Úprava vody a jej budúcnosť v podmienkach Slovenska
© Fotolia.com
Článok sa zaoberá problémami vybraných úpravní vôd na Slovensku, ktoré sú spôsobené ich nevyhovujúcim technickým stavom ale i zhoršujúcim sa stavom kvality vody vo vodárenských nádržiach. Vo väčšine prípadov riešenie tejto situácie je modernizácia úpravní tak, aby bol naplnený cieľ smernice 98/83/ES, ktorým je ochrániť ľudské zdravie pred nepriaznivými účinkami akejkoľvek kontaminácie vody určenej na ľudskú spotrebu.
Úvod
Na Slovensku sú podzemné vody dominantným zdrojom využívaným pre zásobovanie obyvateľstva pitnou vodou. Približne len 16 % z celkového množstva vody dodávanej do verejných vodovodov predstavujú vody získavané z povrchových zdrojov. Na základe kvality odoberanej vody je vodu v mnohých prípadoch potrebné upravovať tak, aby splnila požiadavky kladené na pitnú vodu, ktoré sú uvedené vo Vyhláške MZ SR č. 247/2017 Z. z. V prípade podzemných vôd je potrebné upraviť len 22,6 % z celkového množstva 7 674 l.s−1 týchto vôd využívaných pre pitné účely, čo poukazuje na vynikajúcu kvalitu podzemných vôd, povrchové vody sú upravované v celom odoberanom množstve, čo predstavuje asi 1 420 l.s−1.
Úpravne vody na Slovensku
Obr. 1 Počet úpravní vôd podľa projektovanej kapacity (Zdroj:VUVH)
História úpravy vody na našom území sa začala písať v štyridsiatych rokoch minulého storočia. Najstaršou úpravňou, v ktorej je upravovaná podzemná voda, je úpravňa vody Vajsove pramene, ktorá bola daná do prevádzky v roku 1942, neďaleko Krupiny. Voda je tu odkysľovaná kontaktnou filtráciou vo filtroch s mramorovou drťou. Súčasný výkon úpravne je 5 l.s−1. Pred pár rokmi bola úpravňa i s prameňom zrekonštruovaná, a tak viac ako 70-ročný objekt môže konkurovať najnovším zariadeniam tohto typu.
Obr. 2 Roky uvedenia úpravní vôd v SR do prevádzky (Zdroj: VUVH)
Rozvoj výstavby úpravní vôd súvisel so zvýšenou spotrebou vody v povojnovom období, s rozvojom priemyselnej výroby, v roku 1956 sa začali projekčné práce pre úpravňu vody Hriňová, prvej úpravne pre povrchové vody.
Na Slovensku bolo vybudovaných 121 úpravní vôd, v súčasnosti je v prevádzke 113 úpravní vôd, ktoré upravujú povrchovú i podzemnú vodu na pitnú vodu. Úpravní vôd pre úpravu povrchových vôd je 65 a pre úpravu podzemných vôd 48. Na obr. 1 sú uvedené pre projektované kapacity počty úpravní, obr. 2 dokumentuje roky, v ktorých boli úpravne dané do prevádzky.
Úprava podzemných vôd
Z hľadiska kvality podzemnej vody využívanej pre zásobovanie pitnou vodou sú rozhodujúcimi ukazovateľmi obsah železa, mangánu, amónnych iónov, obsah ťažkých kovov (napr. arzén, antimón, meď, olovo), atď. Nie zanedbateľným je obsah CO2, sírovodíka a mikrobiologická kvalita vody. V našich podmienkach pri odbere podzemných vôd sa jedná väčšinou, ak je vôbec potrebná úprava o odstraňovanie železa a mangánu. V Slovenskej republike bolo navrhnutých a uvedených do prevádzky 20 úpravní vody s projektovanou kapacitou od 1 l.s−1 do 150 l.s−1 pre odstraňovanie železa a mangánu.
V tab. 1 sú uvedené vybrané úpravne vôd s technológiou úpravy vody i rokom uvedenia do prevádzky, projektovaná kapacita, resp. súčasný výkon úpravne.
