PRZP POŽÁRNÍ REPRESE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Pitná voda od zdroje ke spotřebiteli. Zdroje vody. Schéma zásobování pitnou vodou

Transkript

1 Obsah přednášky Pitná voda PRZP POŽÁRNÍ REPRESE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Pitná voda od zdroje ke spotřebiteli Zdroje vody Zásady bezpečného nakládání s nebezpečnými látkami používanými na úpravně vody Požární ochrana, povinnosti provozovatele Úprava pitné vody Ing. Kateřina Slavíčková, Ph.D. ČVUT Praha, Fakulta stavební, Katedra zdravotního a ekologického inženýrství Distribuční systém Pitná voda Zákon 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví stanoví, že "pitnou vodou je veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření, přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství, voda, která je určena k péči o tělo, k čištění předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem, a k dalším účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob jejího dodávání." Vyhláška 252/2004 Sb., kterým se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody, pak doplňuje, že "pitná voda musí mít takové fyzikálně-chemické vlastnosti, které nepředstavují ohrožení veřejného zdraví." Průzkum spotřebitelských návyků zákazníků Pražských vodovodů a kanalizací (PVK), který realizovala agentura IBRS vříjnu Agentura se ptala zhruba 500 lidí žijících v pražských domácnostech a výsledky pak ještě přepočítala na celou pražskou populaci (tedy domácností) 85% Pražanů pravidelně pije vodu z kohoutku Schéma zásobování pitnou vodou Povrchová voda jen málo oxidu uhličitého, nižší mineralizaci vyšší proměnlivou teplotu větší obsah kyslíku, větší koncentraci organických látek podstatně větší počet a více druhů mikroorganismů Zdroje vody Podzemní voda vyšší obsah rozpuštěných látek, oxidu uhličitého, iontů železa a manganu, vody z velkých hloubek se vyznačují vysokou mineralizací, teplota bývá stálá, kolísání fyzikálně chemických parametrů je nepatrné, téměř neobsahují kyslík, koncentrace organických látek bývá malá, obsahují jen nepatrné množství organismů (jiné druhy než povrchové vody). 1

2 Strategie odstraňování různých nežádoucích látek při úpravě vody Závisí na - typu a konkrétním složení surové vody - koncentraci znečišťující látky a jejích změnách - na velikosti úpravny vody - ekonomických parametrech Požadavky na úpravárenský proces a jakost upravené vody voda musí mít vyhovující jakost, musí být dodávána v dostatečném množství, celkové výrobní náklady musí být minimální. Zásady bezpečného nakládání s nebezpečnými látkami používanými na úpravně vody Bezpečnostní listy - soubor informací pro nakládání s nebezpečnými chemickými látkami. Při nakládání s těmito látkami se obsluha ÚV řídí pokyny bezpečnostních listů, s jejichž údaji a pokyny musí být prokazatelně seznámena. jsou poskytovány osobou uvádějící látku do oběhu. jsou umístěny ve skladu chemikálií a v místě přípravy a dávkování roztoků, jsou také přílohou provozního řádu. obsahují mj. údaje o nejdůležitějších účincích na lidské zdraví a životní prostředí, pokyny pro první pomoc, ochranných osobních prostředcích, Rvěty, S-věty. R-věty jsou standardní věty označující specifickou rizikovost chemické látky. S-věty jsou standardní pokyny pro bezpečné nakládání s chemickou látkou. Ukázka bezpečnostního listu Síranu hlinitého V chemickém hospodářství úpraven vod se řeší rizikovost těchto základních procesů: Skladování