obou lagun je umoţněn příjezd. Nové kalové laguny tvoří dvě stejné betonové nádrţe o ploše 2x 832,20 m 2. Při návrhové výšce hladiny v lagunách 1,27 m je obsah kaţdé laguny 1056,80 m 3. Svislé stěny lagun jsou z prefabrikovaných ţelezobetonových opěrných panelů. Betonové dno lagun je ve stejné výškové úrovni, a to na kótě 586,00 m n.m. Přívod kalové vody do lagun je vyřešen ocelovým potrubím DN 600. Na tomto potrubí je vybudován nápustný objekt, kde je moţno pomocí klových šoupátek střídavě napouštět jednotlivé laguny. Výpustný objekt je společný pro obě laguny. Odtok odsazené vody do výpustného objektu je prováděn vyhrazováním dřevěných hradítek. Voda z výpustného objektu je odváděna samostatnou kanalizací s revizními šachtami do vodoteče (náhonu) vpravo od výusti ze starých kalových lagun. Na začátku náhonu je zbudován vtokový objekt s česlemi. Náhon ústí levostranně do původního koryta řeky Chrudimky cca po 300 m. 8. NÁVRH REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY, STRUČNÝ POPIS VARIANT Oproti původnímu návrhu rekonstrukce ÚV Hamry z roku 2003 dochází u obou variant řešení k zmenšení výkonu z 80 l.s -1 na 50 l.s -1. Toto samo o sobě způsobuje sníţení objemu investičních nákladů na rekonstrukci. Dalším změnovým faktorem je jistý zásah do technologického a následně technického řešení technologické linky úpravny vody. V zásadě u obou variant č. 1 a č. 2 dochází k vypuštění dávkování ozonu jako technologického prostředku úpravy vody. Rovněţ u obou variant dochází k vypuštění technologie ztvrzování vody. Významným pro sníţení investičních nákladů je vypuštění strojního odvodňování kalů u obou variant. Veškerý kal po odsazení v odsazovací nádrţi prací vody bude přečerpáván do 10

11 splaškové kanalizace, která odvádí splašky do ČOV Hlinsko, a která v době dokončení rekonstrukce ÚV Hamry bude rovněţ dokončena. Varianta č. 1 (s ozonizací) Základním odlišením varianty č. 1 a varianty č. 2 je, ţe varianta č. 1 ponechává ve funkci ozonizaci 2. stupně, tj. ozonizaci pro zušlechťování upravené vody v závěru technologické linky po dvoustupňové separaci. Rovněţ za ozonizací je ponechána filtrace vody přes granulované aktivní uhlí, k čemuţ je třeba vybudovat dva filtry GAU. Hygienické zabezpečení upravené vody zůstává nadále stávající, tj. s aplikací plynného chloru do upravené vody. Varianta č. 2 (bez ozonizace) Je nazývána bez ozonizace. U této varianty není ozonizace vody instalována. Na významu nabývá aplikace manganistanu draselného do vody po pískové filtraci a převedení takto nadávkované vody na druhý stupeň filtrace, tj. na stávající odmanganovací filtry. V této variantě se navrhuje změna v hygienickém zabezpečení, kdy namísto plynného chloru se navrhuje aplikace oxidu chloričitého, tj. s nutností instalace zařízení pro jeho výrobu. Plynný chlor se ponechá v provozuschopném stavu jako náhradní dezinfekční činidlo. Vše ostatní je u obou variant shodné. Varianta č. 1a (s primární ozonizací) Dodatečně na výrobním výboru dne byl zpracovatel studie poţádán o posouzení varianty č. 1a, kdy bude hlavním prvkem technologie primární ozonizace. Vše ostatní zůstává jako u varianty č REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY VARIANTA Č.1 (S OZONIZACÍ) 9-1 Část chemickotechnologická 1. Úvod V r zpracoval Voding Hranice studii rekonstrukce ÚV Hamry s ohledem na nepříliš příznivou kvalitu surové vody a její vývoj (nutné jsou nákladné zásahy v povodí Chrudimky) ve VN Hamry se sloţitější technologií, neţ je stávající. Při zpracování studie se dle tehdejších údajů provozovatele předpokládal výkon ÚV maximálně 80 l.s -1, běţně 50 l.s -1 a minimálně pak 40 l.s -1. V následujících letech provozovatel hodlal situaci řešit místo rekonstrukce ÚV Hamry a jejího provozu rekonstrukcí ÚV Slatiňany (Monaco) s přečerpáváním části upravené vody do vodovodu Hlinsko. Na tuto rekonstrukci byla rovněţ zpracována studie (včetně ozonizačního pokusu, stejně jak na ÚV Hamry), která počítala se směšováním upravené vody z ÚV 11

