Příklady jednoduché úpravy pitné vody Autoři : V. Navrátil V některých případech je nutné jímanou vodu upravovat v některém z ukazatelů, který nesplňuje doporučené limity, snižuje kvalitu vody a dlouhodobé využívání vody v surovém stavu by mohlo vést k ohrožení zdraví obyvatel. Způsob úpravy závisí na konkrétním složení vody, na koncentraci a charakteru ukazatele, který je nutno upravit (např. zákal včetně jemných částic, bakteriologické znečištění, železo a mangan, tvrdost). V některých oblastech se však vyskytují ve vodách další látky, jejichž odstranění je předmětem náročnějších technologických úprav (např. obsah kovů, organických látek, vody znečištěné lidskou činností, zvýšený obsah radonu apod.). V příspěvku jsou uvedeny některé z nejčastějších způsobů úpravy vody (resp. jednotlivé stupně) a využití jednoduché technologie úpravy vody je demonstrováno na konkrétním příkladu rozvojového projektu v Keni. 1. METODY ÚPRAVY VYBRANÝCH PARAMETRŮ JAKOSTI VODY Multivrstevná filtrace pro odstranění zákalu. Využívá se filtrační lože složené z vrstvy hrubého písku, jemného písku a hydroantracitu. Multivrstevný filtr zaručuje vysokou filtrační rychlost a dokonalou filtraci vody. Voda na filtry přitéká shora, prochází jednotlivými vrstvami filtru a ze spodní části filtru odchází do vodovodní sítě nebo na zařízení k další úpravě. Při snížení tlaku vody na výstupu v důsledku zanášení filtru je nutno provést pročištění filtrační náplně. V případě že surová voda vykazuje extremně silný zákal a velké množství sedimentu, je nutno před základní technologii osadit koagulační stupeň. Do vody je přidáván síran železitý, poté je voda odváděna do pomaluběžného reaktoru, kal se usazuje v usazovací nádrži. Přečištěná voda pak přechází přes automatickou tlakovou stanici na filtraci. Dezinfekce nutný stupeň hygienizace, provádí se dezinfekčními roztoky či tabletami, vždy je nutno řídit se pokyny výrobce. Další možný způsob dezinfekce je dezinfekce UV lampou s dlouhou životností. Vhodné je automatické dávkování desinfekčního činidla, kdy je proporcionalita dávkování zajištěna pulsním vodoměrem umístěným za filtry. Odstranění železa a manganu se řeší speciálním filtračním zařízením. Jedná se o filtrační jednotku naplněnou zeolity. Pro odstranění Fe a Mn je potřeba kyslík, jako jeho zdroj se využívá manganistan draselný, který se dávkuje před filtrací. Filtry je nutno často prát, aby nedošlo k jejich znehodnocení. Vysoká tvrdost vody způsobená vysokým obsahem hydrogenuhličitanů může způsobovat zarůstání technologií a přívodních potrubí. Proto je v případě zjištění vysoké uhličitanové tvrdosti surové vody upravit ph. Schéma technologie multivrstevné filtrace s následnou hygienizací (chlorace a UV lampa) je uveden na obrázku č.1.