oddělené, dobře větratelné prostory se suchou rovnou podlahou, standartně 30-ti denní zásoba, za praktické minimum je považováno 15 dní. Příprava příprava chemikálií do stavu, ve kterém jsou vhodné k aplikaci do procesu (tvorba vodných roztoků atd.) Dávkování proces aplikace chemických látek do upravované vody, postup se liší dle charakteru upravované látky Nežádoucí stavy: Náhodný únik chemických látek, při skladování, nevhodné skladování Náhodný únik chemických látek při manipulaci s nimi, nedodržení postupů Požár, vlivem nestabilní hořlavé látky, Porucha dávkovacího čerpadla CHEMIKÁLIE Plynné Cl 2 ClO 2 O 3 KAPALNÉ Některé koagulanty, např. síran železitý, kyseliny PEVNÉ Koagulanty např. síran železnatý, síran SKLADOVÁNÍ (do 30 dní při max. d.) Oddělená místnost se signalizací, sudy, láhve (zásoba 1-2 cykly) Sudy, skleněné demižony, pogumované nádrže (kovové, plastové, železobeton), havarijní jímka PŘÍPRAVA Cl -proces, kyselinový proces, odděl. místnost Ozonizátory spříslušenstvím (oddělené prostory) Ředící nádrže hlinitý, vápno aktivní hydrát), mokré skladování (mích. nádrž uhlí Pytle (odděl. místnost) volné ložení, gumové kontejnery, kovové kontejnery, sila (váp. vzduchem) nasycený roztok Násypky vždy se stěnami 60, násypky a šnekové dávkovače, rozpouštěcí DÁVKOVÁNÍ Do provozní vody automaticky dle koncentrace dávkování Tlakové nebo podtlakové dávkování Ve směšovacích nádržích trub. ramenem Dávkovací čerpadla Objemové dávkovače Hmotnostní dávkovače Sdruženíoboruvodovodůa kanalizací České republiky, Příručka provozovatele úpravny pitné vody, SOVAK - Sdruženíoboruvodovodůa kanalizací České republiky 2012, 264 s Požární ochrana Provozovatel je povinen obstarat a zabezpečovat v potřebném množství a druzích požární techniku a věcné prostředky požární ochrany se zřetelem na požární nebezpečí provozované činnosti a udržovat je v provozuschopném stavu (používat lze pouze schválené druhy), vytvářet podmínky pro hašení požáru a pro záchranné práce, zejména udržovat volné příjezdové komunikace a nástupní plochy pro požární techniku, únikové cesty a volný přístup k nouzovým východům, k rozvodným zařízením elektrické energie, k uzávěrům vody, plynu, topení a k věcným prostředkům požární ochrany, dodržovat technické podmínky a návody vztahující se k požární bezpečnosti činností, označovat pracoviště a ostatní místa příslušnými bezpečnostními značkami, příkazy, zákazy a pokyny ve vztahu k požární ochraně, 2

3 pravidelně kontrolovat prostřednictvím kvalifikované osoby dodržování předpisů o požární ochraně a neprodleně odstraňovat zjištěné závady, umožnit orgánu státního požárního dozoru kontrolovat plnění povinností na úseku požární ochrany a poskytovat mu požadované doklady, dokumentaci a informace a ve stanovených lhůtách splnit jím uložená opatření. bezodkladně oznamovat územně příslušnému operačnímu středisku Hasičského záchranného sboru kraje každý požár vzniklý při provozovaných činnostech nebo ve vlastních nebo užívaných prostorách. Musí také vést potřebnou dokumentaci požární ochrany. Musí být splněny podmínky požární bezpečnosti při provozu komínů, kouřovodů a spotřebičů paliv (spalinová cesta), musí být zajištěny kontroly, revize a čištění spalinových cest osobami se stanovenou kvalifikací v předepsaných lhůtách. Bezpečnostní značení v ÚV Všechna potrubí musí být barevně označena podle protékajících médií. Všechny komunikace se musí od ostatních ploch se stejnou úrovní barevně odlišit ohraničujícími pruhy nebo jinou barvou povrchu. Pracoviště, stroje a technická zařízení s nebezpečím ohrožení osob se musí opatřit bezpečnostním označením (bezpečnostní značky, tabulky, barvy, signály). 