Najstaršia z nich, ktorá je v prevádzke 50 rokov, úpravňa vody Osuské, bola v roku 2015 zrekonštruovaná. Nachádza sa na úpätí Malých Karpát a je významnou súčasťou Senického skupinového vodovodu, ktorý je v prevádzke a majetkom BVS, a.s. V rámci celkovej rekonštrukcie úpravne vody bola zrealizovaná aj rozsiahla modernizácia štyroch pieskových filtrov, každý o ploche 9,585 m2. Jestvujúce medzidná filtrov boli nahradené nerezovým drenážnym systémom TRITON, ide o prvú inštaláciu tohto systému v Slovenskej republike. Zrekonštruovaná úpravňa vody bola nominovaná do súťaže Stavba roka 2015, projekt vypracoval Hydroteam, s.r.o.
| Úpravňa vody | Výkon [l.s−1] | Rok uvedenia do prevádzky | Technológia | Poznámka |
|---|---|---|---|---|
| Holíč | 100/60 | 1975 | aerácia, dávkovanie vápna, usadzovacia nádrž (UN), filtre | odstraňovanie Fe a Mn, H2S, NH4+, CO2 |
| Kúty | 80/40 | 1999 | aerácia, dávkovanie vápna, filtre | odstraňovanie Fe a Mn, H2S, CO2 |
| Osuské | 50/70 | 1968 | dávkovanie flokulantu, prevzdušnenie, filtre | odstraňovanie H2S a sírnych baktérií |
| Boťany | 180/80 | 1982 | aerácia, dávkovanie vápna, UN, filtre | odstraňovanie Fe a Mn |
Úprava povrchových vôd
Slovenská republika, i keď sú preferované podzemné zdroje vody, má viac ako 40 malých a stredných úpravní vôd, ktoré upravujú povrchovú vodu na vodu pitnú. Zároveň sa k zásobovaniu obyvateľstva používa voda z vodárenských nádrží, pri ktorých sú vybudované úpravne vody s projektovanou kapacitou nad 200 l.s−1, štyri z nich majú kapacitu nad 300 l.s−1.
V tab. 2 sú uvedené úpravne vôd vybudované pri vodárenských nádržiach s technológiou úpravy vody i rokom uvedenia do prevádzky, projektovaná kapacita, resp. súčasný výkon úpravne.
| Úpravňa vody | Výkon [l.s−1] | Rok uvedenia do prevádzky | Technológia | Poznámka |
|---|---|---|---|---|
| Hriňová | 280/140 | 1965 | koagulant Fe, usadzovacia nádrž (UN), filtre | plynný chlór nahradený chlórdioxidom |
| Klenovec | 460/120 | 1974, 1991 | koagulant Al, jednostup. úprava !! | I. etapa – 250 l/s II. etapa – 210 l/s |
| Málinec | 230/120 | 1995 | koagulant Fe, UN, dvojmateriálová filtrácia | PM – dierovanými stenami – nefunkčné |
| Turček | 130 | 1979, 1999 | lamelové UN, filtre piesok + antracit | doplnené o stvrdzovanie |
| Rozgrund | 16 | 1992 | jednostupňová úprava !!! | odstavená v 2015, zhoršená kvalita vody vo vodárenskej nádrži |
| Nová Bystrica | 700/200 | 1983 | koagulant Fe, UN, filtre | |
| Bukovec | 410/125 | 1979 | koagulant Fe, UN, filtre | odstraňovanie As, Sb |
| Stakčín | 1000/450 | 1976, 1984 | koagulant Al, galeriové čiriče, filtre | v prípade priaznivej kvality využívané len filtre |
Voda odoberaná z povrchových zdrojov obsahuje jemné nerozpustné častice, ktoré sa prejavujú ako zákal, živé mikroorganizmy, ale aj nežiadúce rozpustené látky, ktoré sa pred vstupom do rozvodnej siete musia z vody odstrániť. Niektoré len z estetického dôvodu (neohrozili by zdravie obyvateľa), niektoré sú pre zdravie škodlivé. Úlohou prevádzkovateľa (dodávateľa pitnej vody) je zabezpečiť kvalitu vody tak, aby nespôsobovala ani pri dlhodobom užívaní následky na zdravie.
