VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UýENÍ TECHNICKÉ V BRNċ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍHO HOSPODÁěSTVÍ OBCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF MUNICIPAL WATER MANAGEMENT

PORUCHOVÉ STAVY ÚPRAVEN VODY WATER TREATMENT PLANTS AND THEIR FAILURE MODES

DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS

AUTOR PRÁCE

Bc. ZUZANA BARANOVÁ

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2013

Ing. TOMÁŠ KUýERA, Ph.D.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program

N3607 Stavební inženýrství

Typ studijního programu

Navazující magisterský studijní program s prezenční formou studia

Studijní obor Pracoviště

3607T027 Vodní hospodářství a vodní stavby Ústav vodního hospodářství obcí

ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Diplomant

Bc. ZUZANA BARANOVÁ

Název

Poruchové stavy úpraven vody

Vedoucí diplomové práce

Ing. Tomáš Kučera, Ph.D.

Datum zadání diplomové práce Datum odevzdání diplomové práce

31. 3. 2012 11. 1. 2013

V Brně dne 31. 3. 2012

............................................. doc. Ing. Ladislav Tuhovčák, CSc. Vedoucí ústavu

............................................. prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc. Děkan Fakulty stavební VUT

Podklady a literatura [1] KRIŠ, Jozef, Oskár ČERMÁK a Ivona ŠKULTÉTYOVÁ. Vodárenstvo 1: Zásobovanie vodou. Bratislava: Vydavatelstvo STU, 2006. ISBN 80-227-2426-2. [2] LIN, Shundar. Water and wastewater calculations manual. 2nd ed. New York: McGraw-Hill, c2007, 945 s. ISBN 00-714-7624-5. [3] TILLMAN, Glenn M. Water treatment: troubleshooting and problem solving. Chelsea, Mich.: Ann Arbor Press, c1996, 156 s. ISBN 15-750-4001-8. [4] TUHOVČÁK, Ladislav, Pavel ADLER, Tomáš KUČERA a Jaroslav RACLAVSKÝ. Vodárenství: Studijní opora pro studijní programy s kombinovanou formou studia [online]. Brno: VUT v Brně, 2006 [cit. 2012-03-26]. Zásady pro vypracování V rámci zpracování diplomové práce bude proveden průzkum na vybraných úpravnách vody (min. 5) za účelem zjištění poruchových stavů, které se projevují na úpravnách vody. Následně bude provedeno vyhodnocení zjištěných dat a hledány faktory podílející se na poruchovosti úpraven vody. Předepsané přílohy

............................................. Ing. Tomáš Kučera, Ph.D. Vedoucí diplomové práce

Abstrakt Cílem diplomové práce bylo provést prĤzkum na vybraných úpravnách vody za úþelem zjištČní možných poruch, se kterými se mohou provozovatelé úpraven setkat. V rámci diplomové práce byly navštíveny tyto úpravny: ÚV Troubky, ÚV Hosov, ÚV PĜíkazy, ÚV ýernovír. Dále bylo provedeno vyhodnocení zjištČných informací; výþet a þetnost poruch vyskytující se na daných provozovnách.

Klíþová slova Úpravna vody, spolehlivost, porucha, provozní deník, havarijní plán, technologie, filtrace, sedimentace, ozonizace.

Abstract The aim of this thesis was to conduct a survey in selected water treatment plants to identify possible faults with which treatment providers may encounter. Within the thesis has been visited these treatments: ÚV Troubky, ÚV Hosov, ÚV PĜíkazy, ÚV ýernovír. Further was performed evaluation of the collected information, specification and frequency disturbances occurring on those premises.

Keywords Water Treatment Plant, Reliability, Fault, Operational Log, Emergency Plan, Technology, Filtration, Sedimentation, Ozonation.

Bibliografická citace VŠKP BARANOVÁ, Zuzana. Poruchové stavy úpraven vody. Brno, 2013. 76 s. Diplomová práce. Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta stavební, Ústav vodního hospodáĜství obcí. Vedoucí práce Ing. Tomáš Kuþera, Ph.D..

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatnČ a že jsem uvedla všechny použité informaþní zdroje.

V BrnČ dne 9.1.2013

……………………………………………………… podpis autora Zuzana Baranová

PODċKOVÁNÍ Ráda bych podČkovala Ing. Tomáši Kuþerovi, Ph.D za odborné vedení a pomoc pĜi zpracování diplomové práce. SouþasnČ chci podČkovat všem, kteĜí mi poskytli cenné informace a rady k vytvoĜení této práce.

Poruchové stavy úpraven vody Diplomová práce

OBSAH 1

ÚVOD ............................................................................................................... 10

1.1

Cíle práce .................................................................................................................................................. 11

2

TEORIE SPOLEHLIVOSTI .............................................................................. 12

2.1

Spolehlivost obecnČ .................................................................................................................................. 12

2.2

Základy teorie spolehlivosti..................................................................................................................... 13

2.3

Modely rozdČlení ukazatelĤ spolehlivosti .............................................................................................. 14

3

PORUCHY ÚV ................................................................................................. 18

3.1

MimoĜádné události ................................................................................................................................. 21

4

PROVOZNÍ PěEDPISY A EVIDENCE............................................................. 22

4.1

Provozní Ĝád ............................................................................................................................................. 22

4.2

Provozní deník.......................................................................................................................................... 23

4.3

Havarijní plány ........................................................................................................................................ 24

4.4

Legislativa ve vodárenství ....................................................................................................................... 24

5

ÚPRAVNY VODY............................................................................................. 26

5.1 Procesy úpravy ......................................................................................................................................... 26 5.1.1 Difuzorová provzdušĖovcí zaĜízení ................................................................................................ 27 5.1.2 Sedimentace .................................................................................................................................... 27 5.1.3 Flotace ............................................................................................................................................ 28 5.1.4 Filtrace ............................................................................................................................................ 30 5.1.5 Ozonizace ....................................................................................................................................... 34

6

PRAKTICKÁ ýÁST ......................................................................................... 37

6.1 ÚV A .......................................................................................................................................................... 37 6.1.1 Struþný popis technologie ÚV A .................................................................................................... 37 6.1.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV A ............................................................................................... 38 6.2 ÚV B .......................................................................................................................................................... 42 6.2.1 Struþný popis technologie ÚV B .................................................................................................... 42 6.2.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV B ............................................................................................... 44 6.3 ÚV C .......................................................................................................................................................... 48 6.3.1 Struþný popis technologie ÚV C .................................................................................................... 48 6.3.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV C ............................................................................................... 49 6.4 ÚV D .......................................................................................................................................................... 52 6.4.1 Struþný popis technologie ÚV D .................................................................................................... 53

8


Bc. Zuzana Baranová

I. zpĤsob úpravy .............................................................................................................................................. 53 II. zpĤsob úpravy ............................................................................................................................................. 53 6.4.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV D ............................................................................................... 54 6.5 Vyhodnocení a srovnání získaných dat .................................................................................................. 57 6.5.1 PĜíklady vedení záznamĤ ................................................................................................................ 60 6.5.2 Doporuþení jak vést záznamy ......................................................................................................... 61 6.6 Další 6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4

7

navštívené ÚV v rámci diplomové práce ................................................................................ 64 ÚV E ............................................................................................................................................... 64 ÚV F ............................................................................................................................................... 65 ÚV G............................................................................................................................................... 67 Shrnutí ............................................................................................................................................ 68

ZÁVċR ............................................................................................................. 69

SEZNAM POUŽITÝCH ODKAZģ A LITERATURY ................................................. 70 SEZNAM TABULEK ................................................................................................ 72 SEZNAM GRAFģ ..................................................................................................... 73 SEZNAM OBRÁZKģ ............................................................................................... 74 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLģ .................................................... 75 SUMMARY ............................................................................................................... 76

9


1


ÚVOD

Vodárenství prošlo velkým rozvojem zejména na zaþátku šedesátých let 20. století, kdy docházelo k výstavbČ nových úpraven vody, v souvislosti s trvalým rĤstem potĜeby vody a rozšiĜováním veĜejného zásobování pitnou vodou. Dalším faktorem byly i rostoucí požadavky prĤmyslu a ostatních odbČratelĤ na pitnou vodu. Vodovody byly dimenzovány na obrovskou potĜebu vody, neboĢ se vycházelo z pĜedpokladu stále rostoucí spotĜeby vody. Úpravárenská technologie odpovídala dobČ svého vzniku. ÚroveĖ úpravárenství v ýeskoslovensku byla v té dobČ na solidní úrovni, srovnatelné s Ĝadou vyspČlých evropských zemí. Problém nepĜedstavovala technologická zaostalost, ale zejména technická a materiálová nedostateþnost ve srovnání s tČmito zemČmi. Nebylo možné zabezpeþit osazení nejlepších zaĜízení a výrobkĤ, jež byly k dispozici v zemích západní ekonomické zóny. V druhé polovinČ osmdesátých let dochází k útlumu ve výstavbČ a v modernizaci úpraven vody. Ke zmČnČ dochází od poloviny devadesátých let 20. století do souþasnosti, kdy probíhají rekonstrukce stávajících úpraven. Jelikož došlo ke znatelnému poklesu spotĜeby vody, není už nutné budovat nové zdroje vody a tím rovnČž nevznikají nové úpravny vody. Rekonstrukce úpraven vody, jež jsou v provozu dvacet až þtyĜicet let, je možné provádČt buć generálnČ nebo pouze v celé, þi vybrané þásti technologie. VČtšina úpraven se však rekonstruovala dílþím zpĤsobem ve své technologické þásti, jelikož nebylo dostatek finanþních prostĜedkĤ i pro rekonstrukci stavebních þástí. Docházelo tedy k tomu, že špiþková úpravárenská technologie se tedy instalovala do stávajících objektĤ, které odpovídali opotĜebení dobČ provozu dvaceti až þtyĜiceti let. NapĜíklad na MoravČ byly rekonstruovány úpravny vody ÚV B, ÚV Kouty nad Desnou, ÚV D. Další kategorií rekonstrukcí je inovace pouze v þásti technologického zaĜízení. Dílþí þásti technologické linky se buć vymČĖují za modernČjší zaĜízení, nebo dochází k nahrazení technologické þásti za technologii novou. Velmi þasto se ke stávající technologii pĜidává nová technologie, jež stávající stav vylepšuje ve smČru kvality dodávané pitné vody (zlepšování organoleptických vlastností vody, zdvojení pĜi Ĝešení hygienického zabezpeþení vody a další). Procentuální rozdČlení rekonstrukcí dle kategorií je takové, že generální rekonstrukcí prošlo 10% úpraven vody, 30% úpraven vody prošlo rekonstrukcí v celé své technologické þásti a u 60% se obnovila pouze þást technologického zaĜízení, nebo se doplnila nová technologie[13]. V ýeské republice je v souþasnosti úpravárenství na velmi dobré snad i nadprĤmČrné úrovni, a to v rámci zemí Evropské unie. Další zvyšování úpravárenské úrovnČ je velmi limitováno nedostatkem finanþních prostĜedkĤ. PĜesto by mČl proces rekonstrukcí úpraven vody pokraþovat. Zejména tam kde probČhla pouze þásteþná nebo žádná rekonstrukce. Evropská unie apeluje na zvýšení kvality pitné vody, proto i snaha provozovatelĤ vodovodĤ v ýeské republice zlepšit souþasný stav je obrovská. MĤžeme tedy pĜedpokládat, že v budoucích cca 5 letech bude v ýR rekonstruováno více než 90 % všech úpraven vody. Oþekává se i druhá vlna rekonstrukcí úpraven vody, které byly rekonstruovány pĜed rokem 2000 [13]. V úvodu diplomové práce je popsán vývoj a souþasný stav vodárenství v ýeské republice. Výše uvedenými zjištČními bych chtČla poukázat na vysokou úroveĖ tohoto oboru u nás. Téma diplomové práce je zamČĜeno na poruchové stavy vyskytující se na úpravnách vody. Literatura k tomuto tématu diplomové práce „Poruchové stavy na úpravnách vody“

10



není dostateþnČ zpracována, a proto podstatnou souþástí této práce bude shromáždit co možná nejvíc informací o dané problematice.