9%C3%A1du.pdf Opatření pro případ havárie Ten, kdo způsobil havárii, je povinen činit bezprostřední opatření k odstranění příčin a následků havárie. Přitom se řídí havarijním plánem, popřípadě pokyny vodoprávního úřadu a České inspekce životního prostředí. Kdo způsobí nebo zjistí havárii, je povinen neprodleně hlásit Hasičskému záchrannému sboru České republiky nebo jednotkám požární ochrany nebo Policii České republiky, případně správci povodí. Dojde-li k havárii mimořádného rozsahu, která může závažným způsobem ohrozit životy nebo zdraví lidí nebo způsobit škody na majetku, platí při zabraňování škodlivým následkům havárie přiměřeně ustanovení o ochraně před povodněmi. Původce havárie je povinen na výzvu zmíněných orgánů při provádění opatření při odstraňování příčin a následků havárie s těmito orgány spolupracovat. Osoby, které se zúčastnily zneškodňování havárie, jsou povinny poskytnout potřebné údaje Hasičskému záchrannému sboru České republiky a České inspekci životního prostředí (pokud si jejich poskytnutí vyžádá). Úprava pitné vody Zdroje bez úpravy, pouze s hygienickým zabezpečením použitelná u kvalitních podzemních vod, u nichž stačí vodu hygienicky zabezpečit a dodávat spotřebitelům Je možné provzdušnění vody pro odstranění agresivního oxidu uhličitého Jednostupňová úprava použitelná u čistých vod, u nichž stačí použít nízkou dávku koagulantu voda s nadávkovaným koagulantem se vede přímo na filtr, není zde čiřič, probíhá koagulační filtrace Dvoustupňová úprava u znečištěnějších povrchových vod (zákal vody větší než 30 ZF) nebo u podzemních vod s koncentrací Fe větší než 4 mg/l První stupeň -čiřič, usazovací nádrž nebo flotace rozpuštěným vzduchem, druhý stupeň rychlofiltr. Základní technologické procesy PODZEMNÍ VODA Další možnosti úpravy vody Odkyselování Odželezování Odmanganování Filtrace Dezinfekce Odstraňování vápníku a hořčíku Deionizace Demineralizace Desorpce Membránové procesy Iontová výměna Čiření 3

4 Odkyselování - proces, kterým se odstraňuje agresivní CO 2 z podzemních vod. Volba vhodného způsobu - Hodně CO 2 (vody s KNK 4,5 < 1 mol.m -3 ) chemickými způsoby, může být předřazeno mechanické odkyselení. - Méně CO 2 ( vody s KNK 4,5 > 2 mol.m -3 ) mechanickými způsoby - provzdušnění Zdroj:dspace.k.utb.cz/bitstream/handle/.../marušincov á_2007_bp.pdf?...1 online Chemické hospodářství - odkyselování Chemické způsoby odkyselování Reakcí s Filtrací odkyselovacími hmotami Vápnem Hydroxidem vápenatým Hydroxidem sodným Uhličitanem vápenatým - vápencem, mramorem, dolomitem Polovypáleným dolomitem Odstraňování železa a manganu Zvýšený obsah Fe a Mn u podzemních vod - vliv na barvu, chuť, zákal, rozvoj železitých a manganových bakterií v potrubí Odstranění - převedení rozpuštěné formy na málo rozpustnou, odstranitelnou sedimentací, filtrací, flotací nebo odstřeďováním. Nejběžnější je odstraňování Fe a Mn - oxidací vzdušným kyslíkem, ozonem, chlorem - alkalizací - kontaktní odželezování a odmanganování na písku preparovaném vyššími oxidy manganu - pro koncentrace Fe větší než 5-6 mg/l dvoustupňová úprava vody Odželezování provzdušňováním alkalizací oxidací ozon chlor manganistan draselný peroxid vodíku kontaktní odželezování v horninovém prostředí iontovou výměnou biologickou