VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 - Zdroje vody, zásobování vodou a úprava vody pro účely zásobování, doprava vody

Transkript

1 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 - Zdroje vody, zásobování vodou a úprava vody pro účely zásobování, doprava vody Ing. Kateřina Slavíčková, Ph.D. ČVUT Praha, Fakulta stavební, Katedra zdravotního a ekologického inženýrství

2 VODA H 2 O Voda je jednou z mála látek, která se běžně vyskytuje ve všech třech skupenstvích- kapalném, plynném i tuhém. Průměrný dospělý člověk má v těle kolem 40 litrů vody. Měli bychom denně vypít 2 3 litry

3 Rozložení zásob vody na Zemi

4 Historie vodárenství Zdroj: Akvadukt Pont du Gard výška 48,8 m 19 př. n. l.

5 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 část Zdroje pro úpravu pitné vody

6 Zdroje vody Voda Podzemní Povrchová

7 Vodní zdroje výběr a ochrana zdrojů 1. Výběr nejvhodnějšího zdroje vody 2. Důsledná ochrana zdrojů vody 3. Způsob využívání zdroje nova rise/ online brezovske vodovody vyznamne zdroje pitnevody pro brno / online

8 Jímání podzemní vody Vertikální jímací objekty studny (trubní, šachtové, jehlové), hydrogeologické vrty Horizontální jímací objekty jímací zářezy, štoly, galerie Plošné jímací objekty pramenní jímky Kombinované šachtová studna s horizontálními vrty

9 Složení podzemních vod vyšší obsah rozpuštěných látek, oxidu uhličitého, iontů železa a manganu. Malý obsah kyslíku, organických látek, mikroorganismů Teplota podzemních vod bývá stálá, kolísání kvality malé.

10 Složení povrchových vod vyšší obsah kyslíku, organických látek, mikroorganismů Malý obsah oxidu uhličitého Proměnlivá teplota, kolísání parametrů kvality vody.

11 Jímání povrchové vody - z vodárenských nádrží (věžový objekt, břehový objekt) - z jezových objektů -z břehových objektů na toku -ze dna toku -plovoucí odběrný objekt

12 Věžový odběrný objekt

13 Jakost vody v tocích (online )

14 Podíl zdrojů pitné vody různých kategorií dle vyhlášky MZe č. 428/2001 Sb. v r Pozn.: vztaženo na upravované vody, Zdroj: VÚV T.G.M., Typy úprav pro jednotlivé kategorie surové vody: Kategorie podle vyhlášky MZe č. 428/2001 Sb.,ve znění vyhlášky č. 146/2004 Sb. A 1 jednoduchá fyzikální úprava a dezinfekce, například rychlá filtrace a dezinfekce, popř. prostá písková filtrace, chemické odkyselení nebo mechanické odkyselení či odstranění plynných složek provzdušňováním. A 2 běžná fyzikální úprava, chemická úprava a dezinfekce, koagulační filtrace, infiltrace, pomalá biologická filtrace, flokulace, usazování, filtrace, dezinfekce (konečné chování), jednostupňové či dvoustupňové odželezňování a odmanganování. A 3 intenzivní fyzikální a chemická úprava, rozšířená úprava a dezinfekce, například chlorování do bodu zlomu, koagulace, flokulace, usazování, filtrace, adsorpce (aktivní uhlí), dezinfekce (ozon, konečné chlorování). Kombinace fyzikálně chemické a mikrobiologické a biologické úpravy Zdroje povrchové % Zdroje podzemní % 7,1 76, ,9 14,5

15 Vodní stopa je objem vody potřebný k výrobě produktu nebo zajištění služeb pro obyvatele, se zahrnutím objemů vody spotřebovaných a znečištěných během jednotlivých kroků výrobního řetězce. Proč se zabývat svou vodní stopou? Sladká voda je vzácným zdrojem. Vodní stopa lidstva překročila v některých místech udržitelnou míru a je nerovnoměrně rozdělena.

