Využití upravené bazénové vody do očistných sprch pro plavecký areál

Úvod

Návrh je zpracován na základě předpokládaných kapacit a údajů 25 m bazénu. Systém je úspěšně realizován na pěti bazénech v ČR a přináší významné úspory v provozu. Návrh je možno hodnotit jako ENCON opatření - (ENergie CONservation - opatření k zachování energie).

V současné době je v převážné většině plaveckých areálů připravována teplá voda do očistných sprch z pitné vody. Návrh řeší možnost využití upravené bazénové vody do těchto sprch a diskontinuitu v rozdílných požadavcích na obsah volného chloru v upravené bazénové vodě a vodě pitné. Voda pitná - ve smyslu Sb.z. č. 376 / 2000 požaduje max. 0,3 mg / litr, bazénová voda - ve smyslu Vyhl. 135/2004 Sb.z. min. 0,3, max. 0,6 mg. / litr. Realizace zajišťuje hygienický a ekonomický efekt, s následným environmentálním přínosem pro celou společnost - systém využívá zbytkové teplo z bazénové vody, vypouštěné při běžném provozu do kanalizace, a zároveň šetří pitnou vodu. Následným efektem je přiměřené množství ředicí vody dodávané do recirkulačního systému, což má vliv na kvalitu bazénové vody.

Zadání

Teplou vodu připravovanou z částečně upravené bazénové vody využít pro zásobování 20 očistných sprch mužů a žen v plaveckém areálu. Řešení musí odpovídat hygienickým požadavkům citovaným ve vyhl. 135/2004 Sb. (v platném znění) a musí být schváleno příslušným územním pracovištěm KHS.

Technický popis :

Bazénová voda pro sprchy bude odebírána z recirkulačního systému bazénu po koagulaci, filtraci, úpravě pH, příp. po nadávkování algicidu. Bude hygienicky a bakteriologicky ošetřována vřazenou nízkotlakou UV lampou a osazenou MDS (měřicí a dávkovací stanicí chloru). Dávkování volného chloru bude nastaveno na hodnotu 0,3 mg/l. Sledován bude volný a celkový chlor a Redox potenciál - místa odběru vzorků k měření výše uvedených hodnot budou upřesněna v následné PD.

Doporučený postup prací:

1.) Provozovatel zajistí v přípravném řízení:

1.1 Vyšetření kvality vody (fyzikální, chemický a bakteriologický rozbor) u akreditované laboratoře - pitné z vodovodní baterie a z upravené vody pro bazén - výsledky musí prokázat kvalitou vody (v rozsahu provedených vyšetření) splnění požadavků vyhlášky MZ č. 187/2005 Sb. a Vyhl. MZ č. 135/2004 Sb..

1.2 Rozbor vzorku upravené vody pro bazén na transmisi, neboli prostupnost vody UV paprsky. Na základě vyhodnocení těchto výsledků a zadaných průtočných hodnot bude navržena kapacitní velikost UV lampy.

2.) Charakteristika doporučené UV lampy: konstrukce bude stavěna na maximální provozní teplotu 90°C. Při teplotě do 20°C musí být výrobcem uváděna bakteriologická účinnost 98 - 100 %, při teplotě 50 °C min. 50 %, což při předpokládaných 26 - 28 °C to činí cca 72 - 74 %. Vlnová délka UV - C záření - 254 nm, provozní ozařovací dávka je 400 J/m² a minimální ozařovací dávka v době konce životnosti zářiče je 250 J/m². Ovládací box musí být v základním provedení vybaven počítačem odpracovaných hodin zářiče a kontrolními žárovkami, které signalizují jeho správnou funkci. Doporučené dávky mJ/cm² UV záření - 254 nm, potřebné ke zničení 72 - 74 % mikroorganizmů, virů, kvasinek a plísní, musí být uvedeny v dodavatelské dokumentaci. Zbylých 26 - 28 % bude likvidováno dezinfekcí vody, např. chlornanem sodným nebo jiným dezinfekčním agens. Chod UV lampy bude ovládán ručně, zapnuto - vypnuto, nebo automaticky - dle solventnosti a požadavku investora.