1.1 CÍLE PRÁCE Diplomová práce bude rozdČlena na dvČ þásti: V první þásti diplomové práce bude provedena rešeršní studie dostupné literatury a pĜeklad zahraniþních publikací, které budou použity v této práci. Dále bude proveden pĜehled vybraných zákonĤ a provádČcích pĜedpisĤ s vodohospodáĜskou tématikou. V teoretické þásti bude také kapitola se struþným popisem technologií úpraven. Ve druhé þásti budou zpracovávány informace získané od provozovatelĤ úpraven vody, které byly v rámci diplomové práce navštíveny. V rámci praktické þásti diplomové práce bude provedeno: • Vytipování jednotlivých úpraven vody a oslovení za úþelem získání informací o poruchových stavech, které se na dané provozovnČ objevují. • Samotná návštČva úpraven vody, získání fotodokumentace. • VytvoĜení pĜehledu nejþastČjších poruch vyskytujících se na úpravnách vody. • Stanovení þetností poruch na oslovených a navštívených úpravnách vody. • ZávČreþné shrnutí, porovnání záznamĤ získaných od provozovatelĤ úpraven vody. Tato práce obsahuje data, která jsou nČkterými provozovateli považována za dĤvČrná, proto jsou názvy úpraven vody oznaþeny napĜ. ÚV A, ÚV B atd. a nČkteré další informace jsou v textu zaþernČná.

11


2


TEORIE SPOLEHLIVOSTI

Teorie spolehlivosti je metoda pĜispívající k zabezpeþení bezporuchovosti jednotlivých prvkĤ (systémĤ). PĜi podcenČní jejího významu se mohou objevit výrobky a systémy, které pak vyžadují nákladnou údržbu, þasté opravy a v nČkterých pĜípadech i pĜedþasné vyĜazení z provozu.

2.1 SPOLEHLIVOST OBECNċ Spolehlivost je definována jako vlastnost výrobku plnit po stanovenou dobu vyžadované funkce, pĜi zachování provozních podmínek výrobku urþených technickými podmínkami výrobku pro jeho užívání. VyjadĜuje se dílþími vlastnostmi (napĜ.: bezporuchovost, opravitelnost, životnost, pohotovost).

Definice dílþích vlastností spolehlivosti: • Bezporuchovost – je schopnost prvku plnit nepĜetržitČ požadované funkce po stanovenou dobu a za daných podmínek. • Opravitelnost – je chápána jako zpĤsobilost ke zjišĢování pĜíþin vzniku poruch a odstraĖování jejích následkĤ opravou. • Udržovatelnost – je zpĤsobilost k pĜedcházení poruch pĜedepsanou údržbou. • Životnost – schopnost prvku plnit požadované funkce a to do dosažení mezního stavu pĜi pĜedepsané pravidelné údržbČ a opravách; mezním stavem se rozumí stav, ve kterém je další využití prvku pĜerušeno. • Pohotovost – popisuje délku þasového období, které je potĜebné k uvedení výrobku do funkþního stavu. • Skladovatelnost – je vlastnost objektu zachovávat si normální stav po dobu skladování a pĜepravy pĜi dodržení pĜedepsaných podmínek.

Další terminologie: • Vada – rozumíme tím zmČnu stavu prvku (výrobku), nemající zásadní vliv na jeho funkci. • Závada (poškození) – je stav spoþívající v narušení bČžného stavu, ale i pĜesto je prvek (výrobek) schopen plnit stanovenou funkci. • Havárie – je chápána jako porucha, spojená s výraznými ztrátami na materiálu, zdraví, popĜ. i životech, a životním prostĜedí. • Porucha – je stav, jehož následkem ztrácí prvek (výrobek) schopnost plnit požadovanou funkci.

Poruchy mĤžeme tĜídit podle Ĝady hledisek: Podle pĜíþiny vzniku: • poruchy z vnČjších pĜíþin (pĜetížení, provozní, atd.) • poruchy z vnitĜních pĜíþin (konstrukþní, výrobní) 12



Podle þasového prĤbČhu: • poruchy náhlé (skoková zmČna) • poruchy postupné (stárnutí, opotĜebení) • poruchy obþasné (napĜ. selhání po krátkou dobu) Podle stupnČ porušení provozuschopnosti: • poruchy úplné • poruchy þásteþné Podle pĤvodu: • konstrukþní • technologické • provozní Podle následkĤ poruch: • poruchy kritické (ohrožení zdraví, života, životního prostĜedí) • poruchy podstatné (ztráta provozuschopnosti) • poruchy nepodstatné (nevedou ke ztrátČ provozuschopnosti) dále; odstranitelné a neodstranitelné poruchy [17]. NejþastČjší a nejbČžnČjší mechanismy vzniku poruch u technických zaĜízení jsou: • proces stárnutí, je nevratný dČj, který vede k dosažení mezního stavu a používání výrobku je nemožné; • výskyt špiþkových zatížení; jedná se o náhodný výskyt krátkodobých pĜetížení majících za následek napĜ. vznik kĜehkého lomu u mechanických prvkĤ a pĜerušení vodiþe, zkrat u elektrotechnických prvkĤ atd.; • vliv okolního prostĜedí, krátkodobá zmČna okolního prostĜedí, která je mimo povolené meze stanovené pro užívání výrobku; • zdroje energie; krátkodobý pokles nebo výpadek energie; • nedodržení pravidel pro obsluhu a údržbu výrobkĤ pĜi provozu; • nedostatky a chyby pĜi projekci a konstrukci; • nedostatky a chyby pĜi výrobČ, montáži.

2.2 ZÁKLADY TEORIE SPOLEHLIVOSTI Základním východiskem hodnocení spolehlivosti je skuteþnost, že vČtšina vlastností, které jsou u sledovaných systémĤ hodnoceny, má pravdČpodobnostní, resp. statistický charakter. Z této skuteþnosti plyne, že spolehlivost je urþována nebo ovlivĖována náhodnými jevy a þiniteli. Proto jsou ukazatele spolehlivosti náhodného charakteru. Dále zde tedy uvádím nČjaké základní informace z oblasti teorie pravdČpodobnosti a matematické statistiky, které jsou nutné pro orientaci v dané problematice. 13



Doba do poruchy Zavedeme promČnnou X, což je doba do poruchy, jejím definiþním oborem je teoreticky (0,), prakticky uvažujeme (0,T), kde X = t, t ! (0,), resp. (0,T), kde T je doba technického života objektu. Dobou do poruchy se tedy rozumí: • skuteþná doba, než dojde k poruše (mČĜena napĜ. v sekundách); • poþet cyklĤ (vypínaþ mnohokrát sepne a poté nesepne); • poþet skuteþných provozních hodin (spolehlivost þerpadla). Lze tedy Ĝíci, že doba do poruchy X je nezáporná náhodná veliþina, jejíž distribuþní funkce má tvar: F (t ) = P ( X ≤ t ) , v intervalu (0,T)

(1)

PravdČpodobnost bezporuchového stavu v intervalu (0, t) je definována

R(t ) = P( X > t ) = 1 − F (t )

(2)

PodobnČ lze pro rozdČlení pravdČpodobnosti náhodné veliþiny užít pravdČpodobnosti. Pak hustota pravdČpodobnosti poruch v intervalu (0,t) je vyjádĜena

f (t ) =

dF (t ) dt

(3)

λ (t ) =

f (t ) f (t ) = R (t ) 1 − F (t )

(4)

hustotu

Intenzita poruch

SouþasnČ platí, že souþet pravdČpodobností pravdČpodobnosti poruchy je roven jedné tedy 100% [18].

bezporuchového

chodu

a

(5)

R (t ) + F (t ) = 1

2.3 MODELY ROZDċLENÍ UKAZATELģ SPOLEHLIVOSTI NejþastČjšími používanými teoretickými modely rozdČlení pro popis ukazatelĤ jsou: • Spojitý: normální (Gaussovo) rozdČlení, exponenciální rozdČlení a Weibullovo rozdČlení.

logaritmicko-normální

rozdČlení,

• Diskrétní: binomické rozdČlení, Poissonovo rozdČlení.

14



Volba teoretického modelu rozdČlení je do velké míry ovlivnČna našimi zkušenostmi. ýím více se chceme pĜiblížit realitČ, tím více bývá teoretický model rozdČlení komplikovanČjší. PomĤckou pro volbu teoretického modelu rozdČlení je typický prĤbČh intenzity poruch Ȝ(t), uvádČný na základČ dlouhodobých zkušeností. Dle svého charakteristického tvaru je tento prĤbČh nazýván „vanovou kĜivkou“ a jsou pro nČj typická tĜi období.

Obr. 2.1 Charakteristický prĤbČh intenzity poruch - vanová kĜivka[18]

Prvním obdobím I nazýváme obdobím þasných poruch a je typické jejich zvýšeným množstvím. PĜíþinou þastých poruch jsou nedostatky v konstrukci, výrobČ a montáži. Po jejich odstranČní však intenzita poruch klesá, dojde k zábČhu výrobku þi objektu a poruchy vzniknou spíše z vnČjších pĜíþin. Druhé období II je obdobím konstantní intenzity poruch. PĜibližná hodnota intenzity poruch je témČĜ konstantní. Poruchy jsou zpĤsobeny v tomto období pouze náhodným mechanizmem. Poslední období III je charakterizováno procesy stárnutí, projevuje se degradace materiálu a intenzita poruch opČt narĤstá. Toto období se nazývá obdobím dožívání.