2. PŘÍKLAD VYUŽITÍ METODY MULTIVRSTEVNÉ FILTRACE PRO ÚPRAVU VODY Konkrétním příkladem využití jednoduché technologie pro úpravu pitné vody je projekt zásobování komunitního centra v odlehlé venkovské oblasti západní Keni. Projekt byl realizován v rámci aktivit o.s. Humanistické centrum Narovinu ve spolupráci s odbornými firmami WASTECH a.s. a GRYF HB., spol. s r.o. v letech 2007 a 2008. 2.1 Výchozí situace, charakteristika lokality Ostrov Rusinga Island o rozloze cca 40 km 2, obývá zhruba 20 až 22 tisíc obyvatel, kteří se živí převážně rybařením a drobným zemědělstvím. Prakticky jediným zdrojem pitné a užitkové vody je povrchová voda z Viktoriina jezera, která je často užívána bez jakéhokoliv hygienického zabezpečení. To vede k vysokému výskytu nemocí z kontaminované vody průjmová a parazitická onemocnění, tyfus, v posledních letech byla v širší oblasti zaznamenána i cholera. Záměrem a cílem prezentovaného projektu bylo snížit výskyt nemocí z kontaminované vody pomocí funkčního zásobování obyvatel nezávadnou vodou pro vybranou cílovou skupinu. 2.2 Přípravné práce, technický návrh řešení Pro přípravnou fázi projektu byly využity cesty do lokality, které proběhly opakovaně v rámci koordinace jiných projektů v lokalitě. Dílčí projekt zásobování vodou byl diskutován s představiteli komunity, byla provedena detailní rekognoskace terénu, měření GPS, byly odebrány vzorky vody z jezera, vzorky podzemní vody (z jednoho z mála objektů na ostrově) i vzorky srážkové vody. Voda z jezera je vodou s relativně nízkým obsahem rozpuštěných látek, s nízkým obsahem vápníku a hořčíku, jejichž přítomnost je v pitné vodě žádoucí. Kvalita povrchové vody je velmi proměnlivá místně i v čase, v určitých obdobích dochází k silné eutrofizaci vody a zvýšenému riziku bakteriologického a biologického znečištění. Povrchová voda je také snadněji zranitelná jezero slouží k mnoha činnostem (praní, mytí, umývání automobilů, koupání lidí i dobytka, pitná voda, v období dešťů je do jezera splachována půda ze svažitých pozemků. Naproti tomu podzemní voda vykazuje vysoký obsah rozpuštěných látek (téměř 1 g/l). Nevýhodou je nízká a nestálá vydatnost a pro budování nových hlubších zdrojů (vrtů) nedostupnost vrtných technologií v místě. Bylo rozhodnuto, že bude využita varianta úpravy povrchové vody s tím, že v první etapě bude ověřena reálnost čerpání vody ne přímo z jezera ale ze studny, která bude vyhloubena v dosahu břehové infiltrace. Čerpání přímo z jezera má nevýhody proměnlivé kvality, snadné zranitelnosti, což by v průběhu provozu vedlo ke zvýšeným nárokům na údržbu zařízení a případně k nutnosti doplnění technologie o další čistící stupně. Zvolené technické řešení bylo následující: voda bude čerpána ze zdroje a čištěna přes filtr vyplněný vrstvami antracitu a písku o různé zrnitosti. Dle skutečného čerpaného množství bude automaticky dávkován dezinfekční prostředek, jako další stupeň bude zařazena UV lampa. Původní plán byl odvádět upravenou vodu do centrálního vodojemu a odtud několika distribučními liniemi do veřejných odběrných míst s tím, že samostatné potrubí bude vybudováno pro komunitní centrum. S ohledem na zmíněné nedostatečné finanční prostředky nebyl však centrální vodojem s distribučním potrubím vybudován a dosud slouží upravovaná voda pouze pro potřeby centra. Schéma technického řešení realizovaného na lokalitě je patrné z obrázku č.1.
2.3 Průběh realizace Práce proběhly ve dvou etapách. V první etapě byla vybudována studna a instalována provizorní akumulace. V druhé etapě pak byl vystavěn objekt vodárny a umývárny, byla instalována technologie a poté bylo zařízení uvedeno do provozu. Během realizace nastaly nepředvídané události, které vedly k tomu, že mezi první a druhou etapou uběhlo více než jeden rok. Zpoždění bylo v počátku způsobeno zejména nedořešeným financováním. První etapa byla financována sponzorsky. Druhá etapa pak z prostředků o.s. Další zpoždění v realizaci projektu bylo zapříčiněno povolebními nepokoji v Keni na počátku roku 2008, které si vyžádaly stovky lidských obětí a statisíce lidí prchaly ze svých domovů. Dané lokality se sice tyto nepokoje přímo nedotkly, ale celková bezpečnostní situace neumožnila do oblasti cestovat. Po zklidnění situace se práce na projektu obnovily a v červnu 2008 byl zahájen provoz. Avšak i průběh druhé etapy se neobešel bez dalších