12 Slatiňany a podzemní vody z ČS Podlaţice v různých poměrech (podle poţadavků odběratelů). Hlavním důvodem pro tento záměr je lepší kvalita a stabilita surové vody ze soustavy VN a jednodušší technologie úpravy (nevyţaduje alkalizaci vápenným mlékem ani ztvrzování vody). Nevýhodou je však nutnost výstavby přivaděče a poměrně energeticky náročné čerpání do vodovodu Hlinsko. V současné době však provozovatel uvaţuje o zachování provozu ÚV Hamry a to z následujících důvodů : - Zastupitelstvo města Hlinsko prosadilo, ţe nádrţ Hamry zůstane jako VN. - Energetická náročnost čerpání z ÚV Slatiňany. - Nutnost vybudování značně dlouhého a sloţitě řešeného výtlaku z ÚV Slatiňany. - Pokles výroby a spotřeby v síti Hlinska. Poněvadţ není zcela zřejmé, ţe další provoz ÚV Hamry bude výhodnější oproti rekonstrukci ÚV Slatiňany s přečerpáváním vody do vodovodu Hlinsko, objednal provozovatel studii, která má posoudit, která varianta bude investičně a provozně výhodnější. Vodítkem by mohlo být sníţení výroby vody a také moţnost vyloučení některých technologických stupňů, ovšem u vědomí, ţe se můţe kvalita upravené vody výhledově zhoršit. Naše posouzení bude vycházet z původní studie, většina údajů zůstává i po jejich případné dílčí úpravě platná. V dalším textu navrhneme, co by mohlo být ušetřeno a jaké to bude mít důsledky. Dne se uskutečnilo vstupní jednání na VaK Chrudim, kde se definitivně rozhodly vstupní parametry pro zpracování studie. Zde bylo také rozhodnuto, ţe varianta s přečerpáváním vody z ÚV Slatiňany (Monaco) se nebude dále uvaţovat, rekonstrukce této ÚV spadá do dalších investičních záměrů s cílem dodávat vodu do Pardubic při zvýšení výkonu ÚV s vyuţitím vyššího podílu povrchové vody. Zásobování vodovodu Hlinsko bude kombinované : hlavním zdrojem pitné vody bude ÚV Hamry, dále se bude vyuţívat plně zdroj podzemní vody Čertovina bez úpravy (jen dezinfekce) a vodovod bude navíc dotován stávajícím přivaděčem z vodovodu Havlíčkův Brod. Je tedy zřejmé, ţe v síti bude směs vod i dost odlišného charakteru a zastoupení vod bude záviset na momentálních podmínkách v síti. Bylo dále dohodnuto, ţe studie bude zpracována v několika podvariantách, které by respektovaly aktuální potřeby vody v systému a moţné výpadky zdrojů vody a také by porovnaly vyloučení některých technologických stupňů úpravy uvaţovaných v původní studii. V dalším textu navrhneme, co by mohlo být ušetřeno a jaké to bude mít důsledky. 2. Popis technologie navržené ve studii z r Z hlediska upravitelnosti se voda zařazuje do kategorie A 2b (vyhláška 428/2001 Sb.), v nepříznivém období pak do kat. A 3, coţ jiţ vyţaduje sloţitou úpravu. 12

13 Technologie úpravy vody, odpovídající uvedené kvalitě surové vody, je navrţena následovně: přívod sur. vody z VN do ÚV, regulace výkonu ÚV, předozonizace, dávkování koagulantu (polyaluminium chloridu-pac), alkalizace nadávkované vody vápenným mlékem, flokulace, sedimentace, rychlofiltrace na pískových filtrech (zachycení neusazených vloček a odmanganování), ozonizace, filtrace přes granulované aktivní uhlí (GAU), dezinfekce plynným chlorem (Cl 2 ), ztvrzování (CO 2 +Ca(OH) 2 ) a akumulace s čerpáním vody do sítě. Počítá se také s rekonstrukcí kalového hospodářství a zavedením řídícího systému vyšší úrovně. Rekonstrukce nezahrnuje práce na přivaděči z VN, kromě nutných úprav přímo na ÚV. 3. Současný a předpokládaný výkon ÚV Hamry Dle přípisu provozovatele z nastal po r pokles výroby na ÚV Hamry (spíše technická opatření, neţ pokles spotřeby v síti). Jestliţe v r činila dle údajů provozovatele průměrná výroba vody na ÚV Hamry 31,8 l.s -1, pak v r to bylo jiţ jen 25,3 l.s -1. Odběr surové vody v letech 2006/2007 byl průměrně 29,2, tzn.při poměru vod surová/upravená 1,16 technologické ztráty vody 16 %. Průměrné