16

17 Jak můžeme snížit svou vodní stopu? Jako spotřebitel vody můžete snížit svou přímou vodní stopu (využití vody v domácnosti) instalací úsporného splachovacího zařízení toalet, úsporných sprchových hlavic, zavíráním kohoutku při čištění zubů, snížením množství pitné vody využívané k zalévání zahrady a nevyléváním léků, barev a dalších znečišťujících látek do výlevky.

18 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 část Úprava pitné vody

19 Požadavky na jakost upravené vody Vyhláška Ministerstva zdravotnictví 252/2004 Sb. kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody, v platném znění. Novely 187/2005 Sb. a 293/2006 Sb. Využití upravené vody pití a vaření, mytí a další využití v domácnosti rekreace veřejné bazény a lázeňství zemědělství průmysl energetika?

20 Úprava vody pro účely zásobování

21 Úpravny vody v ČR -Přibližně polovina vody je z podzemních zdrojů 3556 úpraven vody a zdrojů 2057 z nich je vysoce kvalitní podzemní voda (nevyžaduje úpravu, jen hygienické zabezpečení vody - dezinfekci). 28 úpraven vody s kapacitou nad 100 l / s 27 úpraven vody s kapacitou l / s 2200 zdrojů s kapacitou menší než 1 l / s

22 Úpravna vody Želivka Nejvýznamnější zdroj pitné vody pro Prahu a střední Čechy

23 Úpravna vody Káraný Dokončena roku 1914 jako první úpravna vody pro Prahu, dodává asi čtvrtinu vody pro Prahu.

24 Úpravna vody Podolí Třetí úpravna vody pro Prahu je v Podolí, v současné době se nevyužívá, slouží jako záložní zdroj.

25 Úpravna vody Hradiště ÚV Hradiště je největší úpravnou SčVK, je klíčovým zdrojem systému zásobování severních Čech pitnou vodou.

26 Úpravna vody Plzeň kapacita1000 l/s

27 Objekt staré Puech - Chaballovy filtrace v areálu ÚV Plzeň je významnou technickou památkou, byla využívána do roku Plocha m 2 využívána od ledna 2013 občanským sdružením Chabal pro chov ryb. content/uploads/2013/04/dsc_a14.jpg

28 Úpravna vody Mostiště Jeden z hlavních zdrojů pro region Žďársko, druhým je ÚV Vír.

29 Úpravna vody Vír

30 Úpravna vody Meziboří Intenzifikace ÚV Meziboří

31 ÚV Bedřichov

32 Úprava vody mechanické způsoby úpravy vody chemické fyzikálně chemické biologické

33 Základní technologické procesy úpravy podzemní vody Odkyselování Odželezování Odmanganování Filtrace Dezinfekce

34 Procesy úpravy vody surová podzemní voda

35

36 Odkyselování odstraňování agresivního CO 2 často se spojuje s odželezováním a odmanganováním. mechanické - provzdušňování chemické kaskády fontány sprchy Vápnem tlakové rozstřikování systém INKA Filtrace přes odkyselovací hmoty

37 Odstraňování železa a manganu z podzemních vod z povrchových vod Převedení rozpuštěné formy na nerozpustnou, která je pak odstraněna např. při filtraci - Provzdušnění - Chemická preoxidace - Alkalizace - Biologické způsoby - Kontaktní filtrace - Koagulace

38 Základní technologické procesy úpravy povrchové vody Mechanické předčištění Preoxidace Čiření Filtrace Adsorpce Dezinfekce Stabilizace

39 Procesy úpravy vody surová povrchová voda

40

41

42 Mechanické předčištění Hrubé česle - plovoucí předměty, hrubé nečistoty Střední a jemné česle - menší NL Mikrosíta - menší NL Usazovací nádrže

43 Preoxidace a primární dezinfekce Likviduje mikroorganismy, bakterie a viry přítomné ve vodě. Při použití silných oxidačních činidel probíhá současně oxidace anorganických a organických látek Ozonizace, KMnO 4, ClO 2, chlor, H 2 O 2, UV záření

44 Koagulace - čiření - odstranění jemných suspenzí a částic koloidních látek anorganického i organického původu, zahrnuje koagulaci do vloček i separaci vytvořených vloček.