3.) Akumulační jímka AJ bude doplňována upravenou bazénovou vodou. Průtočné množství vody, přiváděné přes UV lampu a MDS do AJ, bude hygienicky a bakteriologicky ošetřeno, zároveň bude udržován obsah volného chloru na max. hodnotě 0,3 mg / litr. Přívod pitné vody z vodovodního řadu do AJ je jednak chladící voda a zároveň rezerva, pro případ výpadku technologie úpravy bazénové vody.

4.) Voda z AT stanice bude vedena do zásobníkového ohřívače ZO 1 o objemu 800 l. ve kterém bude zajišťován dohřev vody na 55 °C. Kapacita ohřívače a doba ohřevu vyhovuje nepsané podmínce, aby bylo zajištěno zdržení vody s dezinfekčním prostředkem min. 20 min. ale aby bylo také zajištěno kontinuální proplachování zásobníku a voda v něm "nestárla". Empirický výpočet potřeby teplé vody ve sprchách je proveden na základě dlouhodobých zkušeností projektanta z obdobných zařízení a záznamů reálného počtu a délky period při hromadném nástupu a odchodu organizovaných skupin návštěvníků KB (především škol), kdy dochází k pravidelnému a intenzivnímu kontinuálnímu odběru teplé vody. Při návštěvách veřejnosti je odběr nepravidelný, neintenzivní - diskontinuální, proto objem zásobníku vyhovuje i pro tento provoz.

5.) Systém respektuje požadavky ČSN 75 5411 Přípojky pitné vody a dalších vyhlášek, norem a předpisů, které při používání dvou zdrojů vody pro jeden objekt vyžadují přerušovací nádrž nebo potrubní oddělovač - viz nová EN 1717. Pitná voda bude do AKU jímky dodávána z veřejného vodovodního řadu a bude ukončena min. 10 cm nad max. hladinou. Bude opatřena uzávěrem, solenoidovým ventilem a průtokoměrem.

6.) V očistných sprchách jsou použity moderní prvky sanitární techniky, tzv. tlačítkové sprchy, se zaregulovaným průtokem a dobou výtoku (průtok 10 l / min., doba výtoku 30 sek.). Do těchto sprch bude přiváděna centrálně mixovaná voda z mixážních ventilů. Tento systém udržuje konstantní, obsluhou nastavenou teplotu, čímž jednak zajišťují bezpečnost i zdraví uživatelů sprch, ale zároveň v kontextu s použitými sprchami je velkým ekonomickým přínosem v úsporách provozních nákladů. V případě přerušení dodávky studené vody do rozvodu je systém do 1 sek. odstaven. Systém ovšem umožňuje krátkodobé přehřívání vody v ohřívačích na 60 - 70 °C, a tím i předcházení vzniku či likvidaci zárodků bakterie Legionella Pneumophila. Přehřívání je možno provádět pouze mimo provoz. Soubory armatur zařazených v systému před sprchami budou doplněny ventily k odběru vzorků vody pro měření pH a volného i celkového chloru, Redox - potenciálu i případných dalších veličin a hodnot, které budou specifikovány, včetně periodicity odběru vzorků, v PD. Měření výše uvedených hodnot bude prováděno zařízením, které bude na plaveckém areálu k dispozici - přenosné, kufříkové nebo pouzdrové spektrofotometry a průmyslové sety.

7.) Veškeré výrobky použité ve výše popisovaném systému - t.j. plastová akumulační jímka, AT stanice, MDS, UV lampa jakož i veškerý instalační materiál - potrubí, armatury a pod., budou vyrobeny z materiálů, odpovídajících výrobkům určeným pro styk s pitnou vodou, ve smyslu - Vyhlášky MZ a budou doloženy atesty.

8.) Úprava systému má nepřímý vliv na zdraví obyvatel - snížení nákladů na provoz KB umožní nepřímo udržení vstupného na přijatelné výši, a tím i vyšší potenciální možnosti návštěvnosti. Zároveň zajišťuje kontinuální odpouštění bazénové vody z recirkulačního systému a její druhotné využití.