Exponenciální rozdČlení Exponenciální rozdČlení je nejþastČji používaným teoretickým modelem. Za podmínek kdy l (t) = l = konst., l > 0 pravdČpodobnost vzniku poruchy nezávisí na dobČ, po kterou je zaĜízení v bezporuchovém stavu. PravdČpodobnost poruchy u exponenciálního rozdČlení F (t ) = 1 − e − λt

(6)

15



PravdČpodobnost bezporuchového provozu u exponenciálního rozdČlení R(t ) = 1 − F (t ) = e − λt

(7)

Hustota pravdČpodobnosti poruch f (t ) =

dF (t ) = λ ⋅ e − λt dt

(8)

StĜední doba bezporuchového provozu u exponenciálního rozdČlení ∞

Ts = ³ R(t )dt = 0

1

λ

(9)

Obr. 2.2 PrĤbČh bezporuchového provozu u exponenciálního rozdČlení [18]

Další rozdČlení Normální (Gaussovo) rozdČlení – v praxi se normální rozdČlení používá tam, kde je náhodná promČnná ovlivnČna velkým poþtem þinitelĤ. Každý z jednotlivých þinitelĤ má jen relativnČ malý vliv na sledovanou náhodnou promČnnou. Toto rozdČlení se uplatĖuje napĜíklad: • pro popis doby opravy; • jako aproximace k nČkterým jiným rozdČlením.

16



Weibullovo rozdČlení popisuje praktické pĜípady výskytu jevu v mnoha technických oborech. Využívá se tehdy, když nelze pĜijmout pĜedpoklad o konstantní intenzitČ jevu. V teorii spolehlivosti se toto rozdČlení využívá pro popis dob spojených s poruchami i dob nápravné údržby. Weibullovo rozdČlení pĜechází do exponenciálního rozdČlení, které je vlastnČ jeho zvláštním pĜípadem. Binomické rozdČlení - používá se pĜedevším tam, kde je použita jistá nadbyteþnost, zálohování a pro spolehlivou funkci systému je tĜeba, aby bylo v þinnosti nČkolik zaĜízení ze všech. Poissonovo rozdČlení pak modeluje pĜedevším takové pĜípady, u nichž je velmi malá (ojedinČlá) pravdČpodobnost výskytu poruchy, tj. pravdČpodobnost, že nastane jedna, dvČ poruchy v poþetném souboru prvkĤ [18].

17


3


PORUCHY ÚV

V této kapitole se zabývám problémy, které se vyskytují na úpravnách vody. Jsou zde také poskytnuty informace o tom, jak daný problém Ĝešit, co hledat. Prvním krokem pĜi Ĝešení potíží je správná identifikace problému. Problémy, které se vyskytnou, mohou být zjevné nebo mohou vyžadovat podrobnČjší šetĜení. Jakmile je problém identifikován, a to buć monitorováním, analýzou þi pozorováním, mĤžeme na základČ zjištČných informací rozhodnout o nápravných opatĜeních. V nČkterých pĜípadech staþí vizuální prohlídka, ale v jiných pĜípadek se dČlají laboratorní rozbory, pro stanovení efektivity výkonu daného zaĜízení. Všechny získané informace by mČly být peþlivČ pĜezkoumány pĜed samotným návrhem nápravného opatĜení. PĜed samotným zjišĢováním pĜíþiny problému je nezbytná kontrola všech základních provozních podmínek daného zaĜízení (napĜ.: správná poloha spínaþe, atd.). V první ĜadČ hledáme vždy nejjednodušší možný problém [14]. Následující pĜíklady popisují nČkteré problémy a možná nápravná opatĜení, se kterými se mĤže provozovatel úpravny setkat. Pro pĜehlednost uvádím, že:

8 Problém •

PĜíþina

¾ Kontrola/dĤsledek

9Možná nápravná opatĜení Flokulace

8

Dobrá stavba vloþek, špatné usazovací vlastnosti •

nadmČrná rychlost mezi flokulaþní jednotkou a nádrži

9 Snížit rychlost 8

NevytváĜí se vloþky •

špatné dávkování koagulantu

9 Upravit dávkování koagulantu v závislosti na kvalitČ surové vody •

rychlý prĤtok flokulací

¾ NevytvoĜí se vloþky

9 Pravidelná kontrola prĤtoku 8

Vloþky se rozbíjí •

vysoká intenzita míchání

9 Snížit rychlost míchání 18


8


Hluþný provoz •

opotĜebené nebo poškozené þásti

9 VymČĖte opotĜebené díly. Opravit pĜíþinu opotĜebení. Sedimentace

8 Nedochází k usazování •

zmČna kvality surové vody ovlivĖuje srážlivost

9Nastavit nové dávkování koagulantu •

nesprávná funkce flokulaþního zaĜízení

9 Opravit zaĜízení 8

Stoupající nebo plovoucí kal •

velký obsah organických látek

¾ Zkontrolujte obsah organických látek v surové vodČ

9 Zvýšit dávku koagulantu 9 Optimalizovat délku odkalovacího cyklu •

velké množství kalu

¾ Zkontrolujte množství kalu

9 Odstranit nashromáždČný kal 9 Optimalizovat délku odkalovacího cyklu 8

Shrabovák kalu nefunguje/zaseknutý •

mechanická závada

¾ Nedochází k shrabování kalu

9 Vypustit nádrž, odstranit pĜekážky (kal) 9 Opravit zaĜízení 8

NerovnomČrné rozdČlení pĜítoku do nádrže •

špatná konstrukce

¾ vysrážené vloþky odtékají odtokem ¾ špatná funkce zaĜízení, vČtší zatížení následujícího stupnČ

19



Filtrace

8 Vysoká tlaková ztráta po praní filtru •

nedostateþná prací rychlost nebo þas

9Delší prací fáze 8Dochází k úbytku filtraþní náplnČ •

vysoká prací rychlost

¾ ProvádČt kontrolu mocnosti filtraþní vrstvy

9 Doplnit filtraþní medium 9 Snížit prací rychlost 8 Nedochází k praní filtru vzduchem •

porucha dmychadla

9Provést opravu Ozonizaþní zaĜízení

8 Generátor ozónu se pĜehĜeje a vypne •

porucha ventilátoru nebo chladicího systému

¾ Zkontrolujte, jestli se toþí ventilátor

9Namazat ložiska nebo odstraĖte pĜekážky bránící otáþení 8 Detekován unik ozónu •

není utažen odvzdušĖovací ventil

•

pokažen destruktor

¾ Zkontrolujte, možná místa netČsností

9Opravte (utáhnČte) možné netČsnosti 8 Nízké napČtí, pĜi provozu zaĜízení •

Spálená usmČrĖovací pojistky

¾ Zkontrolujte pojístky

9Najít a opravit chybu 9VymČnit pojistky 20



3.1 MIMOěÁDNÉ UDÁLOSTI V pĜípadČ jakékoliv mimoĜádné události je provozovatel povinen vyhledat pomoc popĜ. ohlásit havárii nebo poruchu pĜíslušným orgánĤm. Seznam nejdĤležitČjších kontaktĤ je uveden v provozním Ĝádu úpravny. MimoĜádná událost - škodlivé pĤsobení sil a jevĤ zpĤsobených þinností þlovČka, pĜírodními vlivy, a také havárie, které ohrožují život, zdraví, majetek nebo životní prostĜedí a vyžadují provedení záchranných a likvidaþních prací. ObecnČ mĤžeme považovat za mimoĜádnou událost náhlou závažnou událost, která zpĤsobila narušení stability systému s možným ohrožením jeho bezpeþnosti nebo existence. PĜi vzniku mimoĜádné události se klade velký dĤraz na bezpeþnost pracovníku úpravny. Provozní postup pĜi mimoĜádných pracovních stavech musí umožnit odstranČní závad jednoduššího charakteru a okamžité uvedení zaĜízení do chodu.

Zvláštní pĜípady provozu mohou být tyto: • vypnutí elektrického proudu – jedná-li se o krátkodobý výpadek elektrické energie, není provoz úpravny ohrožen, pĜi delším výpadku se pĜepne na náhradní zdroj elektrické energie; • vyĜazení jednotlivé technologické þásti z provozu - zpravidla dojde k pĜerušení þinnosti úpravny vody ihned nebo krátce po zjištČní závady (nejedná-li se o poruchu zaĜízení, které má svoji rezervu s automatickým záskokem). Je nutno okamžitČ zajistit provČĜení závady a zabezpeþit kvalifikovanou opravu; • požár - nutno ihned zajistit vypnutí elektrického proudu a dále se Ĝídit pokyny požárního Ĝádu v objektu; • povodeĖ – obsluha se Ĝídí daným povodĖovým plánem; • úraz na pracovišti - obsluha je povinna poskytnout první pomoc a zajistit pĜevoz postiženého; • otrava chemikáliemi - okamžitČ zajistit kvalifikovanou první pomoc a pĜevoz do zdravotního zaĜízení [12].

21


4


PROVOZNÍ PěEDPISY A EVIDENCE

Zákon þ. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veĜejnou potĜebu v úplném znČní ukládá vlastníkovi vodovodu nebo kanalizace povinnost, vést na své náklady provozní evidenci, která je tvoĜena záznamy o zdrojích povrchových a podzemních vod, výkresová dokumentace vodovodu nebo kanalizace, nákladové listy, cenové kalkulace, plán kontrol jakosti vod v prĤbČhu výroby pitné vody, plán kontrol míry zneþištČní odpadních vod, provozní deník a dále provozní Ĝády vedené podle zvláštních právních pĜedpisĤ. Vyhláška þ. 428/2001 Sb. v úplném znČní (120/2011) pĜedepisuje podrobnosti o vedení provozní evidence. Výše uvedený zákon pouze vyjmenovává druhy dokumentace, které považuje za provozní evidenci. Dokumenty, které jsou podstatné pro Ĝízení úpravny vody: •

Provozní Ĝád;

•

provozní deník;

•

plán kontrol jakosti vod v prĤbČhu výroby pitné vody;

•

výkresová dokumentace vodovodu;

•

záznamy o zdrojích povrchových a podzemních vod [6].