hodnoty ale neznamenají, ţe se navrhovaný výkon ÚV bude těmto hodnotám rovnat. Z dalších údajů je totiţ zřejmé, ţe s ohledem na sezónní výkyvy spotřeby vody by se mělo v maximu (patrně v létě) odebírat aţ 57,2 l.s -1 surové vody, takţe výkon ÚV by měl být max. 60 l.s -1 na surové vodě a na tento výkon musí být technologické zařízení dimenzováno (potrubí, sedimentace, filtry). V přípise nebyl uveden běţný a minimální výkon ÚV, takţe nebylo moţno pro maximální výkon ÚV sníţit podle toho výkon některých technologických zařízení, která je moţno přetíţit nebo provozovat dočasně souběţně. V diskusi na vstupním jednání byl dohodnut maximální výkon ÚV 50 l.s -1 na surové vodě, s podvariantou se spotřebou do sítě 35 l.s -1, tj l.s -1 na surové vodě. Důvodem pro nastavení tohoto max. výkonu ÚV Hamry jsou moţné výpadky ze zdroje Čertovina (několikrát do roka při deštích se vyskytuje vyšší zákal po dobu asi 14 dní, můţe také dojít k výpadku dodávky vody z vodovodu Havlíčkův Brod). Sníţení spotřeby vody do sítě na 35 l.s -1 je nutno při dalším jednání upřesnit na základě aktuálních bilancí a případně tuto podvariantu ve studii vyloučit nebo zařadit jako reálnou náhradu variantu s výkonem ÚV 50 l.s -1. Jestliţe si uvědomíme, ţe výkon ÚV by byl v obou variantách rozdílný jen o 10 l.s -1, je podle našeho názoru zbytečné se zabývat moţností s niţším výkonem a drţet se jen varianty s výkonem (výroba l.s -1 max. ve špičkách s vyuţitím zdroje Čerovina a dotace z Havlíčkova Brodu). Jestliţe víme, ţe v současné době je průměrný odběr surové vody jen asi 29 l.s -1 (výroba asi 25 l.s -1 ), pak je zřejmé, ţe průměrná výroba klesá na 20 l.s -1 a na tuto hodnotu by mohl klesnout sezónně i výkon ÚV na surové vodě. Pokud by tedy provozovatel byl schopen špičkové odběry kompenzovat vyuţitím kapacity VDJ a dotace z Havlíčkova Brodu, pak by se mohl maximální výkon ÚV opravdu dimenzovat na 40 l.s -1, coţ by uţ byl menší, ale zajímavý, pokles investičních nákladů (hlavně potrubí apod.). Znovu zdůrazňujeme, ţe o této moţnosti rozhodnou přesné bilance spotřeby vody a ne 13

14 jen odhady. Provozovatel by tyto podklady měl urychleně doručit projektantovi. Do té doby se bude studie zpracovávat pro maximální výkon ÚV na surové vodě 50 l.s -1 a minimální výkon 25 l.s -1 (20 l.s -1 upravené vody). Průměrný výkon ÚV na by mohl být 30 l.s -1 na surové vodě, tzn. 25 l.s -1 upravené vody. Kapacity VDJ budou v kaţdém případě naprosto dostatečné, tedy od průměrné doby zdrţení 29 h. do 17,1 h. při maximu 49,3 l.s -1. Je tedy moţno konstatovat, ţe reálné sníţení původně uvaţovaného maximálního výkonu ÚV 80 na 50 l.s -1, tj. o 30 l.s -1, bude mít sice za následek jistě sníţení provozních nákladů, ale neprojeví se příliš na investicích při zachování původně navrţené technologie. Nutně se tedy musí vypustit pro úsporu investic některé technologické stupně nebo je upravit. 4. Navrhovaná opatření pro snížení investic a provozních nákladů V dalším textu probereme některá opatření, která by náklady na rekonstrukci ÚV a na provoz sníţila. Budeme postupovat podle kapitol v technologické části původní studie. Je nutno zdůraznit, ţe okleštění technologie bude mít patrně za následek i zhoršení kvality upravené vody při zhoršování kvality surové vody. Některá technologická zařízení však budou modernizována, poněvadţ za 5 let od zpracování studie došlo také k technickému pokroku. 4.1 Přívod surové vody V tomto případě k podstatným změnám nedojde. Stále se předpokládá max. vstupní tlak na ÚV 100 kpa, coţ je důleţité pro směšování chemikálií se surovou vodou na vstupu do ÚV. Analyzátory na vstupu zůstanou beze změny (ph, O 2, t, zákal, A 254), pokud provozovatel nerozhodne jinak. Pro technologa jsou to však velmi důleţité údaje. 