45 Objemová filtrace -odstranění částic nerozpuštěných látek Filtrační materiál - nejčastěji křemičitý písek pro vodárenské účely, dále antracit, aktivní uhlí, dolomit, mramor atd.

46 Adsorpce, filtrace přes aktivní uhlí Pro odstranění organických látek, pachů, příchutí, vytvořených vedlejších produktů dezinfekce, zbytkové koncentrace ozonu, pesticidů. 1- přítok, 2 odtok, 3- prací vod, A písek, B - granulované aktivní uhlí

47 Stabilizace Používá se účinnému odstranění korozivních vlastností povrchových vod zvýší hodnotu ph, tvrdost a solnost obohacením upravované vody o CO 2 a ionty Ca 2+ a HCO 3-.

48 Dezinfekce - hygienické zabezpečení vody Význam zajištění zdravotní nezávadnosti vody při distribuci ke spotřebitelům z hlediska mikrobiologických parametrů Důležitá je vhodná dávka na úpravně vody, v případě potřeby dochlorování na síti (vodojemy). Dezinfekční činidla na bázi chloru Chlor, chlornany Anorganické chloraminy Oxid chloričitý (chlordioxid, ClO 2 )

49 Nové technologie - Membránová filtrace Mikrofiltrace Saratoga, Kalifornie

50 Flotace rozpuštěným vzduchem (DAF) -fyzikální děj, při kterém dochází k vynášení pevných, v kapalině suspendovaných částic mikrobublinkami plynu khladině - použití jako první separační stupeň místo čiřičů nebo spolu s nimi.

51 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 část Doprava pitné vody

52 Schéma zásobování pitnou vodou od zdroje ke spotřebiteli Distribuce pitné vody

53 Distribuce pitné vody Akumulace vodojem - vyrovnává rozdíl mezi přítokem ze zdroje pitné vody a odběry spotřebitelů Doprava vody ze zdroje na úpravnu, z úpravny ke spotřebitelům, gravitační a čerpání - násoska, čerpací stanice, vodárenská čerpadla Rozvod vody - vodovodní síť, potrubí, objekty Tlaková pásma Provoz a údržba

54

55 Základní funkce vodojemu - akumulační - tlaková - kontaktní

56 Vodovodní síť Větevná síť Větevná Okruhová Kombinovaná Okruhová síť

57 Trubní materiály Šedá litina Tvárná litina Ocel Polyethylen PE PVC Beton

58 Armatury, tvarovky Uzávěry Zpětné klapky Regulační armatury Vzdušníky

59 Hydrant Vzdušník

60 ATS

61 Vodárenské soustavy, hydraulická analýza

62 Návrh, hydraulické analýzy sítě

63 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 VIZP VODOHOSPODÁŘSKÉ INŽENÝRSTVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Přednáška č. 6 část Zaměření vývoje a výzkumu v oblasti úpravy pitné vody

64 Zaměření vývoje a výzkumu v oblasti úpravy pitné vody u nás i ve světě nové a účinnější technologie, využívání modelů pro řízení - zmenšování technologických zařízení - optimalizace provozu a snižování spotřeby energií - technologické audity, řešení technologické linky jako celku - komplexní pohled na problematiku, princip od zdroje ke spotřebiteli - snižování nákladů - vyšší nároky na jakost vody, změny legislativy

65 -snižování produkce odpadů kalů z úpravy vody - použití kalů jako zdroje surovin -efektivnější využívání vyrobené vody, snižování ztrát vody - výzkum účinnosti technologií na odstranění léčiv, pesticidů a dalšího specifického znečištění v souvislosti s nejnovějšími poznatky z různých oborů (např. medicína, vliv těchto látek na zdraví člověka)

66 Inovace předmětu Vodohospodářské inženýrství a životní prostředí v rámci projektu Inovace bakalářského programu Stavební inženýrství pro posílení profesního zaměření absolventů CZ.2.17/3.1.00/36033 financovaném z OPPA CZ.2.17 Děkuji Vám za pozornost