Celá problematika byla v roce 2001 (po vydání Vyhl. 464/2000 Sb.z.) konzultována na Státním zdravotním ústavu v Praze, kde byl systém schválen (písemným rozhodnutím). Nová platná vyhl. MZ 135/2004 Sb.z. text o využití upravené bazénové vody do očistných sprch na bazénech nemění. Firma POR - Sdružení, zajišťovala pro obdobný systém projekt na KB v Přerově (50m bazén) realizace 1978, KB Zlín (50m bazén) real. - 1999, KB Zelený pruh Praha (25m bazén) real. - 2001, KB Opava (25m bazén) real. - 2001, KB SPŠ Na Třebešíně v Praze (25m bazén) real 2003. Pro realizací úsporných opatření na KB Zelený pruh a KB SPŠ na Třebešíně obdrželi investoři dotaci z grantového programu Hl. m. Prahy. Technické řešení bylo konzultováno na SZÚ Praha a v jednotlivých územních pracovištích KHS (s kladnými stanovisky).

Využití upravené bazénové vody do očistných sprch pro plavecký areál: Část - B Provozně ekonomická prognóza

Úvodem:

Součástí stávajících provozních nákladů jsou rovněž náklady na dodávku pitné ředicí vody (30 l/návštěvníka pro kryté bazény, 60 l pro venkovní koupaliště), která se musí dopouštět do recirkulačního systému bazénové vody. Stejné množství se musí ze systému odpouštět do kanalizace. Tato voda má teplotu cca 26 - 28 °C. Stávající sprchy jsou zásobovány převážně výhradně pitnou vodou. Tuto pitnou vodu lze nahradit upravenou bazénovou vodou. Náhrada této upravené bazénové vody bude kryta ředicí vodou. Tzn., že jedna z těchto dvou položek bude novým systémem ušetřena (voda do sprch).

Ředicí voda - spotřeba 6 712,50 m³/rok, náklady 375 900,00 Kč/rok
Voda do sprch - spotřeba 6 415,36 m³/rok, náklady 359 260,16 Kč/rok

Rozbor bilance:

Návštěvnost PA krytý bazén 25 m :

Rok 2008 (celoroční průměr)

224 000 os/rok - 358 provozních dnů = 625 os/den

Zadané parametry :

Provozní doba
Po - Pá	15 hodin provozu
So - 13 hodin provozu	13 hodin
Ne - 13 hodin provozu	13 hodin
Provozní doba bazénu	101 hodin/týden
Celková roční provozní doba	358 dnů
Zdroje a ceny medií
Zdroj pitné vody - veřejný vodovod
Cena pitné vody (CÚ 1Q 2008), vodné, stočné	56 Kč/m3
Zdroj tepla - vlastní plynová kotelna
Cena tepla (CÚ 2Q 2008)	498,00 Kč/GJ
Topné médium - topná voda	70/55 °C - léto, zima
Teplota pitné vody uvažována	10 °C

Snížená teplota pitné vody v zimě je zanedbána

Teplota připravované teplé (dříve užitkové vody) uvažována 55 °C
Delta "t" před úpravami 45 °C (10 - 55°C)
Delta "t" po úpravách 29 °C (26 - 55°C)

Výpočet ředicí vody :

Požadavek na množství ředicí vody podle Vyhl. 135/2004 Sb.z., pro kryté bazény 30 l/os. Při průměrné návštěvnosti 625 osob/den, vychází celkové denní množství ředicí vody - 625 x 30 l/os = 18,75 m³/den x 358 prov. dnů = 6 712,50 m³/rok x 56 Kč/m³ = 375 900,00 Kč/rok.

Stávající bilance odběru vody ve sprchách:

Počet očistných sprch - muži	10 ks - tlačítkové sprchy
Počet očistných sprch - ženy	10 ks - tlačítkové sprchy
Průtok tlačítkové sprchy	0,166 l/sek (10 l/min)
Průtok běžné sprchy	0,25 l/sek
Doba sprchování 1 osoby	5 min. tj. 300 sek.