4.2 Předozonizace Zde je jiţ moţno uvaţovat o vypuštění tohoto stupně, třebaţe by byl výhodný pro zlepšení koagulace (odstranění organických látek) a zlepšení organoleptických vlastností vody. Působení ozonizace nahradí částečně dávkování roztoku KMnO 4. Ve stupni vypadne směšování plynné směsi O 2 +O 3 se surovou vodou a sníţí se spotřeba O 3 o vypočítaných 1500 g.h -1 O 3. Investičně to znamená úsporu. Nebudou zde analyzátory O 3 ve vodě a v ovzduší. To však neznamená sníţení výkonu ozonizátoru pouţitého v hlavní ozonizaci, jestliţe bude zařazena. Dá se předpokládat i vyšší spotřeba GAU, pokud bude filtrace přes GAU zařazena. Jestliţe bude předozonizace a hlavní ozonizace vypuštěna, mělo by se zavést provzdušňování surové vody. Aerace na aerační věţi by však s ohledem na malý spád z VN na ÚV patrně vyţadovalo čerpání aerované vody na flokulaci. Důvodem pro zavedení aerace je nasycení vody kyslíkem a také částečné odpachování vody. Protoţe návrh na aeraci na věţích neprošel, bylo by patrně vhodné zavést dávkování plynného kyslíku (O 2 ) vyráběného ze vzduchu v generátoru nebo dávkování jen vzduchu do surové vody do mísiče. 14

15 4.3 Směšování koagulantu se surovou vodou a alkalizace nadávkované vody Ihned za vstupem surové vody by se měl dávkovat koagulant a alkalizační vápenné mléko. Také se bude dávkovat podle potřeby oxidační roztok KMnO 4 a rovněţ roztok POF. Směšovací zařízení bude modernizováno a bude pouţit mísič Statiflo navrţený výrobcem pro dané podmínky. Výkon mísiče by měl být od minimálního 20 l.s -1 po maximální 50 l.s -1. Jako hlavní koagulant bude pouţit stejně jak ve studii PAX 18, jeho dávky se jen upraví podle minimálního a maximálního výkonu ÚV podle tabulky v této kapitole. Bude se měnit i dávkovací technika, stejně jak ve studii, dávkovat se bude rovněţ obchodní produkt. Při dimenzování dávkovacího zařízení je moţno vyjít z dávek PAX 18 a výkonů ÚV. Spotřeby PAX 18 při výkonech ÚV 25, 30 a 50 l.s -1 a dávkách 10, 40 a 60 mg.l -1 PAX 18 jsou v následujícím přehledu : Výkon Dávka PAX 18 (mg.l -1 ) ÚV l.s l.d -1 l.měs -1 t.m -1 l.h -1 l.d -1 l.m. -1 t.měs -1 l.h -1 l.d -1 l.měs -1 t.měs -1 l.h ,64 15, ,7 2,57 61, ,6 3, ,9 30 0,77 18, ,8 3,08 74, ,2 4, ,7 50 1,28 30, ,3 5,14 123, ,2 7, ,9 Z výše uvedených dávkovaných mnoţství bude muset dávkovací zařízení pokrýt poměrně široký rozsah od 0,64 do 7,71 l.h -1 PAX 18. Vhodné by bylo proto pouţití peristaltických (hadicových) čerpadel, která také pracují bez pulzů. Dávkování alkalizačního vápenného mléka bude ve stejném duchu, jak u koagulantu, dávky Ca(OH) 2 budou úměrné výkonu ÚV na surové vodě a dávce koagulantu. Alkalizací nadávkované vody se neutralizuje kyselina vzniklá hydrolýzou koagulantu. V případě PAC je to HCl, ale také H 2 CO 3, která vznikne jednak reakcí HCl s alkalitou surové vody a také volný CO 2 původně přítomný v surové vodě (acidita). Teoretickou spotřebu, resp. dávku Ca(OH) 2, je moţno pro koagulant PAX 18 vypočítat z obecného vzorce : d Ca(OH)2 = (ZNK 8,3 x 0,5 + dávka PAX 18x 0,03 + 0,1x 0,5) mmol.l -1 mmol.l -1 mg.l -1 mmol.l -1 Vzhledem k tomu, ţe na ÚV Hamry se provádí kyselé čiření, kdy hodnota ph vody po nadávkování koagulantu je v obvyklých mezích 5-6, vypadne ze vzorce 3. člen. Vliv acidity vody (1. člen) se nezanedbává, protoţe ve výkonu DC musí být určitá rezerva pro případ výskytu její vyšší hodnoty. Na ÚV Hamry byla nalezena nejvyšší acidita 0,17 mmol.l -1 OH -, do vzorce dosadíme hodnotu 0,2 mmol.l -1 OH - (údaje z původní studie). 15