nepředvídaných okolností (problémy s proclením, stavební nepřipravenost v místě, chybějící komponenty, sabotáž). První etapa proběhla v únoru 2007. Při týdenní cestě byla vyhloubena studna o hloubce 4,5 m. Vydatnost studny se pohybuje mezi 1,5 až 2 l/s. Dle předpokladu jímá studna jak vodu podzemní, tak vodu infiltrovanou z jezera, což se projevilo optimálnějším složením vody (rozpuštěné látky, vápník, hořčík), než při využívání jezerní vody. Voda však vykazovala bakteriologické znečištění a mírný zákal. Bylo položeno potrubí do místa budoucí vodárny a provizorně instalovány polyethylenové tanky na vodu. Druhá etapa byla průběžně připravována jak v ČR, tak v Keni. V Keni byla po skončení povolebních nepokojů zahájena výstavba vodárny s umývárnou. V ČR byla sestavena technologie a poté odeslána na místo. Plánována byla desetidenní cesta včetně transportu. Vlastní instalační fáze včetně třídenního poloprovozu byla naplánována na 3 dny. Instalační fázi doprovázela řada těžkostí technicko organizačního charakteru (zdržení technologie na celnici, obtížnost sehnání některých komponent, nedokončené přípravné práce v lokalitě, sabotáž apod.). V samém závěru cesty se však podařilo technologii úspěšně zprovoznit. 2.4. Provoz a jeho hodnocení Od června 2008 je technologie v provozu. Přes poměrně velký výkon (min. 20 m 3 /den) je využíván pouze zlomek její kapacity průměrně 2,3 m 3 /den (pouze pro sirotčinec a školu). Provozní náklady představují prostředky na provoz elektrocentrály a servis generátoru a pohybují se kolem 2 až 2,5 tisíc Kč za měsíc. Náklady na výrobu 10 l kvalitní pitné vody tak dosahují 0,5 až 0,7 Kč (pro srovnání cena 1 litru balené pitné vody, která je získávána v regionu obdobným způsobem se pohybuje kolem 5 až 10 Kč). S ročním odstupem lze hodnotit klady i zápory projektu. Mezi kladné stránky patří to, že projekt se vůbec za daných podmínek podařilo realizovat, i když v menším rozsahu. Provoz je bez výraznějších problémů komunita. Komunita ví, jakým způsobem lze budovat mělké studny. Jedná se o příklad technologie, která může v daných podmínkách využívána v širokém měřítku Vedle kladných stránek tu jsou však i faktory méně příznivé. Především to, že z důvodu nedostatku finančních prostředků slouží projekt pouze velmi malé části komunity. Z důvodu nedostatku času nebyl realizován zkušební provoz podle původního předpokladu a nebyla provedena osvěta obyvatel. Pokud nedojde k rozšíření na širší cílovou skupinu, je zařízení předimenzováno. Nepříznivým faktorem je i to, že v lokalitě je těžko dostupná analytická kontrola. Energetická náročnost a udržitelnost provozu je závislá na vnějších zdrojích (z rozpočtu komunitního centra a školy, které jsou financovány prostřednictvím českých a slovenských sponzorů).
2.5 Poučení z projektu a doporučení pro projekt y daného typu Zkušenost z projektu ukázala na některé důležité body projektové přípravy a realizace obdobných projektů, ze kterých pak vychází i doporučení pro další udržitelnost a případné rozšíření projektu v místě i obecně. Nejdůležitější poznatky a doporučení jsou formulovány v níže uvedených bodech: vyjasnit financování projektu před zahájením, mít připravenou minimalistickou variantu dostatečná časová rezerva ujistit se, že všechny komponenty, které mají být zajištěny v zemi příjemce jsou na místě před cestou realizátora na lokalitu podporovat více projektů s obdobným technickým zaměřením a systematicky budovat lokální kapacity snažit se rozšířit pro nejširší skupinu příjemců v lokalitě začlenit projekt šířeji do komunitního managementu podporovat rozvíjení obdobných aktivit, informace, semináře, další realizace v regionu usilovat o vytváření systematického water managementu v regionu předcházet konfliktním situacím (závist, sabotáž, krádeže) Autor: V. Navrátil, spoluautorka: K. Kubíková
Elektrorozvodná sí Vyvýšená nádr (1m 3 ) Elektro centrála Rozvadìè øízení, signalizace 3x hlad. spínaè Dávkovaè Cl Vodomìr Sprchy Stávající nádr e 2x5m 3 Hladinomìr FILTRACE UV lampa ATS Tlakový odbìr Rozvadìè Odbìr Odbìr Hladinomìr Písek 1x kabel 4x2,5, 400V 1x signal. kabel Zafiltrování Odpad praní U itková voda Závlaha Ponorné èerpadlo Stávající prùsaková studna GRYF HB spol. s r. o. Èechova 314 Havlíèkùv Brod Vypracoval: Schválil: Oldøich Kahule Václav Navrátil Úpravna pitné vody Technologie Blokové schéma