Väčšina malých a stredných úpravní je prevádzkovaná len na princípe občasného dozoru, čím sa stávajú značne zraniteľnými zvlášť v prípadoch náhleho zhoršenia kvality upravovanej vody, ktoré je spôsobené klimatickými podmienkami – prívalové dažde, topenie snehu. Mnohé z týchto úpravní vôd sú v týchto kritických situáciách odstavené z prevádzky, nakoľko jestvujúcou technológiou úpravy vody nie je zabezpečená výroba kvalitnej pitnej vody.
Prevádzkované úpravne vôd sú bez väčších zásahov do technologickej zostavy, či strojno-technologického zariadenia v prevádzke 30 až 40 rokov, niektoré i viac, napr. úpravňa vody Hriňová viac ako 50 rokov. Je len samozrejmé, že doslova väčšina úpravní vody sú morálne i fyzicky opotrebované. Získavanie kvalitnej vody v týchto úpravniach vody je možné len s veľkým úsilím a vynaložením zvýšených finančných prostriedkov. Dôvodom sú nasledovné skutočnosti:
- zastaralé a nespoľahlivé technologické zariadenia s vysokými energetickými nárokmi,
- nízka účinnosť technologických zostáv,
- zhoršovanie kvality vody odoberanej z povrchových zdrojov.
Zhoršovanie kvality vody bolo zaznamenané v posledných rokoch vo vodárenských nádržiach Klenovec, Hriňová a Rozgrund.
Obr. 3 Obsah živých organizmov vo vodárenskej nádrži Klenovec
Jeden separačný stupeň, ktorým je filtrácia v úpravni vody Klenovec, ktorý bol navrhnutý v sedemdesiatych rokoch a bol vhodný pre kvalitu vody v tom čase, v súčasnosti už nepostačuje na výrobu pitnej vody vzhľadom na zhoršenú kvalitu vody vo vodárenskej nádrži. Oživenie v niektorých ročných obdobiach v ostatných rokoch dosahuje viac ako 20 000 jedincov v 1 ml vody (obr. 3).
Obr. 4 Obsah živých organizmov vo vodárenskej nádrži Hriňová
Rovnaká situácia je i vo vodárenskej nádrži Hriňová, v ktorej sa v posledných rokoch kvalita vody zhoršila z hydrobiologického hľadiska. V marci v roky 2014 počet živých organizmov dosiahol hodnotu až 36 400 jedincov v 1 ml vody. Na obr. 4 je uvedený pre jednotlivé roky maximálny počet jedincov (zároveň aj prevládajúce druhy organizmov) v surovej vode odoberanej v úpravni vody Hriňová. Woronichinia patrí medzi sinice a všetky ďalšie organizmy patria do skupiny rozsievok.
Obr. 5 Obsah živých organizmov vo vodárenskej nádrži Málinec
Podobná situácia je i v prípade zhoršenia kvality vody vo vodárenskej nádrži Málinec. Priebeh vývoja kvality vody v predchádzajúcich rokoch je zobrazený na obr. 5.
Vodárenská nádrž Rozgrund, ktorá je našou najstaršou vodárenskou nádržou, daná do prevádzky v roku 1744, bola donedávna zdrojom kvalitnej pitnej vody pre mesto Banská Štiavnica. Úpravňa vody Rozgrund, v ktorej bola voda z tejto vodárenskej nádrže upravovaná musela byť na jeseň v roku 2015 odstavená z prevádzky. Dôvodom bola zhoršená kvalita vody v nádrži. V súčasnosti je zásobovanie obyvateľstva Banskej Štiavnice a okolia riešené z vodárenskej sústavy Pohronského skupinového vodovodu, z ktorého je voda niekoľkonásobne čerpaná, čím sa podstatne zvyšujú prevádzkové náklady.
V úpravniach vôd Klenovec, Málinec a Hriňová boli v rokoch 2014 až 2016 uskutočnené poloprevádzkové odskúšania nových technológií a na základe ich výsledkov pripravené realizačné projekty. Problémom ich realizácie je nedostatok finančných prostriedkov.