4.1 PROVOZNÍ ěÁD Náležitosti provozního Ĝádu urþuje vyhláška ministerstva zemČdČlství þ. 216/2011 Sb., o náležitostech manipulaþních ĜádĤ a provozních ĜádĤ vodních dČl. V této vyhlášce se pod pojmem provozní Ĝád vodního díla rozumí soubor zásad, pokynĤ a dokumentace pro obsluhu a údržbu objektĤ a zaĜízení vodního díla. Náležitostmi provozního Ĝádu vodního díla dle vyhlášky 216/2011 Sb. jsou: •

identifikaþní údaje vlastníka, provozovatele þi jiné odpovČdné osoby;

•

technické údaje o vodním díle: umístČní a struþný popis vodního díla a jeho funkce, základní technické údaje o kapacitČ nebo výkonu, výþet jeho þástí a vybavení, kterých se provozní Ĝád týká;

•

provozní údaje a ukazatele nutné pro zajištČní Ĝádného a spolehlivého provozu;

•

pokyny pro provoz a údržbu, þlenČné podle funkce a druhu objektĤ a zaĜízení;

•

urþení období pro provádČní revizí a údržby jednotlivých objektĤ a zaĜízení vodního díla, vhodného z hlediska hydrologického i z hlediska zajištČní úþelu vodního díla;

•

zpĤsob a þetnost provádČní kontrolních mČĜení na výpustných a odbČrných zaĜízeních v rozsahu a lhĤtách pro ovČĜení kapacity a mČrných kĜivek;

•

pokyny pro provoz, údržbu a obsluhu v zimním období;

•

pokyny pro provoz a obsluhu pĜi mimoĜádných situacích, vþetnČ situací vyvolaných nebezpeþím teroristického ohrožení vodního díla;

22



•

seznamy dĤležitých adres a komunikaþních spojení (napĜ. vodoprávní úĜad, územní hygienik, atd.);

•

zásady spolupráce mezi osobami, které se podílejí na provozu vodního díla, a spoleþné zásady dílþích provozních ĜádĤ;

•

pokyny pro zabezpeþení souladu provozního Ĝádu se souvisejícími pĜedpisy (napĜ. s manipulaþním Ĝádem, havarijními a krizovými plány;

•

údaje o dobČ platnosti provozního Ĝádu, vedení provozního deníku, a knihy revizí, zmČn a údržby, provozních záznamĤ souboru bezpeþnostních, požárních a hygienických pokynĤ, pĜehledu opatĜení zajišĢujících bezpeþnost pracovníkĤ;

•

pĜílohy: výkresovou þást projektové dokumentace v rozsahu a v provedení potĜebném k obsluze a údržbČ vodního díla, protokol o seznámení obsluhy s provozním Ĝádem vodního díla.

4.2 PROVOZNÍ DENÍK Provozní deník slouží vlastníkovi a provozovateli jako doklad o zpĤsobu a prĤbČhu provozování vodohospodáĜského zaĜízení, a proto se musí dbát na správné a peþlivé vedení tČchto pĜedepsaných záznamĤ. Provozní deník musí obsahovat denní údaje o þinnosti obsluhy a o událostech, které by mohly mít vliv na provoz úpravny. Rozsah provozních záznamĤ a sledovaných údajĤ je podĜízen rozsahu, významu a složitosti úpravny vody. V zákonČ a ani v provádČjící vyhlášce není pĜesnČ dáno, v jaké formČ má být veden provozní deník. Denní psané provozní záznamy mohou být tedy nahrazeny poþítaþovými výstupy automatizované soustavy Ĝízení. Vlastník nebo provozovatel, musí v provozním Ĝádu nebo v jiném vnitĜním normativu spoleþnosti stanovit pravidla pro vedení provozních deníkĤ. Záznamy vedené v provozním deníku nám slouží: •

pro kontrolu stavu provozu;

•

prĤbČžné Ĝízení provozu;

•

jako sbČr dat k sumarizaci potĜebné k vykazování výsledkĤ celé spoleþnosti;

•

pro možný budoucí rozvoj provozu.

Požadované obecné záznamy v provozním deníku: •

datum zápisu, jméno zapisujícího, popĜípadČ klimatické údaje;

•

záznamy o událostech související s provozem, opravy, poruchy, havárie;

•

provozní údaje charakterizující stav provozování úpravny vody;

•

operativní pokyny nadĜízených nebo technologa k Ĝízení provozu;

•

záznamy o kontrolách a šetĜeních na provozu;

•

záznamy o provádČných odbČrech vody pro kontrolu;

•

pĜetížení úpravny vody pĜi mimoĜádných nebo havarijních stavech, souþástí záznamu jsou i pĜíþiny a dĤsledky událostí. 23



4.3 HAVARIJNÍ PLÁNY Úþelem zpracování havarijního plánu je stanovit hlavní pokyny pro obsluhu pro pĜípad mimoĜádného havarijního úniku závadné látky. PĜiþemž za havárii je považováno podle zákona þ. 254/2001 Sb., o vodách, §40 mimoĜádné závažné zhoršení nebo mimoĜádné závažné ohrožení jakosti povrchových nebo podzemních vod. Za havárii se vždy považují pĜípady závažného zhoršení nebo mimoĜádného ohrožení jakosti povrchových nebo podzemních vod ropnými látkami, zvlášĢ nebezpeþnými látkami. Dále se za havárii považují pĜípady technických poruch a závad zaĜízení k zachycování a skladování látek [7]. Náležitosti havarijních plánĤ dle vyhlášky þ.450/2005 Sb. o náležitostech havarijních plánĤ. •

Základní údaje (úþel havarijního plánu, identifikaþní údaje spoleþnosti atd.);

•

seznam závadných látek;

•

seznam zaĜízení, ve kterých se zachází se závadnými látkami;

•

popis možných cest havarijního úniku závadných látek;

•

výþet a popis stavebních, technologických a konstrukþních preventivních opatĜení, vþetnČ jejich parametrĤ;

•

popis organizaþních preventivních opatĜení a technických prostĜedkĤ využitelných pĜi bezprostĜedním odstraĖování pĜíþin a následkĤ havárie;

•

popis postupu po vzniku havárie v þlenČní na: • bezprostĜední odstraĖování havárie • hlášení havárie • zneškodĖování havárie • odstraĖování následkĤ havárie • vedení dokumentace o postupech pĜi zneškodĖování a odstraĖování havárie;

•

zásady ochrany a bezpeþnosti práce pĜi havárii a její likvidaci;

•

personální zajištČní þinností podle havarijního plánu;

•

adresy a telefonická spojení;

•

postup pĜedávání hlášení o vzniku havárie, obsah hlášení, zpĤsob vedení záznamĤ o hlášení;

•

kvalifikace a postupy zabezpeþující rozvoj a udržování odborných znalostí osob zabezpeþujících úkoly dle havarijního plánu;

•

údaje o umístČní kopií havarijního plánu [8].

4.4 LEGISLATIVA VE VODÁRENSTVÍ PĜehled vybraných zákonĤ s vodohospodáĜskou tématikou a vybraných provádČcích pĜedpisĤ: •

Zákon þ. 150/2010 Sb. O vodách a zmČnČ nČkterých zákonĤ; 24



•

Zákon þ. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veĜejnou potĜebu a o zmČnČ nČkterých zákonĤ (zákon o vodovodech a kanalizacích);

•

Vyhláška þ. 216/2011 Sb. o náležitostech manipulaþních ĜádĤ a provozních ĜádĤ vodních dČl;

•

Vyhláška. þ. 428/2001 Sb., provedení zákona o vodovodech a kanalizacích.

25


5


ÚPRAVNY VODY

PĜi návrhu a provozování jednotlivých technologií pro úpravu vody je tĜeba vždy myslet na celkovou koncepci, návaznost jednotlivých stupĖĤ a jejich vzájemné vztahy. Hlavní konstrukþní zásadou úpraven vody je, že hlavní technologické prvky, resp. Linky, se navrhují zásadnČ alespoĖ ze 100 % rezervou. Tímto je zajištČna provozní bezpeþnost pĜi poruchách nČkterého prvku nebo pĜi jeho odstavení. Technologie úpraven vody se volí zejména se zĜetelem ke kvalitČ surové vody a výkonu navrhované úpravny. V zásadČ mĤžeme Ĝíct, že rozlišujeme þtyĜi typy úpraven vody. V pĜípadČ, kdy se jedná o podzemní zdroj surové vody, který má minimální obsah dvojmocného železa (Fe2+) a manganu (Mn) a neobsahuje organické látky, hovoĜíme o jednoduché úpravČ bez separaþního stupnČ. Úprava vody se provádí aerací (provzdušĖováním), pĜi které jsou z vody odstraĖovány nežádoucí plyny a pachy (napĜ:. oxid uhliþitý, metan, sirovodík, a další). Dalším typem je úpravna s jedním separaþním stupnČm. Separaþním zaĜízení bývá vždy filtrace, která se volí od druhu (povrchový nebo podzemní zdroj vody) a kvality surové vody. U takového typu úpravny je nutné vČtšinou provést urþitý druh pĜedúpravy a doúpravy. Úpravna s dvoustupĖovou separací se volí u vod s vyšší koncentrací suspendovaných, koloidních a rozpuštČných látek. Prvním stupnČm separace mĤže být sedimentace, filtrace, flotace atd., druhým stupnČm úpravy je vždy filtrace. Posledním typem je úpravna vody s vícestupĖovou separací, která se aplikuje v pĜípadČ velmi zneþištČných vod nebo pĜi mimoĜádném požadavku na kvalitu upravené vody. Jako tĜetí separaþní stupeĖ mohou být navrženy filtry s aktivním uhlím, pomalé biologické filtry, ozonizace a další ušlechĢování vody.

5.1 PROCESY ÚPRAVY V této kapitole je struþnČ popsána technologie úpraven vody, se kterou jsem se setkala pĜi samotných návštČvách na daných provozovnách. Úpravny vody byly voleny tak, aby technologie úpraven byla obdobná. Dále budou tedy popsány tyto technologie: •

Difuzorová provzdušĖovací zaĜízení

•

Sedimentace •

podélné obdélníkové usazovací nádrže s horizontálním prĤtokem

•

Flotace

•

Filtrace

•

•

otevĜené rychlofiltry

•

filtrace pĜes aktivní uhlí

Ozonizace

26



5.1.1 Difuzorová provzdušĖovcí zaĜízení Jedná se o horizontální provzdušĖovací zaĜízení, které pracuje na principu vhánČní vzduchu dČrovaným roštem do tenké vrstvy protékající vody. Vzduch, který má znaþnou intenzitu, zpĤsobuje bublání (vaĜení) vody, a tím je vytČsĖován volný oxid uhliþitý a další plyny, které mohou být ve vodČ rozpuštČny (sirovodík, metan). Plyny, které byly vytČsnČny, odcházejí spoleþnČ s vhánČným vzduchem nad hladinou bublající vody pĜirozeným odtahem nebo pomocí odtahových ventilátorĤ. Rošt se vyrábí z nerezového nebo plastového materiálu. Otvory v roštu mají kruhový tvar a zaujímají 2-3 % plochy roštu. Výška vody nad roštem nepĜesahuje 20 – 25 cm. Pokud je dobrý odtah vytČsnČného vzduchu s plyny, je toto zaĜízení velmi efektní a þasto dosahuje 100% vytČsnČného volného oxidu uhliþitého. [2] PĜi vysokém obsahu železa a manganu v surové vodČ, je toto zaĜízení pro aeraci nevhodné, protože dochází k zarĤstání otvorĤ roštu oxidy železa a manganu. Koncentrace železa a manganu by nemČla pĜesáhnout 3 – 5 mg/l pĜi použití tohoto zaĜízení. Typickým horizontálním provzdušĖovacím zaĜízením tohoto typu je INKA a dalším zaĜízením pracujícím na obdobném principu je napĜíklad Bubla aj.