16 Pro maximální dávku koagulantu 60 mg.l -1 PAX 18 pak : d Ca(OH)2 = (0,2x 0,5 + 60x 0,0 3)x 74 = 20,7 mg.l -1 Ca(OH) 2 Obdobně pro dávky 10 a 40 mg.l -1 PAX 18 to bude 9,6 a 16,3 mg.l -1 Ca(OH) 2. Vápenné mléko se bude připravovat z práškového hydrátu s čistotou asi 90 % Ca(OH) 2 (např. Vápenka Vitošov) v koncentraci 1-3 % (výjimečně 4 %). Z praktických důvodů se volí konc. 2 %, aby bylo moţno podle potřeby (s ohledem na optimální výkon DC) koncentrace měnit směrem nahoru i dolů. Výkon DC pak bude dán dávkou Ca(OH) 2 a výkonem ÚV. Pro maximální výkon ÚV 50 l.s -1 a maximální dávku Ca(OH) 2 20,7 mg.l -1 bude spotřeba Ca(OH) 2 dle vzorového výpočtu : 50x 20,7x 3,6x 10-3 = 3,73 kg.h -1 Ca(OH) 2, tj. 3,73/0,9 = 4,14 kg.h -1 hydrátu 90%. Za předpokladu, ţe hustota vápenného mléka je přibliţně 1 kg.l -1, bude výkon DC : 4,14x 100/2 = 207 l.h -1 2% vápenného mléka. Pro výkony ÚV 25, 30 a 50 l.s -1 a dávky PAX 18 10, 40 a 60 mg.l -1 (dávky Ca(OH) 2 9,6, 16,3 a 20,7 mg.l -1 ) je dávkované mnoţství vápenného mléka 2% v následujícím přehledu: Výkon ÚV l.s -1 Dávka PAX 18 mg.l (9,6 mg.l -1 Ca(OH) 2 ) 40 (16,3 mg.l -1 Ca(OH) 2 ) 60 (20,7 mg.l -1 Ca(OH) 2 ) l.h -1 l.d -1 l.h -1 l.d -1 l.h -1 l.d , , , , , , , , , Z uvedených výpočtů je zřejmé, ţe v této větvi bude spotřeba hydrátu max. 4,14 kg.h -1. Výkon DC bude pak v rozmezí 48 aţ 207 l.h -1 vápenného mléka 2%. Pro kvalitní regulaci dávkování vápenného mléka by bylo vhodné modernizovat DC a pouţít peristaltická (hadicová) čerpadla se širokým rozmezím výkonů. Dávkování KMnO 4 pro oxidaci Mn a částečně i organických látek je třeba za zkušebního provozu upřesnit a tomu přizpůsobit výkon DC. Za směšováním se bude měřit ORP a ph, od kterého se bude řídit dávkování vápenného mléka (podle ORP by se mohlo řídit i dávkování KMnO 4, pokud bude modernizováno dávkovací zařízení a rozšířen ŘS). Flokulace Flokulace bude rovněţ novým zařízením. Rozměr flokulační nádrţe bude upřesněn podle minimálního a maximálního výkonu ÚV na surové vodě. Protoţe bude moţno i při maximálním výkonu ÚV 50 l.s -1 provozovat jen 3 sedimentace, které vzniknou přestavbou stávajících čiřičů, je moţné vyuţít pro umístění flokulační nádrţe prostor nevyuţitého čiřiče, jak bude patrné z textu v příslušné kapitole. Nádrţ nebude tedy umístěna nad reakční nádrţí ozonizace, jak to bylo navrţeno v původní studii. 16

17 Nádrţ můţe být na místě vyrobena z plastů a po určitých stavebních úpravách umístěna v nevyuţitém čiřiči. Konečné řešení bude uvedeno ve stavební části studie (např. vyuţití jednotlivých komor čiřiče). Objem flokulační nádrţe pro max. výkon ÚV 50 l.s -1 (180 m 3.h -1 ) a obvyklou dobu zdrţení 20 min. vychází na 180/3 = 60 m 3, pro minimální výkon ÚV 25 l.s -1 (90 m 3.h -1 ) to činí 30 m 3. Jelikoţ půdorysná plocha čiřiče je asi 40 m 2, flotační nádrţ se na tuto plochu bezpečně vejde. Poněvadţ mezi maximálním a minimálním výkonem ÚV je velký rozdíl, je nutné rozdělit nádrţ na 2 paralelní komory 2x 30 m 3, aby zde nedocházelo při pomalém proudění suspenze k předčasnému usazování vloček. V původní studii byla navrţena flokulace s hydraulickým mícháním na děrovaných stěnách s regulovatelnou velikostí plochy otvorů ve stěnách, coţ bude i nadále zachováno. Při výkonu ÚV 25 l.s -1 (průměrný výkon ÚV 30 l.s -1, jak je výše uvedeno) by byla v provozu jen jedna nádrţ, nad touto hodnotou by byly zapojeny obě nádrţe. Zde je třeba rozhodnout, zda bude velikost otvorů regulovatelná mechanickým zařízením nebo se vypočítají gradienty v obou komorách na střední průtok, tj. asi 31 l.s -1. Poněvadţ nebude předřazena ozonizace, nemusí být flokulační nádrţ zastřešena, coţ je další úspora investic. Čiření a přestavba čiřičů na sedimentace Galeriové čiřiče budou přestavěny na sedimentace podle studie. Podle vzestupných rychlostí mohou být přebudovány pouze 3 čiřiče při vyuţití i zahušťovacího prostoru (vzestupná rychlost max. 0,5 mm.s -1 ). Vzestupné rychlosti při výkonech ÚV 25, 30, 50 l.s -1 a usazovací plochy 96 (3x 2x 16) bez zahušťovacích prostorů a 123 (3x 2x16 + 3x 9) m 2 se zahušťovacími prostory, jsou uvedeny v následujícím přehledu : Výkon ÚV l.s -1 (m 3 /h -1 ) 96 m m 2 25 (90) 0,26 mm.s -1 0,20 mm.s (108) 0,31 mm.s -1 0,25 mm.s (180) 0,52 mm.s -1 0,41 mm.s -1 Z uvedených hodnot vzestupných rychlostí je jasné, ţe musí být vyuţity i usazovací plochy zahušťovacích prostorů čiřičů. Jako bezpečnostní prvek by bylo stále vloţení lamelových vestaveb, ale s ohledem na výše uvedené vzestupné rychlosti pro sedimentace nebude patrně realizováno. Protoţe se nezařadí předozonizace, a tím se vyloučí vliv neţádoucí flotace v sedimentaci, není nutní odplynění nadávkované vody před sedimentací. Před sedimentace (nebo flokulace) se bude i nadále dávkovat POF dle zkušeností provozovatele v úměrně niţší dávce dle výkonu ÚV. 17