cestou Koagulací - koagulant vápno, uhličitan sodný, hydroxid sodný Bakterie oxidující Fe(II) na Fe(III). Odmanganování Alkalizací vápenná voda ozon oxidací chlor manganistan draselný oxid chloričitý kontaktní odmanganování Základní technologické procesy POVRCHOVÁ VODA Mechanické předčištění Preoxidace Čiření Filtrace Adsorpce Stabilizace Dezinfekce Koagulací - koagulanty biologickou cestou pískovou filtrací Další možnosti úpravy vody Mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace Flotace provzdušňováním 4

5 Mechanické předčištění Odstraňují se - plovoucí předměty, hrubé nečistoty a další nerozpuštěné látky - chrání před poškozením čerpadel, ucpáním potrubí, atd. Přehled objektů mechanického předčištění: hrubé česle mm, střední česle mm, jemné česle 2-10 mm, lapáky písku v jímadlech usazovací nádrže před úpravnou Preoxidace Proces, vyvolaný přídavkem oxidačního činidla k surové vodě před její další úpravou. Dochází k odstranění mikroorganismů ( u dezinfekce) a k oxidaci anorganických a organických látek ve vodě fyzikálně-chemická - vzdušným kyslíkem chemická současně probíhá dezinfekce - ozon, - peroxid vodíku, - manganistan draselný, - oxid chloričitý, ÚV Mostiště - chlor a jeho sloučeniny! pouze u vod s nízkým potenciálem tvorby vedlejších produktů dezinfekce Dezinfekce Odstraňuje patogenní zárodky (bakterie a viry), slouží k zabezpečení zdravotní nezávadnosti vody v distribuční síti. Současně probíhá oxidace anorganických a organických látek ve vodě (preoxidace) použití u povrchové i podzemní vody primární dezinfekce součást vlastního procesu úpravy vody na vodu pitnou (fyzikální způsoby, chemická preoxidace) sekundární dezinfekce slouží k hygienickému zabezpečení pitné vody v distribuční síti, probíhá na konci úpravy (činidla na bázi chloru) Primární Dezinfekce Hygienické zabezpečení Ozonizace - O 3 KMnO 4, H 2 O 2 UV záření Oxid chloričitý - ClO 2 Chlor a chlornany Chlor - Cl 2 Chlornan sodný, chlornan vápenatý Oxid chloričitý ClO 2 chloraminy činidlo ClO 2 O 3 O 3/H 2O 2 Cl 2 NaClO KMnO 4 NH 2Cl stálost v síti ano ne ne ano ano ne ano Koagulace -čiření - odstranění jemných suspenzí a částic koloidních látek anorganického i organického původu, zahrnuje koagulaci do vloček i separaci vytvořených vloček. na bázi hliníku síran hlinitý chlorid hlinitý hlinitan sodný hlinité polymery směsné koagulanty obsahující společně hliník i železo Koagulanty Zatěžkávadla (pomocné koagulanty) zlepšují sedimentačních vlastnosti vytvořených vloček bentonit, kaolin, sražený uhličitan vápenatý, křemelina, práškové uhlí, jemný perlit, mletý vápenec na bázi železa síran železitý chlorid železitý bezvodý chlorid železitý hexadehydrát chlorid síran železitý síran železnatý Polymerní flokulanty - anorganické polymery - přírodní vysokomolekulární látky - syntetické organické polymery 5

6 Flotace rozpuštěným vzduchem (DAF) - fyzikální děj, při kterém dochází k vynášení pevných, v kapalině suspendovaných částic nebo vytvořených vloček mikrobublinkami plynu k hladině - použití jako první separační stupeň místo čiřičů Filtrace - nejpoužívanější technologický proces ve vodárenství - slouží k odstraňování částic nerozpuštěných látek určité velikosti. Velikost částic obsažených ve vodě a vhodné typy filtrace Molekuly Suspendované látky Koloidní částice, jíl Písek Viry Bakterie Zooplankton m Molekulární síta Aktivní uhlí Membránová filtrace Mikrosíta Náplav. filtrace Filtrace Síta Zdroj vlastní