Obr. 5.1 Horizontální provzdušĖovací zaĜízení typu Bubla - ÚV G

5.1.2 Sedimentace Sedimentace se v procesu úpravy vody využívá jako první separaþní stupeĖ. Jedná se o nejvíce navrhovanou technologii. Sedimentace (usazování) slouží k odstranČní tuhé fáze smČsi pĜírodních suspendovaných látek a látek vzniklých pĜi koagulaci. RozdČlení usazovacích nádrží: •

Podélné obdélníkové usazovací nádrže s horizontálním prĤtokem

•

Kruhové usazovací nádrže s radiálním horizontálním prĤtokem

•

Kruhové usazovací nádrže s vertikálním prĤtokem 27


•

Patrové usazovací nádrže

•

Lamelové usazovací nádrže [2]


Podélné obdélníkové usazovací nádrže s horizontálním prĤtokem Tyto usazovací nádrže patĜí k nejstarším a nejvíce navrhovaným. ýastý návrh vyplývá z pomČrnČ snadné stavební konstrukce, jednoduchosti strojnČ technologického vybavení a možnosti jednoduché kombinace s vloþkovací nádrží (flokulací). Voda je do nádrže pĜivádČna vtokovou þástí, ve které se pĜítok musí rovnomČrnČ rozdČlit po celé šíĜce usazovací nádrže, aby se co nejdĜíve dosáhlo laminárního proudČní. Jedná se o nádrž obdélníkového pĤdorysu s max. šíĜkou 6 m, hloubkou v rozmezí od 2,5 – 3,5 m u vloþkovitého kalu a 1,5-2,5 m u zrnitého kalu. Optimální pomČr šíĜky nádrže k její délce by mČl být 1:4 až 1:8. Doba zdržení je v rozsahu 1,5 až 2 hodiny a usazovací rychlost us=0,4 až 0,5 mm/s.

Obr. 5.2 Podélné obdélníkové usazovací nádrže; ÚV G, ÚV B

Odtok je Ĝešen na konci nádrže pĜepadem pĜes pĜelivnou hranu do odtokového žlabu. Žlab mĤže být rovný nebo opatĜený pilovitými výĜezy výšky 3 cm. Max. množství pĜepadající pĜes 1 m pĜelivné hrany nesmí pĜesáhnout 3 l/s. Kal v nádrži mĤže být stírán cyklickými lopatkovými shrabováky, kontinuálními ĜetČzovými shrabováky nebo lištovými shrabováky do kalové jímky. Kalová jímka je umístČna v tokové þásti nádrže.

5.1.3 Flotace Flotace je technologický proces úpravy, používaný pro separaci tuhých nebo kapalných þástic z kapalné fáze. PĜi tomto procesu se þástice spojí s mikrobublinami plynĤ a vytvoĜí flotaþní komplexy, jejichž specifická hmotnost je menší než specifická hmotnost kapaliny. V dĤsledku toho stoupají flotaþní komplexy k hladinČ, ze které jsou odstraĖovány. Flotace se mĤže použít napĜíklad u povrchových vod s nižším stupnČm zákalu, u vod s vysokým obsahem organických a huminových látek. Také se využívá pĜi odstraĖování Ĝas a sinic z eutrofizované vody. 28



Flotaþní nádrž Flotaþní nádrž je rozdČlena na nČkolik procesních zón. První zónou je tzv. zóna reakþní, do které pĜitéká upravovaná voda. Do této vody je pĜivádČn proud kapaliny, který byl v uzavĜené nádrži pod tlakem nasycen rozpuštČným vzduchem. V této þásti vzniká velké množství vzduchových mikrobublin. Mikrobublinky o prĤmČru cca 10 - 100 ȝm vznikají pĜi vstupu nasycené recirkulaþní vody ve speciálnČ upravených tryskách, velikost bublinek závisí na velikosti sytícího tlaku a dekompresním prĤtoku. Poté dochází k agregaci vloþek a tČchto mikrobublin. Kontaktní zóna tedy zajišĢuje kontakt a pĜipoutání mikrobublin a vloþek. PĜi náhlém snížení tlaku dojde k uvolnČní vzduchových mikrobublin a jejich proud je míchán s hlavním proudem vody. Vylouþené mikrobublinky vzduchu zpĤsobují „mléþný zákal“ vody, a proto se této vodČ také Ĝíká „bílá voda“ („white water“). Vzduchem nasycená recirkulaþní voda je vytváĜena v saturátoru, do kterého proudí þást již upravené vody. Obvykle to bývá 6 – 15 % celkového objemu upravované vody. Voda je sycena pod tlakem 450 – 600 kPa v saturátoru. Suspenze agregátĤ vloþka-mikrobublina vytvoĜená v kontaktní zónČ pak vstupuje do druhé þásti reaktoru, zvané separaþní zóna. Zde dochází k dalšímu rĤstu agregátĤ vloþka-bublina a jejich pohybu k hladinČ. Tam vytváĜí souvislou vrstvu kalu, která je z hladiny shrabována hydraulickým nebo mechanickým zaĜízením, do odpadní jímky s odtokem na kalové hospodáĜství. Upravená voda je odvádČna ze dna separaþní zóny nádrže na další stupeĖ úpravny vody - filtraci[19].

Obr. 5.3 Schéma uspoĜádání zaĜízení flotace [20]

29



Následující tabulka 5.1 uvádí základní návrhové parametry DAF (dissolved air flotation), které se používají v praxi. Tabulka 5.1 Typické návrhové parametry flotace (DAF)[19]

návrhový parametr

RozmČr

hodnota parametru

povrchové zatížení

m/h

10 – 20

doba zdržení v kontaktní zónČ

S

60 – 240

doba zdržení v separaþní zónČ

min.

5 – 15

hloubka

M

1.5 – 3.2

pracovní tlak v saturátoru

kPa

400 – 620

recirkulaþní pomČr

%

6 – 15

velikost mikrobublin

ȝm

10 – 100

koncentrace mikrobublin

bublin/ml

1,0 – 2,0 . 105

úþinnost saturátoru s náplní

%

90

sušina kalu

%

0,5 – 6,0

Separaþní úþinnost flotace u povrchových vod je vysoká. U silnČ zneþištČných vod je flotací odstranČno cca 98 – 99.9 % organismĤ a mikroorganismĤ. OdstranČní železa se pohybuje v rozmezí od 96 - 98 %. Zbytková koncentrace železa v odtoku z flotace se pohybovala od 0,18 do 0,35 mg/l. Úþinnost odstranČní organických látek vyjádĜená jako CHSKMn se pohybuje stabilnČ okolo 70 %, a to i pĜi úpravČ silnČ eutrofizovaných vod, kde jiné separaþní procesy selhávají.

5.1.4 Filtrace Filtrace je nejpoužívanČjší technologii ve vodárenství. Jedná se o proces separace suspendovaných þástic z vody prĤtokem pĜes porézní nebo zrnitý materiál. Efekt zachycování þástic z vody nastává na základČ mechanického cezení (þástice vČtších rozmČrĤ nepronikají do menších mezer), adsorpce pĤsobením hmotnostních van der Waalsových sil a elektrostatických Coulombových sil, chemického pĤsobení filtraþní vrstvy u aktivních materiálĤ (napĜ:. odkyselování, odželezování a odmanganování vod) a biologicky na základČ oživení na filtraþní vrstvČ (zejména u pomalé filtrace). Obvykle rozlišujeme tĜi základní druhy filtrace: •

filtrace pĜes vrstvu zrnitého materiálu - objemová filtrace •

pomalá - anglická

•

rychlá - rychlofiltrace

•

filtrace na filtraþní pĜepážce - náplavná filtrace

•

membránová filtrace [1] 30



OTEVěENÉ RYCHLOFILTRY OtevĜené gravitaþní rychlofiltry se používají jak pĜi jednostupĖové tak i pĜi dvoustupĖové úpravČ. U tČchto filtrĤ je doporuþená filtraþní rychlost 3,6 - 7,2 m/h (optimální 5 m/h). Rychlost proudČní vody je dána hydrostatickým tlakem vody nade dnem filtru. PĤdorysný tvar otevĜených rychlofiltrĤ mĤže být þtvercový, obdélníkový nebo kruhový. Voda je pĜivádČná nad filtry potrubím nebo žlabem a protéká filtraþní náplní shora dolĤ. Konstrukþní prvky otevĜených rychlofiltrĤ jsou filtraþní nádrž, strojnČ technologické vybavení a zaĜízení na kontrolu provozu. Filtraþní nádrž se skládá s filtraþní náplnČ, drenážní soustavy a žlabu na pĜívod vody a odvádČní kalu. Výšku nádrže urþuje zvolený drenážní systém, vrstva filtraþního materiálu a požadovaná výška vody nad filtraþní náplní. Horní okraj nádrže má být min. 40 cm nad maximální hladinou ve filtru. Konstrukþní výška filtru, která zabezpeþuje i potĜebný hydraulický spád, je zpravidla 300 až 360 cm. NejþastČji se navrhují filtraþní nádrže obdélníkové s pomČrem stran 3:2. Delší obdélníkové nádrže jsou nevýhodné, jelikož pĜi regeneraci filtru vzduchem a vodou jsou na konci a na zaþátku filtru znaþné tlakové rozdíly. Nádrže se budují z železobetonu, menší mohou být i ocelové nebo plastové. Mezidna a žlaby bývají prefabrikované. Filtraþní jednotky (nádrže) bývají seĜazeny vedle sebe, þímž vzniká úspora stavebního materiálu a místa. K provozu filtrĤ jsou potĜebná tato potrubí a armatury: pĜívod vody s uzávČrem, odtok þisté vody, pĜívod prací vody s uzávČrem, pĜívod pracího vzduchu s uzávČrem, odpad prací vody s uzávČrem, výpust filtru s pĜelivem, regulátor filtraþní rychlosti a zafiltrování s uzávČrem. Armaturní komora pro uložení potrubí a armatur musí být dostateþnČ široká, aby bylo možné vymČnit potrubí a armatury. Potrubí musí být uložené, tak aby nepĜekáželo prĤchodu. [4] OtevĜené rychlofiltry se dČlí dle provoznČ technologických parametrĤ na: •

americké

•

evropské (švédské) Tabulka 5.2 ProvoznČ technologické parametry otevĜených rychlofiltrĤ [3]

Americké rychlofiltry Jedná se o jednovrstvé filtry s kĜemiþitým pískem. Velikost zrna kĜemiþitého písku je 0,4 až 0,55 mm s koeficientem stejnozrnnosti 1,4 - 1,6. Tyto filtry nemají mezidno a nepoužívají k praní tlakový vzduch. Místo mezidna jsou filtry vybaven drenážním systémem pro odvádČní pĜefiltrované vody.