18 Písková filtrace (stávající 1. stupeň filtrace) Pískovou filtraci je třeba dimenzovat na max. výkon ÚV jen 50 l.s -1, takţe při tomto výkonu je moţno provozovat (a také rekonstruovat) jen 3 filtry (filtrační rychlost bude při filtrační ploše 75 m 2 2,4 m.h -1 a 3,6 m.h -1 při praní jednoho filtru). Protoţe se nepředpokládá přestavba filtrů na filtry bez meziden, finanční úspora nebude v této kapitole výrazná. Filtry budou, stejně jak ve studii, pracovat s klesající zdánlivou filtrační rychlostí. Protoţe nebude zařazena předozonizace, ve které by se oxidoval Mn přítomný v surové vodě částečně aţ na Mn +7 (MnO 4 - ), musí se před filtry dávkovat roztok KMnO 4, který v tomto stupni jednak zajistí potřebné odmanganování a také bude regenerovat preparaci na filtračním písku. Toto však platí jen pro případ zařazení hlavní ozonizace, kdy by se jinak Mn vylučoval aţ na filtrech s GAU. Před filtry se také bude samostatnou větví dávkovat vápenné mléko pro úpravu ph nad hodnotu 7,8 (ne však nad 8,3, aby nedocházelo k neţádoucí dekarbonizaci ve vodě uţ s tak nízkou alkalitou). Tím se však alkalita vody prakticky nezvýší, se ztvrzováním vody se však dle poţadavku provozovatele nepočítá. Dávkování vápenného mléka a KMnO 4 se bude řídit od údajů analyzátorů ph a ORP, jak je ve studii uvedeno. Aby byla regulace spolehlivá, je třeba obě chemikálie dávkovat tak, aby se dobře rozmíchaly v celém proudu vody, jinak se zbytečně zvyšuje spotřeba KMnO 4. Jestliţe ale nebude zařazena hlavní ozonizace a s tím spojená filtrace přes GAU, pak se toto dávkování KMnO 4 a vápenného mléka přesune aţ před 2. stupeň filtrace, tj. odmanganovací filtry. Pak by bylo moţno mezi oba filtrační stupně vloţit statický mísič, nejlépe Statiflo. Za kaţdým filtrem se bude měřit průtok a zákal. Protoţe budou rekonstruovány jen 3 filtry, dojde k malé finanční úspoře. Odpadní prací vody se povedou do odsazovacích jímek, stejně tak i kal z odkalování čiřičů. Praní vodou i odkalování čiřičů se zastaví podle údaje zákaloměru namontovaného na společném odpadním potrubí. Ozonizace Během jednání přes argumenty projektanta provozovatel prosadil, ţe i hlavní ozonizace a s ní spojená filtrace na filtrech s GAU bude vyřazena. Bylo poţadováno zpracování dvou podvariant, jedna s ozonizací a filtrací přes GAU, druhá bez těchto operací. Důvodem pro vyřazení ozonizace je podle provozovatele skutečnost, ţe v síti bude směs 3 vod, ze kterých 2 by mohly kvalitu vody získané náročnou úpravou zhoršit. My se však domníváme, ţe hlavním důvodem je významná úspora investičních i provozních prostředků, coţ by zcela jasně prokázalo nevýhodné čerpání z ÚV Slatiňany a naproti tomu výhodnou rekonstrukci původně odepsané ÚV Hamry Varianta s ozonizací filtrované vody a s filtrací přes GAU Bez ohledu na sníţení maximálního výkonu ÚV z 80 na 50 l.s -1 nedojde v podstatě k ţádným významným úsporám investic, protoţe musí být vybudována reakční nádrţ a filtry s GAU 18