V úpravni vody Rozgrund sa v súčasnosti realizujú poloprevádzkové skúšky, ktorých cieľom je, aby sa tento objekt znovu stal súčasťou zásobovania kvalitnou pitnou vodou Banskej Štiavnice. Modernizáciou úpravne sa súčasne zabezpečí i zníženie prevádzkových nákladov – predovšetkým sa zníži spotreba el. energie na čerpanie vody zo skupinového vodovodu PSV, zníži sa poruchovosť a celkovo sa podstatne zvýši spoľahlivosť prevádzky.
Záver
Vzhľadom na súčasný stav, v ktorom sa spomínané úpravne nachádzajú jediným riešením je ich modernizácia. Modernizácia týchto úpravní vôd je jediným spôsobom, ako zachovať ich prevádzkyschopnosť a ako pomocou uplatňovania technického rozvoja zvyšovať kvalitu ich prevádzky. Modernizácia je po všetkých stránkach a pre všetkých účastníkov oveľa náročnejšia na prípravu a realizáciu, ako je výstavba novej úpravne. Z toho dôvodu je potrebné k optimalizácii a modernizácii pristúpiť maximálne zodpovedne a hlavne dôsledne, čo si vyžaduje finančné prostriedky a dostatok času na predprojektovú prípravu.
Vzájomná výmena skúseností je najefektívnejší spôsob ako prekonať ťažkosti, ktoré sú viac, či menej súčasťou každej modernizácie. Toto v plnom rozsahu platí pre všetky úpravne vody, u ktorých je možnosť realizovať modernizáciu. Technický stav mnohých našich úpravní vody je veľmi zlý. Pripraviť modernizáciu tak náročných vodohospodárskych diel si vyžaduje sústredenú prácu tímu špecialistov a dostatok času na riešenie. Bez získania dobrých a overených podkladov môžu byť investičné prostriedky vynaložené neefektívne.
Poďakovanie
Článok bol pripravený za finančnej podpory projektu a APVV-15-0379.
Literatúra
- Ilavský, J., Barloková, D.: a kol.: Modernizácia veľkých úpravní vôd v podmienkach Slovenska. In: Pitná voda 2015, Zborník prednášok. Trenč. Teplice, SR, 5.–8. 10. 2015. Vodatím s.r.o, Bratislava 2015, s. 55–62. ISBN 978-80-971272-3-7.
- Pelikán, P., Buchlovičová, J.: Modernizácia úpravní vôd v Slovenskej republike. In: Sborník XX. mezinárodní konference Voda Zlín 2016, Zlín, ČR, 17.–18. 3. 2016, ISBN 978-80-905716, s. 47–52.
- Pelikán, P., Buchlovičová, J.: Modernizácia ÚV Hriňová, alebo na ceste od poloprevádzkových skúšok k stavebnému povoleniu. In: Sborník XXI. mezinárodní konference Voda Zlín 2017, Zlín, ČR, 16.–17. 3. 2017, ISBN 978-80-905716-3-1, s. 99–104.
- Šimko, V. a kol.: Modernizácia úpravne vody Hriňová. Záverečná správa. Aktivita 3. Poloprevádzkové skúšky II. Etapa, časť 6, téma 2 Overenie možnosti obohacovať vodu o horčík, december 2015, p. 97.
- Šimko, V.: Zásobovanie pitnou vodou v SR – zabezpečenie kvality a technológia úpravy vody. In: Sborník XI. mezinárodní konference Voda Zlín 2007, Zlín, ČR, ISBN 978-80-239-8740-9, s. 23–26.
REKLAMA
Prohlédněte si instruktážní videa výrobků společnosti REMS
The article deals with the problems of selected water treatment plants in Slovakia, their inconvenient technical condition and with deteriorative water quality in water reservoirs. In the most cases solution of this situation is in modernization of existing water treatment plants so that to be filled the aim of DWD 98/83/EC to protect human health from the adverse effects of any contamination of water intended for human consumption by ensuring its safety.