31



Regenerace filtru probíhá ve tĜech fázích. V první fázi se odehrává horní praní. Voda se rozvádí pomocí Segnerových kol nebo trysek, tato fáze trvá cca 2 – 4 minuty. V druhé fázi probíhá jak dolní tak i horní praní souþasnČ a trvá cca 2 – 3 minuty. TĜetí fáze je jen dolní praní, kdy se filtr dopírá. Tato poslední fáze probíhá v þasovém intervalu cca 1 - 3 minuty. Evropské rychlofiltry Obvykle tyto filtry bývají vybaveny mezidnem k odvádČní upravené vody a k pĜívodu prací vody a pracího vzduchu. Prostor pod mezidnem má obvykle výšku 90 cm. Pro režim praní se používá voda upravená, která se mĤže brát buć ze sítČ, nebo pracím þerpadlem z akumulaþní nádrže. Prací voda se odvádí do odpadu. Praní filtru probíhá v první fázi vzduchem o intenzitČ 15 - 22 l/s na m2 a þasovém intervalu 3- 5 minut. V druhé fázi vodou (intenzita 4 - 5 l/s na m2) a souþasnČ vzduchem (intenzita 10 - 15 l/s na m2) po dobu 5 - 6 minut. V poslední fázi je filtr dopírán vodou (intenzita 6 - 8 l/s na m2) v délce trvání 5 - 6 minut. Tento typ otevĜených rychlofiltrĤ, je provoznČ velmi spolehlivý a dosahuje výborných výsledkĤ. SamozĜejmČ, že toto zaĜízení má i své nevýhody, což je napĜ. vČtší konstrukþní výška, tím i vČtší potĜeba materiálu a vyšší poĜizovací cena. Další variantou rozšíĜenou na našem území v posledních letech je evropský filtr bez mezidna v provozní praxi nazývaný „systém Novák“ podle svého autora. Systém drenáží se skládá z horizontálnČ uložených trubních tČles na vodu a vzduch vyrobených z PVC. Trubní tČlesa a další þásti se pokládají na pravé dno filtru. V drenážním systému se nepoužívá žádný kovový prvek, þímž se omezuje koroze a inkrustace jeho þástí a vede k delší životnosti rychlofiltru.

Obr. 5.4 Haly filtrĤ na ÚV E a ÚV D

Filtrace pĜes aktivní uhlí Filtrace pĜes aktivní uhlí patĜí mezi technologie, které jsou v poslední dobČ stále þastČji používány pro zkvalitnČní úpravy pitných vod. Adsorpce organických neþistot u velmi zneþištČných vod, která probíhá na aktivním uhlí nebo jiných sorpþních materiálech s velkým adsorpþním povrchem je nutným 32



technologickým stupnČm. Tento proces je obvykle zaĜazen za þiĜení a pískovou filtraci (s výjimkou adsorpce na práškovitém aktivním uhlí, která se zaĜazuje pĜed filtraci) [1]. Aktivní uhlí Aktivní uhlí je vysoce porézní uhlík s mimoĜádnČ velkým vnitĜním povrchem (ca 4001500 m2/g). Jedná se o soubor grafitových destiþek, jejichž vzájemná vzdálenost tvoĜí vnitĜní povrch - póry: Rozeznáváme mikropóry (< 2 nm), kde se odehrává adsorpce pĜevážnČ organických látek a transportní póry (makropóry > 50 nm a mesopóry 2-50 nm), které umožĖují pĜístup organických molekul k aktivním centrĤm aktivního uhlí – mikropórĤm [21]. Ve vodárenství se používají tyto druhy sorpþních materiálĤ: • zrnČné aktivní uhlí; • práškové aktivní uhlí; • sorpþní hmoty (na bázi mČniþĤ iontĤ, kĜemiþitanĤ nebo hlinitokĜemiþitanĤ). PĜi trvale zhoršené kvalitČ vody, kdy nelze dosáhnou vyhovující jakosti napĜ.: pouhým þiĜením, se pĜevážnČ používá granulované (zrnČné) aktivní uhlí (GAU). Zatím co práškové aktivní uhlí (PAU) se používá pĜi sezónnČ zhoršené jakosti vody napĜ. pro odstranČní zápachu a pĜíchutČ vody. PĜíklad organických látek odstranitelných z vody adsorpcí: • aromatické uhlovodíky (napĜ.: benzen, toluen); •

chlorované aromatické uhlovodíky (napĜ.: chlorbenzeny);

•

fenoly a chlorfenoly;

•

pesticidy a herbicidy;

•

chlorované nearomatické látky;

•

vysokomolekulární látky (barviva, huminové látky, aminy).

PĜed samotnou instalací granulovaného aktivního uhlí ve filtrech je nutno jej navlhþit, což mĤže být provedeno nČkolika zpĤsoby: • dynamické navlhþení; proplachem vodou pĜes vrstvu uhlí v objemu cca 1 – 2 BV za hodinu; • statické navlhþení; vrstva GAU se nechá ležet pod vodou cca 24 hodin; • tzv. suché namoþení; GUA se do filtrĤ instaluje pomocí vody (z transportní þistírny), po naplnČní se uhlí nechá volnČ ležet pĜes noc. Po uložení GUA do filtrĤ, je nutné provést první zpČtné promytí, kterým budou odstranČny prachové þástice a bublinky vzduchu z filtraþní vrstvy. Po promytí vznikne pevné a stabilní filtraþní lože. ZpĤsob zpČtného promytí: • do filtru se napustí voda tak, aby byla vrstva GUA zatopena; 33



• filtraþní lože mĤže být promícháno vzduchem 1-2 minuty (60 m3/m2/hod), závisí to na filtraþní vrstvČ; • do filtru je pĜivádČná voda rychlostí, která zajistí 20 až 30% expanzi lože; • prĤtok je pĜímo závislí na teplotČ vody; • expanze lože je pĜi prvním zpČtném promývání používána jako kontrolní parametr; • zároveĖ dochází k dĤkladnému zvlhþení uhlí; • délka promývání je cca 10-30 minut; • promýváním se odstraní prachové þástice a zabezpeþí se homogenního navrstvení lože; • rychlost promývání se postupnČ sníží na nulu, buć v nČkolika krocích (3-5) nebo plynule; • výška lože pro výpoþty a rĤzné kalkulace je stanovena až po vyschnutí lože. PĜed zahájením samotného provozu GUA filtrĤ se musí udČlat vzorkování vody na výstupu z filtrĤ. Na výstupu z filtrĤ je pozorované pĜechodné zvýšení pH, což je odvislé od složení vody, typu GUA a kontaktního þasu. Stav se stabilizuje po prĤtoku vody v množství 50 až 200 objemĤ filtru. Granulované aktivní uhlí pĤsobí jako filtraþní vrstva, proto jsou dĤležité jeho hydrodynamické vlastnosti (tlaková ztráta, rychlost promývání). Tlaková ztráta je spojená se stanovením správné výšky filtraþní vrstvy, která dále urþuje frekvenci zpČtného promývání. Dále je na základČ tČchto parametrĤ pĜedurþen výkon þerpadla a množství potĜebné vody pro zpČtné promývání [22].

5.1.5 Ozonizace Ozonizace je nejrozšíĜenČjší metodou desinfekce vody na bezchlorové bázi. Ozonizace se dá využít jak pro vlastní úpravu vody (tzv. technologický ozon) tak pro dezinfekci. Velmi þasto se ozón využívá soubČžnČ jak pro samotnou úpravu, tak i pro desinfekci vody. Vlastnosti ozónu pĜi používání v rámci samotné úpravy: •

ozón zpĤsobuje u podzemní vody oxidaci Fe+2 a Mn+2 na Fe+3 a Mn+4, které jsou v tomto mocenství separovatelné v rámci úpravy vody. PĜi použití ozónu lze z úpravy vyĜadit chlor a manganistan draselný;

•

pĜi použití ozónu není tĜeba zvýšit pH pro odmanganování vody, což je nezbytné pĜi jiných metodách oxidace manganu pro následné odmanganování [5];

•

pĜi využívání ozónu je upravovaná voda nasycena kyslíkem nad 20 mg/l, což má pĜíznivý vliv na katalytické odstranČní amonných iontĤ (NH4+). Pro 1mg NH4+ je tĜeba 4,45 mg O2;

•

pĜi samotné ozonizaci vzniká kyslík, který pĜi následné úpravČ vytČsĖuje z vody CO2 a dochází k nárĤstu pH;

•

ozonizací dochází, také k oxidaci organických látek, tj. rozrušením jejich organického komplexu;

•

ozón vytváĜí kvalitní vloþky pro separaci; 34



•

použitím ozonizace u povrchových vod dochází mikroorganismĤ, což má dobrý vliv pĜi následné úpravČ;

k usmrcením

živých

•

pokud dojde pĜi ozonizaci k oxidaci Mn+2 až na MnO4, dochází k regeneraci preparace písku ve filtrech a v pískové vrstvČ se udržuje oživení (napĜ. nitrifikaþní bakterie) a metabolity bakterií nezvyšují obsah pachotvorných látek ve filtrované vodČ [5].

Dávkování ozónu je závislé od obsahu Fe+2, Mn+2 a komplexu organických látek. O3 je nejlepší oxidaþní þinidlo pro oxidaci organických látek. BČžná dávka ozónu je v rozpČtí od 1mg/l po 5mg/l. Reakce probíhá u železa a manganu v sekundách. Ozón jako desinfekþní þinidlo: •

zlepšuje organoleptické vlastnosti vody;

•

odstraĖuje viry a bakterie;

•

rozbíjí stopové kontaminanty jako jsou napĜ. pesticidy a detergenty, které prošly pĜedcházející úpravou.

Dávkování ozónu jako desinfekþního þinidla je závislé na typu vody a pohybuje se od 0,2 do 0,3 mg/l. Ozón je vyrábČný v generátorech ozónu. Pro výrobu ozónu se používá buć vzduch, nebo kapalný kyslík nebo kyslík vyrobený v generátoru kyslíku. Každá z tČchto metod má své klady a zápory. Princip výroby ozónu v generátoru ozonu je elektrický výboj, který probíhá mezi dvČma elektrodami oddČlenými otvorem, kterým protéká plyn (O2). Po elektrickém výboji odchází z ozonizátoru smČs kyslíku a ozonu. SmČšování ozonu s vodou je vždy atypickou záležitostí, která je závislá na ĜadČ faktorĤ. TČmito faktory jsou napĜíklad tlakové, prostorové, þasové a kvalitativní pomČry. V zásadČ mĤžeme Ĝíci, že existují tyto zpĤsoby smČšování: •

barbotáž;

•

prstencový vodní skok;

•

injektáž;

•

smČšování pomocí difusorĤ;

•

pomocí statických mísiþĤ.