přednášky Slavíčková Objemová filtrace - odstraněníčástic nerozpuštěných látek Filtrační materiál - nejčastěji křemičitý písek pro vodárenské účely, dále antracit, aktivní uhlí, dolomit, mramor, filtralite atd. Membránové způsoby jsou založeny na schopnosti semipermeabilních membrán zachycovat částice určité velikosti, příp. určitého náboje velikost částic Mikrofiltrace Ultrafiltrace Nanofiltrace Reverzní osmóza > 0.1 µm µm µm < µm Typ znečištění nerozpuštěné látky, koloidní zákal, Olejové emulze makromolekuly bakterie, viry, buňky, bílkoviny Makromolekulární organické sloučeniny ionty Adsorpce, filtrace přes aktivní uhlí odstranění organických látek, pachů, příchutí, vytvořených vedlejších produktů dezinfekce, zbytkové koncentrace ozonu, pesticidů. zrněné aktivní uhlí práškové aktivní uhlí sorpční hmoty ( na bázi měničů iontů, křemičitanů nebo hlinitokřemičitanů) online upraveno 1- přítok, Zdroj VHO1 přednášky 2 odtok, Slavíčková 3- prací voda, A písek, B - granulované aktivní uhlí Stabilizace, alkalizace Použití u vod s nízkým obsahem vápníku a hořčíku a nízkou KNK 4,5. Velmi měkké povrchové vody s takovým deficitem CO 2, že přidáváním vápna je není možné uvést do vápenatouhličitanové rovnováhy. K účinnému odstranění korozivních vlastností těchto vod je třeba zvýšit hodnotu ph, tvrdost a solnost obohacením upravované vody o CO 2 a ionty Ca 2+ a HCO 3-. Stabilizace se provádí: Oxidem uhličitým a vápnem Oxidem uhličitým a neutralizačním materiálem Hydrogenuhličitanem sodným a solemi vápníku 6

7 Podzemní voda jímání a úpravna ukázky Armaturní šachta nad vrtem Povrchová voda jímání a úprava ukázky Úpravna vody Březová - největší úpravna pitné vody na Karlovarsku. hlavní zdroj Oblastního vodovodu Karlovarska - Úpravna byla vystavěna v letech 1972 až 1982, do provozu byla uvedena v roce Úpravna vyrábí zhruba 250 litrů pitné vody za sekundu, její projektová kapacita je však více než dvojnásobná (650 l/s). Úpravna vody Kněžpole přehrada Stanovice Distribuční systém pitné vody Vodárenské soustavy Gravitační vodovod Výtlačný vodovod Rozvodná vodovodní síť - Původně se na úpravně využívala dvoustupňová technologie úpravy vody koagulace a filtrace, doplněná ztvrzováním. - V letech 2011 až 2016 byla úpravna rekonstruovaná a technologie se rozšířila o další stupeň ultrafiltraci. - Dnes je úpravna plně automatizovaná a řízená počítačovým řídicím systémem. - Obsluha úpravny je zajištěna v nepřetržitém provozu. Vodovodní potrubí tvoří armatury, tvarovky a trouby. Tvarovky jsou součástí potrubí umožňují změnu trasy, změnu průměru, odbočení, připojení armatur, ukončení potrubí apod. Armatury - Umožňují řízení a ovládání provozu Hydrant - zařízení pro odběr vody ve venkovním prostředí z vodovodního řadu - Umožňuji odběr pro požární účely - slouží k odkalení a odvzdušnění Uzavírací armatury šoupátka, klapky, ventily, kohouty, plovákové uzávěry Odběrné armatury hydranty, vzdušníky, kalosvody, výtokové stojany Ostatní armatury redukční ventily, zpětné klapky, montážní vodovodního řadu. vložky, kompenzátory Zpětná klapka Podle charakteru terénu, uličních a provozních poměrů se instaluje: hydrant nadzemní - pro odběr vody přímým napojením požární hadice na výtok hydrantu ukončený hadicovou spojkou, hydrant podzemní - montuje se pod úrovní terénu, ovládá se hydrantovým klíčem a odběr vody je podmíněn použitím hydrantového nástavce. 7