19 přebudováním odmanganovacích filtrů dle původní studie. Oproti původní studii bude změněn prakticky jen směšovací systém (Statiflo). Podle našeho názoru není radno ozonizaci vyloučit, zvláště při úpravě problematické surové vody, protoţe je nutno tímto procesem (s následující filtrací přes GAU) zlepšit kvalitu upravené vody. Ozonizací se zlepší organoleptické vlastnosti vody, voda se dokonale zbaví bakterií i virů a částečně se naoxidují organické látky, coţ usnadňuje jejich odstranění na GAU. Protoţe je vypuštěna předozonizace, která by na základě poloprovozního ozonizačního pokusu vyţadovala za nepříznivých podmínek (teplota vody nad 20 C, oţivení, vyšší CHSK Mn ) dávku aţ 4 mg.l -1 O 3 (je však třeba uvaţovat i méně účinné směšování plynné směsi O 2 +O 3 se surovou vodou během pokusu), musí se počítat se stejnou nebo i případně poněkud vyšší dávkou O 3 navrţenou do hlavní ozonizace. Maximální dávka O 3 byla navrţena v tomto stupni na 2 mg.l -1 O 3, která bude i nadále uvaţována, ačkoli by měla být ověřena ozonizačním pokusem. Tomu odpovídá při max. výkonu ÚV 50 l.s -1 výkon ozonizátoru max. 360 g.h -1 O 3. Je zřejmé, ţe i pro dostatečně velkou rezervu, by vyhovoval ozonizátor s max. výkonem 500 g.h -1 O 3. Spotřeba O 2 by pak byla max. 3,6 kg.h -1. Musí se zváţit, zda bude výhodné pouţít kapalný O 2 nebo generátor O 2 (dostupnost ÚV v zimních měsících, vyšší spotřeba O 2 v letních měsících). Zde můţe nastat určitá úspora investičních nákladů při sníţení výkonu ozonizátoru, ale ne velká, protoţe hlavní část ceny ozonizátoru činí elektronika, nikoli vlastní generátor O 3. Spotřeba O 3 a O 2 při dávce O 3 2 mg.l -1 a výkonech ÚV 25, 30 a 50 l.s -1 pak bude : 25x 2x 3,6 = 180 g.h -1 O 3 1,8 kg.h -1 O 2 30x 2x 3,6 = 216 g.h -1 O 3 2,2 kg.h -1 O 2 50x 2x 3,6 = 360 g.h -1 O 3 3,6 kg.h -1 O 2 Oproti původní studii se změní systém směšování plynné směsi s vodou. Bude navrţeno modernější zařízení s vyšší účinností rozpouštění plynné směsi ve vodě Statiflo dimenzovaného na průtok filtrované vody l.s -1, které navrhne pro dané podmínky výrobce. Nedá se zde předpokládat výrazná finanční úspora nebo vyšší výdaj. Reakční (vymírací) nádrţ bude zachována beze změny (přepracuje se jeden odmanganovací filtr), doba zdrţení při max. výkonu ÚV 50 l.s -1 se oproti 80 l.s -1 poněkud zvýší a bude dostatečná. Úspora financí nebude ţádná, nádrţ bude vţdy zastřešena. Za nádrţí se bude měřit obsah O 3 ve vodě a ORP dle studie. Obsah O 3 se bude měřit i v ovzduší tam, kde by mohl O 3 unikat ze zařízení a z volných hladin. Přepracování dalšího jednoho odmanganovacího filtru na 2 filtry s GAU zůstává (bez meziden, regulace na odtoku klasická, měření průtoku za kaţdým filtrem), takţe při niţším max. výkonu ÚV bude kapacita filtrů více neţ dostatečná. Filtry bude proto nutno při doporučených filtračních rychlostech provozovat střídavě (denně). K úspoře investic zde nedojde, filtry budou stále zastřešeny. Při předpokládané filtrační ploše jednoho filtru 10 m 2 budou filtrační rychlosti pro výkony ÚV 25, 30 a 50 l.s -1 a 1 a 2 filtry následující : 19

20 Výkon ÚV l.s -1 (m 3.h -1 ) Filtrační rychlost pro 1 a 2 filtry m.h m 2 20 m ,0 4, ,8 5, ,0 9,0 Z uvedeného přehledu je patrné, ţe filtrační rychlost je vyhovující v celém rozsahu doporučených hodnot při provozu jen jednoho filtru, tedy i při praní. Denní střídání filtrů v provozu je však nezbytné. Za filtry se na společném potrubí bude měřit ORP a ph s přenosem do ŘS (registrace) Varianta bez ozonizace a filtrace přes GAU V této variantě zůstane zachován dosavadní stav, tj. filtrace ve 2 stupních (prostá písková filtrace a odmanganovací filtry, všechno nezastřešené filtry s mezidny). Jediným rozdílem by bylo, kromě výměny armatur a potrubí, zavedení filtrace s klesající zdánlivou filtrační rychlostí, třebaţe by se jednalo jen o 2 filtry, a to kvůli bezpečnosti při odmanganování (nepřekročení kritické skutečné filtrační rychlosti). O zavedení dávkování O 2 nebo vzduchu do surové vody se rozhodne po výběru varianty rekonstrukce ÚV. Investiční náklady budou tedy oproti variantě s ozonizací nesrovnatelně niţší. Mezi pískové a odmanganovací filtry bude nutné zabudovat statický mísič (nejlépe na míru dimenzovaný Statiflo), do které se bude dávkovat oxidační KMnO 4 a alkalizační vápenné mléko, dojde tedy jen k přemístění zaústění jedné větve KMnO 4 a váp. mléka. Mísič je nutný pro rozmíchání KMnO 4 v celém proudu