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 2
Ostrov Rusinga Island o rozloze cca 40 km , 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 3
Od června 2008 je technologie v provozu. Přes poměrně velký výkon (min. 20 m /den) je využíván pouze zlomek 3
její kapacity – průměrně 2,3 m /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 3
Rozvadìè øízení, signalizace
3x hlad. spínaè
Elektro centrála Dávkovaè Cl
Hladinomìr
Vyvýšená nádr (1m )
Vodomìr
Sprchy
Stávající nádr e 2x5m3
FILTRACE
UV lampa
Tlakový odbìr
ATS Rozvadìè
Hladinomìr
Odbìr
Odbìr
Písek
Zafiltrování Odpad praní
1x kabel 4x2,5, 400V 1x signal. kabel
U itková voda Ponorné èerpadlo
Závlaha
GRYF HB
spol. s r. o.
Èechova 314 Havlíèkùv Brod
Stávající prùsaková studna
Vypracoval: Schválil:
Úpravna pitné vody Technologie Blokové schéma
Oldøich Kahule Václav Navrátil