8 Požární výtokový stojan Požární výtokový stojan je nadzemní výtoková armatura na vodovodním potrubí ukončená sací hadicovou spojkou, která umožňuje přímé napojení sacích požárních hadic o průměru 110 nebo 125 mm. Plnicí místo - místo, kde nadzemní výtoková armatura na vnějším vodovodu umožňuje plnit nádrže mobilní požární techniky horním otvorem. Přednostně se navrhují nadzemní hydranty. Výtokové stojany a plnicí místa se navrhují zejména v uzavřených areálech výrobních a nevýrobních objektů. Doporučeno osazovat na okruhovou síť. Vzdálenost venkovních hydrantů: Bytová zástavba: 120 ( m ), Hustá zástavba: ( m ), Garáže a průmyslové závody: ( m ), Od budov minimálně 5 ( m ), podél komunikací a křižovatek. Pokud odběrní místa nejsou z provozních důvodů trvale zavodněna, nemají být od zavodněného potrubí vzdálena více než 20 ( m ). Objekty na vodovodní síti Armaturní šachty Přechody přes vodní toky (podchod pod dnem koryta, vzdušný přechod) Podchod pod železnicí a důležitou komunikací Vodojem Význam - akumulační (vyrovnávaní nerovnoměrnosti přítoku a odběru vody) - zásoba vody (poruchy na přivaděči, požární účely) Čerpadla a čerpací stanice Automatické tlakové (AT, hydroforové) stanice Vodní ráz - Nepříznivý hydraulický jev, který vzniká při dopravě vody v gravitačních přivaděčích při náhlém uzavření uzávěru v dolní části a u výtlačných řadů při vypnutí čerpadla Protirázová ochrana - Zvětšením setrvačné hmoty čerpadla - Větrníkem - Polopneumatickým vzdušníkem - Vyrovnávací komorou - Odlehčovacím ventilem tlumičem vodních rázů Přetlak ve vodovodní síti Maximální přetlak v nejnižších místech vodovodní sítě každého tlakového pásma nesmí převyšovat hodnotu 0,6 MPa. V odůvodněných případech se může zvýšit na 0,7 MPa... též maximální hydrostatický přetlak. Při zástavbě do dvou nadzemních podlaží hydrodynamický přetlak v rozvodné síti musí být v místě napojení vodovodní přípojky nejméně 0,15 MPa. Při zástavbě nad dvě nadzemní podlaží nejméně 0,25 MPa... též minimální hydrodynamický přetlak. Z hlediska požární bezpečnosti staveb je vyžadováno dále zajištění: minimálního hydrostatického přetlaku na hydrantu pro odběr požární vody 0,20 MPa; minimálního hydrodynamického přetlaku na hydrantu při odběru požární vody 0,05 MPa. Vnější požární vodovod se navrhuje pro výrobní a nevýrobní objekty s ohledem na jejich plochu, u výrobních objektů i s ohledem na vysoké požární zatížení. Může se navrhovat společně se zařízeními pitné nebo užitkové vody, popřípadě jako samostatný soubor objektů a zařízení. Důležitými návrhovými parametry vnějšího požárního vodovodu jsou průměr potrubí vodovodního řadu, vzdálenost odběrného místa od objektu a mezi sebou, hydrostatický přetlak množství vody, které vyteče z odběrného místa za jednotku času. 8

9 Vybrané požadavky na vnější odběrná místa: například pro rodinný dům se zastavěnou plochou požárního úseku do 200m 2 včetně a nevýrobní objekty kromě skladů s plochou do 120 m 2 včetně musí být: Hydraulické modely a analýzy sítě min. dimenze potrubí DN 80, odběr Q=4 l.s -1 pro doporučenou rychlost v=0,8 m.s -1, odběr Q=7,5 l.s -1 pro doporučenou rychlost v=1,5 m.s -1 a obsah nádrže požární vody 14 m 3. Zdroj: pozadavky-na-zti-v-norme-csn pozarni-bezpecnost-staveb Použité zdroje Některé zdroje uvedeny přímo v textu, zdroje u podkladů převzatých z přednášek VIZP, VO2, VHO4 k dispozici u autorky prezentace Slavíčková Přednášky VIZP, VO2, VHO4 %C3%A1st%C3%AD_provozn%C3%ADho_%C5%99%C3%A1du.pdf upravna-brezova.html Děkuji Vám za pozornost 9