vody, protoţe pak nedochází ke zbytečným ztrátám obou chemikálií, zvláště KMnO 4. Dávkování roztoku KMnO 4 a vápenného mléka bude řízeno od průtoku filtrované vody (za oběma filtry se bude měřit průtok), dávkování váp. mléka automaticky také od ph po nadávkování, podobně můţe být řízeno dávkování KMnO 4 od ORP. Pokud nebude ozonizace zařazena, musí dojít ke změnám i v dezinfekci vody, coţ bude mít za následek ve srovnání s původní studií i naším předchozím návrhem citelně vyšší investiční i provozní náklady. Dezinfekce filtrované vody Původně navrţená dezinfekce jen plynným Cl 2 při zařazení ozonizace nebude ve variantě bez ozonizace dostatečně bezpečná. Pouţití vyšších dávek Cl 2 můţe vést (a zcela jistě povede) ke tvorbě THM a jiným závadám, např. pachovým. Pak kromě výměny stávajícího chlorátoru za modernější chlorátor, řízený od průtoku filtrované vody, se bude muset zavést dávkování dalšího dezinfekčního prostředku, který by zajistil i při niţších dávkách Cl 2 dobré hygienické zabezpečení vody v rozsáhlé vodovodní síti i při kvalitě vody na hranicích limitů. Dávkování Cl 2 je moţno zásadně doplnit o následující prostředky : chlordioxid (ClO 2 ), chloraminy a UV záření. 20

21 4.8.1 Pouţití chlordioxidu Chlordioxid (ClO 2 ) se pouţívá pro dezinfekci vody samostatně nebo i v kombinaci především s Cl 2. Reakcí s organickými látkami se netvoří jejich chlorderiváty včetně THM. Je známo, ţe ClO 2 (spíše ClO 2 - ) má podstatně delší perzistenci, neţ aktivní Cl, takţe hygienické zabezpečení vody v síti je dokonalejší. V kombinaci s menší dávkou Cl 2 se předpokládá synergický účinek, coţ zvyšuje účinek dezinfekce (to můţe být dáno rozdílným reakčním mechanizmem). Dávka ClO 2 se uvaţuje maximálně do 0,5 mg.l -1, coţ by v našem konkrétním případě znamenalo výkon generátoru ClO 2 maximálně : 180x 0,5 = 90 g.h -1 ClO 2 pro výkon ÚV 50 l.s -1, pro 25 l.s -1 pak polovic, tj. 45 g. h-1 ClO 2. Při dávce 0,3 mg.l -1 ClO 2 by to bylo 54 g.h -1 ClO 2, resp. 27 g.h -1 ClO 2. Z těchto údajů je jasné, ţe nelze pouţít k výrobě ClO 2 metodu z chloritanu sodného (NaClO 2 ) a Cl 2, protoţe není na trhu generátor pro tak malé výkony. Je však k dispozici generátor potřebného výkonu a spolehlivé regulace, pouţívající metodu výroby ClO 2 z NaClO 2 a HCl, a to ještě koncentrovaných roztoků obou chemikálií. Chlordioxid je však podstatně draţší neţ Cl 2, ale pouţívá se v niţších dávkách, neţ Cl 2, takţe v konečném srovnání není tak nevýhodný. Výhodné je také, ţe je k dispozici kompletní komerční zařízení s garancí a servisem. Z tohoto důvodu projektant preferuje pouţití ClO 2 i v tomto případě Chloraminace Chloraminace je dezinfekční metoda, kdy se do vody uměle přidávají amonné ionty (NH 4 + ), které s volným aktivním chlorem (HClO, ClO - ) v přebytku reagují na chloraminy, které pak udrţují nezávadnost v síti. Omezuje se také tvorba THM. Dezinfekční účinek chloraminů je ale řádově niţší, neţ u Cl 2. + Současné postupy chloraminace, tj. přídavek NH 4 do filtrované vody společně s dezinfekčním Cl 2, však naráţejí na problém, kdy reakce chloru a NH + 4 neproběhne kvantitativně a zbylé NH + 4 pak mohou reagovat v síti na dusitany (NO - 2 ), zvláště při nedostatku O 2 ve vodě. Výhodnější je námi jiţ dříve navrţený postup, kdy se do jedné větve vody (hlavní proud) dávkuje dezinfekční Cl 2 a ve druhé, podstatně menší větvi (koncentrace reakčních sloţek je vysoká a tak se zvýší reakční rychlost), se připravuje dávkováním potřebného mnoţství Cl 2 a NH + 4 monochloramin, který se zavádí buď do hlavního proudu nebo případně aţ za akumulaci. Není nám však známo, ţe by tento postup byl někde realizován a v případě ÚV Hamry by musel být poloprovozně i provozně odzkoušen. Pouţití ClO 2 můţe být okamţité, stačí jen v provozu upřesnit dávku ClO 2 za pouţití relativně levných elektrochemických automatických analyzátorů běţně dostupných, coţ u chloraminů 21