Předpoklad sprchování 80 % návštěvníků 625 x 0,8 = 500 osob / den
Spotřeba sprchové vody pro 1 návštěvníka - průměr doby sprchování 300 sek.
300 sek x 0,166 l/sek = 49,8 l/osobu za cyklus sprchování
Koeficient výtoku tlačné sprchy (tzv. vynucená technologie) 0,9 = 49,8 x 0,9 = 44,82 l/osobu/ za cyklus sprchování
500 os/den x 0,8 % (koef. současnosti) = 400 x 44,82 l/os = 17 928 l/den = 17,92 m³/den
Celková (stávající, průměrná) spotřeba pitné vody ve sprchách : 17,92 m³/den x 358 prov. dnů = 6 415,36 m³/rok x 56 Kč/m³ = 359 260,16 Kč/rok.

Stávající náklady za dodávku tepla pro přípravu TV - C.Ú. 2008:

Směšovací poměr 64% teplé vody / 36% studené vody na výslednou teplotu (38,8 °C)
Teplota pitné vody uvažována 10 °C, tuto vodu je nutno ohřát na 55 °C.
17,92 m³/den x 0,64 = 11,46 m³/den (55 °C)
11,46 m³/den x 4,186 x 45°C = 2,158 GJ/den
cena 1 GJ uvažována 498,00 Kč
2,158 GJ x 498,00 Kč = 1 074,68 Kč/den
1 074,68 Kč x 358 dnů = 384 736,87 Kč/rok

Stávající náklady na přípravu a dodávku vody do sprch u bazénu 743 997.03 Kč/rok

Nové náklady za dodávku PV (vodné + stočné) - C.Ú. 2008 :

Budou nahrazeny náklady za ředicí vodu

Nové náklady za dodávku tepla pro přípravu TV - C.Ú. 2008:

Směšovací poměr 45% teplé vody (55 °C) + 55% studené vody (26 °C ) na výslednou teplotu (39,05 °C)
Teplota baz. vody, odebírané ze systému uvažována 26 °C, tuto vodu je nutno ohřát na 55 °C.
17,92 m³/den x 0,45 = 8,06 m³/den (55 °C)
8,06 m³/den x 4,186 x 29 = 0,978 GJ/den
cena 1 GJ uvažována 498,00 Kč
0,978 GJ x 498 Kč = 487,26 Kč/den
487,26 Kč x 358 dnů = 174 439,41 Kč/rok

Ekonomická prognóza možných úspor

Ředící voda - 625 os/den x 30 l/os = 18,75 m³ x 56 Kč/m³ = 1 050,00 Kč/den
1 050,00 Kč x 358 prov. dnů = 375 900,00 Kč/rok
Voda do sprch 1 003,52 Kč x 358 prov. dnů = 359 260,16 Kč/rok (tato voda bude nahrazena ředící vodou).

Stáv. náklady za dodávku tepla pro přípravu TV - CÚ 2008 - 384 736,87 Kč/rok
Nové náklady za dodávku tepla pro přípravu TV - CÚ 2008 - 174 439,41 Kč/rok

Reebilance :

Teplo 384 736,87 - 174 439,41 = 210 297,46 Kč/rok
Voda - úspora: 359 260,12 Kč/rok
Celkem úspora: 569 557,58 Kč/rok

Výpočet prosté návratnosti :

Náklady na pořízení (bez PD) cca	850 000,00 Kč
Zvýšené provozní náklady cca	30 000,00 Kč/rok (chemie, elektro, dozor)
Celkem	880 000,00 Kč

Se započtením zvýšených provozních nákladů
880 000,00 Kč : 569 557,58 Kč = prostá návratnost 1,54 roku tj. cca 1 rok a 6,5 měsíce

Bez započtení zvýšených provozních nákladů
850 000,00 Kč : 569 557,58 Kč = prostá návratnost 1,49 roku tj. cca 1 rok a 6 měsíců

Přitom je nutno si uvědomit, že při zvýšení cen primárních energií, t.j. pitné vody a tepla, se návratnost výrazně zkrátí.

NPV, IRR, CSF projektu a investora je možno řešit v PD.