Po smČšování odchází voda do reakþní (vymírací) nádrže, kde dochází k reakci vody a plynu. Jedná-li se o aplikaci ozónu pĜi samotné úpravČ, trvá reakce nČkolik sekund, pĜípadnČ 1-2 minuty. Jestli je využíváno ozónu jako desinfekþního þinidla, doba kontaktu je min. 5 min. Doporuþená délka reakce je však 10 až 20 minut. Ozón unikající nad hladinu v reakþních nádrží je odsáván do destruktoru ozónu, kde dochází buć, katalyticky nebo termicky k pĜemČnČ ozónu na kyslík.

35



Obr. 5.5 Ozonizaþní systém od firmy Disa [23]

36


6


PRAKTICKÁ ýÁST

Cílem diplomové práce bylo provést prĤzkum na 5 vybraných úpravnách vody za úþelem zjištČní možných poruch, se kterými se mohou provozovatelé úpraven setkat. V rámci diplomové práce byly navštíveny tyto úpravny: ÚV A, ÚV B, ÚV C, ÚV D. PĜi exkurzích na daných provozovnách byly získány záznamy o poruchách, ale ve vČtšinČ pĜípadĤ nebylo provádČno jejich další vyhodnocování. Navíc se jedná o data, která jsou považovaná u nČkterých provozovatelĤ za dĤvČrná, a proto je málokterá provozovna ochotná je poskytnout. Informace, které byly získány z provozních ĜádĤ, poruchových deníkĤ a ústního výkladu pĜi exkurzích na daných úpravnách, byly v této práci následnČ zpracovány a vyhodnoceny.

6.1

ÚV A

Vlastník:

Vodovody a kanalizace PĜerov a.s. ŠíĜava 483/21 750 02 PĜerov

Provozovatel: Vodovody a kanalizace PĜerov a.s. ŠíĜava 483/21 750 02 PĜerov Charakteristika díla: -

úpravna vody s dvoustupĖovou separací

-

max. výkon úpravny 300 l/s

-

zásobovaných obyvatel cca 80 000 tisíc v okrese PĜerov

Uvedena do provozu: - v roce 1971 - modernizace v roce 07-12/1997, 06-11/1998

6.1.1 Struþný popis technologie ÚV A Úpravna vody A upravuje surovou vodu ze zdrojĤ vody podzemní a povrchové (štČrkovištČ). Podzemní voda je þerpána z jímacího území v lese (prĤmČrná vydatnost 63 l/s), z vrtu (30 l/s) a ze studny pĜímo v areálu ÚV (12 l/s), povrchová voda je þerpána ze dvou štČrkovišĢ v blízkém okolí (prĤmČrná vydatnost 150 l/s, 80 l/s). Podzemní voda ve smČsi ze všech zdrojĤ se v rámci pĜedúpravy provzdušĖuje v horizontálních provzdušĖovaþích nádržích typu INKA (5 sekcí po 30 l/s). ProvzdušĖování (aerace) podzemní vody je obnoveno od 2/2012 z dĤvodu vysoké uhliþitanové tvrdosti u spotĜebitelĤ. ProvzdušnČná voda se odvádí do místa spojení s vodou povrchovou, která je umístČna ve spojné šachtČ mezi obČma reakþními nádržemi (reakþní a smČšovací). Veškeré dávkování chemikálií, v pĜípadČ podzemní vody se jedná o hydrát vápenatý a manganistan draselný, se provádí až za místem spojení obou pĜedupravených vod. 37



Povrchová voda ze dvou zdrojĤ štČrkovištČ se ve smČsi podrobuje pĜedúpravČ oxidací v podobČ aplikace ozonu nebo manganistanu. Voda po nadávkování ozonu se odvádí do reakþní nádrže k procesu reakce a vymírání ozonu. Jedná se o první venkovní kruhovou nádrž.

Obr. 6.1 Reakþní nádrž - ÚV A

Voda z reakþní nádrže odtéká do spojné šachty mezi nádržemi, kde dochází ke smíchání všech vod, tj. vody podzemní a vody povrchové. Do smČsi vod je provádČna aplikace chemikálií, kterými jsou síran železitý (Prefloc), hydrát vápenatý a manganistan draselný, tyto chemikálie se dávkuji pĜed první nádrž. Nadávkovaná voda se pĜivádí do druhé venkovní kruhové nádrže (smČšovací), ve které je pomalubČžné míchadlo a dochází k þásteþné flokulaci. Takto pĜedupravená smČs vody se pĜivádí na separaþní stupeĖ, kterým je písková filtrace na osmi otevĜených pískových rychlofiltrech evropského typu. Voda po filtraci je odvádČna do 2 akumulaþních nádrží (1120 m3, 1460 m3). PĜed vstupem do akumulace je voda hygienicky zabezpeþována dávkou plynného chlóru. Upravená voda se z akumulaþních nádrží odebírá jednak pro úþely regenerace filtrĤ (prací voda) ale hlavnČ pro þerpání do tĜí VDJ pro vlastní zásobování pitnou vodou. Jedná se o þerpání do VDJ Švédské Šance (10 000 m3), VDJ ýekynČ (5000 m3) a VDJ Polkovice (3 000 m3). Kalová voda z praní filtrĤ se odvádí do kalové laguny, která se nachází v bezprostĜední blízkosti areálu úpravny vody.

6.1.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV A Záznamy pro vyhodnocení poruch byly poskytnuty provozovatelem ve formČ jak písemné, z provozních deníkĤ, tak i ve formČ digitální z Ĝídícího programu (poruchovér). Dále byla data získávána konzultacemi (ve formČ e-mailĤ) s pracovníkem úpravny a samotnou exkurzí provozovny.

38



Z provozních deníkĤ byly zpracovány data za období 1/2007 až do období 12/2010. Data ze softwaru byla poskytnuta od 1/2011 do 10/2012, ale v tabulce 6.1 je zpracován pouze rok 2011. DĜíve byl totiž na ÚV A používán jiný Ĝídicí systém a data z pĤvodního systému nebylo možné získat. Výpis poruch ze softwaru byl protĜídČn, aby z nČj zmizela vČtšina zbyteþností, i tak však obsahuje spoustu hlášek, které tĜeba chybou být nemusely (zkouška funkþnosti systému, atd.). Proto v následující tabulce 6.1 uvidíte ve srovnání s ostatními roky znaþný nepomČr, proto tyto údaje nejsou zahrnuty do celkového vyhodnocení.

NejþastČjším typem poruch na ÚV A : •

chemické hospodáĜství;

•

výpadek komunikace;

•

výpadek elektrického proudu;

•

þerpadla.

NejménČ poruchová zaĜízení: •

aerace;

•

ventilátor;

•

sonda pH;

•

klapky.

V chemickém hospodáĜství se jedná nejþastČji o poruchu vápna, které svými vlastnostmi þastému výskytu vad pĜispívá (je hydroskopické - nepadá do násypky, v roztoku pak ucpává rozvody, a dá se Ĝíci, že doslova rozežírá þerpadlo). ýasto dochází i k výpadku radiového spojení s okolními objekty (ýS), což mĤže být napĜ. u zdrojĤ podzemní vody problematické (pĜes rádio se reguluje þerpání), ale vČtšino se spojení v krátké dobČ obnoví, popĜípadČ je vyslána služba – zde je vČtšinou pĜíþina poþasí. Stejná pĜíþina také zpĤsobuje zatopení nČkterých šachet, vrtĤ atd. - ve vČtšinČ tČchto objektĤ je ponorné þerpadlo, které se samo spustí. Obþas také nastává výpadek elektrické sítČ. PĜi delších výpadcích má objekt možnost pĜepojení na jinou elektrickou trasu (nestává se, že by nefungovaly obČ naráz). Dále se na úpravnČ vody potkávají s poruchami ozonizaþní technologie - zpĤsobeno dolaćováním technologie po rekonstrukci na konci roku 2010 (zefektivnČní výroby, statický smČšovaþ místo vodního skoku) ale také agresivitou ozonu – úniky ozonu. Na úpravnČ se vyskytují i poruchy rĤzných elektroklapek, které se nestihnou otevĜít (zavĜít) a tím zpĤsobí poruchu soustrojí þerpadlo, motor, klapka. Nebo klapky nedoléhají a zpĤsobují ztráty, což je zpĤsobeno pĜirozeným opotĜebením materiálu. Dalšími poruchami, které se na úpravnČ vyskytly, jsou napĜíklad: •

rozbitý kompresor na praní filtrĤ; 39


•


obþas se vychodí nČjaké þerpadlo (napĜ. na VDJ Švédské Šance - ale to bČží cca 12 hodin dennČ od roku 1997, takže už "pĜesluhuje").

V následující tabulce 6.1 je veškerý výþet a þetnost poruch, které se staly na úpravnČ za období 2007 – 2011. Tabulka 6.1 ýetnosti poruch na ÚV A

kategorie

zaĜízení/roky

2007 vrty 12 studna 0 ýS jezera 0 aerace 0 objekty ozonizace 0 filtrace 0 chemické hospodáĜství 6 akumulace 0 kompresor 0 míchadlo 0 sonda hladin 1 strojní zaĜízení ventilátor 0 sonda pH 0 þerpadla 8 klapky 0 armatury ventily 2 výpadek komunikace 2 software bezpeþnostní systém 0 min. teplota v objektu UV 0 mimoĜádné události závada na pĜívodu el. proudu 3 suma 34

provozní deník 2008 2009 2010 14 0 0 2 0 0 1 4 4 1 0 1 0 2 2 0 2 3 13 15 19 0 0 1 0 0 1 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 10 16 18 0 0 2 1 4 2 7 1 2 3 1 0 0 1 0 3 4 13 59 50 69

software 2011 22 16 0 8 15 0 41 6 3 9 8 5 0 52 4 8 21 0 7 0 225

suma 48 18 9 10 19 5 94 7 3 9 11 7 2 104 6 17 31 4 8 23 434

40



Graf þetnosti poruch je zpracován bez roku 2011, jelikož jak už bylo zmínČno údaje ze softwaru jsou i po protĜídČní ve znaþném nepomČru z ostatními údaji a nebude dále s nimi pracováno. V tabulce 6.1 jsou uvedeny pro úplný pĜehled poruchy, které se staly na ÚV A. Graf 6.1 ýetnosti poruch na ÚV A

41



6.2 ÚV B Vlastník: Svaz vodovodĤ a kanalizací Jihlavsko Žižkova 93 586 01 Jihlava Provozovatel: Vodárenská akciová spoleþnost, a.s. divize Jihlava, Žižkova 93 586 01 Jihlava Charakteristika díla: -

úpravna vody s tĜístupĖovou separací

-

max. výkon úpravny 240 l/s

-

zásobovaných obyvatel cca 52 000 tisíc

Uvedena do provozu: - v roce 1973 - modernizace v roce 11/1999-6/2001

Obr. 6.2 Pohled na ÚV B[24]

6.2.1 Struþný popis technologie ÚV B Surová voda je na úpravnu B þerpána z ýS RantíĜov (voda z údolní nádrže Hubenov) a ýS Pístov (voda z Pístovských rybníkĤ). TĜetí doplĖkovým zdrojem je voda ze systému Nová ěíše (voda již upravena). Voda z ýS RantíĜov a z ýS Pístov je pĜed vstupem na úpravnu smíchána. Voda ze zdroje Nová Ĝíše se pĜivádí v úpravnČ až do smČsi pĜedupravené vody pĜed pískové filtry (II. 42



stupeĖ separace). Do þerpané surové vody (z RatíĜova a Pístova) je dávkován koagulant, síran železitý (Prefloc) a vápenné mléko. V pĜípadČ zhoršení kvality surové vody je možné dávkovat manganistan draselný za úþelem oxidace manganu a chlordioxid k odstranČní biologického oživení. Po rychlém mísení (v mísiþi Helax) odtéká voda do flokulaþní nádrže, která je opatĜena nastavitelnými dČrovanými pĜepážkami (pomalé míchání). Z flokulace je voda dále pĜivádČna na dvČ horizontální podélné sedimentaþní nádrže (31,5x4,75m), kde dochází ke zvČtšení (nabalování) vloþek a k postupné sedimentaci. Kal usazený v sedimentaþních nádržích je shrnován ĜetČzovými shrabováky do kalových jímek. Z kalových jímek je kal v pravidelných þasových intervalech vypouštČn do odsazovací nádrže a po odsazení do veĜejné kanalizace. Do odtokového žlabu za sedimentací se dávkuje vápenné mléko pro ztvrzování vody a vodný roztok oxidu uhliþitého. Do žlabu je také pĜivádČna voda ze zdroje Nová Ĝíše. Voda z prvního separaþního stupnČ (sedimentace) je vedena betonovým žlabem na osm pískových rychlofiltrĤ (8x24 m2). Filtry jsou regulovány jedinou Ĝídící klapkou na odtokovém potrubí a jsou provozovány jako filtry s promČnnou filtraþní rychlostí. Regenerace pískové náplnČ filtru se provádí kombinovaným zpĤsobem za použití pracího vzduchu a prací vody. Praní není Ĝízeno od tlakové ztráty, ale od údaje o provozní dobČ filtru (max. 48 hod od posledního praní). Konstrukþní Ĝešení filtraþních jednotek je bez meziden, s trubními rošty ve dnČ filtraþní jednotky. Z pískových filtrĤ se voda gravitaþnČ odvádí na stupeĖ doúpravy, který se provádí ozonizací a filtrací GUA. Ozon se dávkuje difuzorovým zpĤsobem do upravené vody ve smČšovací nádrži (100 m3). Dále voda odchází do reakþní (vymírací) nádrže (500 m3). Po reakci ozonu s vodou odchází stabilizovaná voda na odpachovací filtry s náplní GUA (granulované aktivní uhlí). Jedná se o þtyĜi filtraþní jednotky (4x25m2) bez meziden s trubními rošty ve dnČ filtraþní jednotky. Za filtry s granulovaným aktivním uhlím se aplikuje do vody chlordioxid jako dezinfekþní þinidlo a voda se vede do vodojemu B, který se nachází v pĜilehlém areálu úpravny vody (6 100 m3). Z vodojemu B je voda gravitaþnČ dopravována odbČratelĤm v JihlavČ. ýást upravené vody odtéká do akumulaþní nádrže (800 m3) pod pískovými filtry, která slouží pro praní filtrĤ a pro rozpouštČní oxidu uhliþitého. Kalová voda z praní filtrĤ a z odkalování sedimentaþních nádrží se odvádí do venkovní odsazovací nádrže, odkud se po odsazení vypouští do veĜejné kanalizace.

43



Obr. 6.3 Technické schéma ÚV B po doplnČní technologie [24]

6.2.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV B Vyhodnocení poruch probíhalo na úpravnČ vody B z poskytnutých provozních deníkĤ a ústního výkladu pracovníka úpravny pĜi samotné návštČvČ. Období vyhodnocování bylo zapoþato od roku 1/2005 až 12/2010. Údaje o poruchách byly vypsány ze zapĤjþených provozních deníku a dále byly zpracovány v následujícím pĜehledu ve formČ tabulky 6.2.

NejþastČjším typem poruch na ÚV B: •

ozonizace;

•

chemické hospodáĜství;

•

bezpeþnostní systém;

•

závada na výpoþetní technice.

NejménČ poruchové zaĜízení: •

výpadek elektrického proudu;

•

dmychadlo;

•

kompresor.

44



PĜíklady možných poruch a jejich Ĝešení: Ozonizaþní zaĜízení

8Porucha na ozonizaci •

pĜehĜátý destruktor

•

nízký prĤtok kyslíku

•

závada na vysokofrekvenþním generátoru

9Zajistit opravu servisní firmou Chemické hospodáĜství

8Porucha v dávkování vápna •

vadné relé

•

vápno se nalepilo na stČny podavaþe

9VýmČna relé 9Zapnuto sušení Bezpeþnostní systém

8Nefunkþní alarm 8Nefunkþní kamerový systém 9Provez restart systému 9Zajistit opravu servisním technikem Výpoþetní technice

8Výpadek poþítaþĤ 9Provez restart poþítaþĤ 9Zajistit opravu servisním technikem Pozn:. Zde mám jen velmi struþný výþet možných poruch a nápravných opatĜení, které se staly na dané provozovnČ.

45



V následující tabulce 6.2 je þetnost a výþet další poruch, které se staly na úpravnČ za sledované období. Tabulka 6.2 ýetnosti poruch na ÚV B

kategorie

zaĜízení/roky ozonizace

objekty

armatury

software

mimoĜádné události suma

2005 2006 2007 2008 2009 2010 16 6 2 4 6 22

suma 56

filtrace

2

1

0

0

1

0

4

chemické hospodáĜství

3

3

4

4

10

6

30

kompresor

0 1

3 2

0 1

0 1

0 0

0 4

3

0 0

2 0

0 0

0 2

1 3

0 1

1 0 1

0 0 1

0 3 0

1 1 0

2 1 3

2 0 0

þerpadla klapka šoupata

4 0 0

6 4 4

3 0 5

7 1 8

6 2 6

2 1 3

26

ventily

2

2

1

1

0

1

7

výpadek komunikace poþítaþe

10 12

5 6

6 4

3 0

6 9

0 1

30 32

bezpeþnostní systém

4

3

4

1

2

1

15

min. teplota v objektu UV

0

1

0

0

0

0

1

závada na pĜívodu el. proudu

0

0

0

1

1

0

2

56

49

33

35

59

44

276

generátor dmychadlo strojní zaĜízení

provozní deník

sonda hladin ventilátor sonda Ph prĤtokomČr

9 3 6 6 5 5 28 8

46



Graf 6.2 ýetnosti poruch na ÚV B

47



6.3 ÚV C Vlastník:

VodohospodáĜská spoleþnost Olomouc, a.s. Tovární 1059/41 779 00 Olomouc

Provozovatel: MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. Tovární 41 779 00 Olomouc Charakteristika díla: -

úpravna vody s dvoustupĖovou separací

-

výkon úpravny 210 l/s

Uvedena do provozu: - v roce 1988

Obr. 6.4 Úpravna vody C

6.3.1Struþný popis technologie ÚV C V UV C dochází k úpravČ vody z pramenišĢ BĜezová (60 l/s) a PĖovice I – III (160 l/s). Surová voda je na úpravnu pĜivádČna z pramenišĢ výtlaþným Ĝadem do pĜítokové nádrže (103 m3). Po naplnČní pĜítokové komory odchází surová voda gravitaþnČ na aeraci. PĜítoková komora je vybavena bezpeþnostním pĜelivem do odpadu.

48



Aerace je tvoĜena 6-ti aeraþními jednotkami typu INKA. Každá aeraþní jednotka je dimenzována na 36,6 l/s vody. Po aeraci odchází voda na pomalé míchání - flokulaci. Flokulace j tvoĜena 3 flokulaþními nádržemi s vestavČnými dČrovanými stČnami. Do pĜítokového potrubí na pomalé mísení je zaústČno dávkování chlóru pro pĜedchloraci, dávkování manganistanu draselného a dávkování vápenné vody [11]. Nadávkovaná surová voda z nádrží pomalého mísení odtéká na filtraci. Filtrace je tvoĜena 8-mi filtraþními jednotkami o ploše (8x29,16 m2). Regenerace filtraþních jednotek bude probíhat ve tĜech fázích a to v první fázi vzduchem, ve druhé vzduchem a vodou a ve tĜetí fázi bude probíhat dopírání vodou. Ze separaþního stupnČ je voda odvádČna odtokovým potrubím. Do tohoto potrubí je dávkován chlór pro zdravotní zabezpeþení upravené vody. Upravená voda dále odtéká do þerpací jímky. Z þerpací jímky je þistá voda odvádČna pĜes kalichový pĜepad do nádrže þisté vody. V armaturní komoĜe nádrže þisté vody je pĜítokové potrubí rozdČleno na 2 vČtve zaústČné každá do jedné akumulaþní komory. Z akumulaþních komor (2×1 670 m3) je voda þerpána do dvou hlavních Ĝídících vodojemĤ sítČ Olomouc, a to do zemního VDJ KĜelov 4×5 000 m3 a VDJ Droždín 4×5 000 m3 . Prací voda vþ. ostatních odpadĤ surové a upravené vody jsou gravitaþnČ odvádČny odpadním potrubím na kalové laguny. Kalové laguny jsou navrženy pro roþní provoz pĜi plném výkonu úpravny vody. Tzn., že jeden rok se odpadní voda bude vypouštČt do jedné laguny. V druhém roce budou odpadní vody vypouštČny do druhé laguny a v první lagunČ bude ponechán kal k vysychání a poté k vytČžení a odvozu. Kal je likvidován externím dodavatelem a je dále používán k druhotnému využití.

6.3.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV C Záznamy o poruchách byly poskytnuty provozovatelem zároveĖ s provozním Ĝádem úpravny, havarijním plánem a výkresovou dokumentací na základČ žádosti. Informace o poruchových stavech byly protĜídČny a byl z nich udČlán následující pĜehled. Data byla poskytnuta za období 2009-2011.

NejþastČjším typem poruch na ÚV C: •

þerpadla;

•

Ĝídicí systém;

•


•

závada na pĜívodu elektrického proudu.


ventily;

•

šoupata;

•

klapky;

•

sonda pH.

49



PĜíklady možných poruch a jejich Ĝešení: Vrty

8 Nízká vydatnost zdroje než je Q þerp. 9PĜepnuto na alternativní zdroj Filtrace

8Dochází k úbytku filtraþní náplnČ •

vysoká prací rychlost

¾ ProvádČt kontrolu mocnosti filtraþní vrstvy

9 Doplnit filtraþní medium 9 Snížit prací rychlost Pozn:. Zde mám jen velmi struþný výþet možných poruch a nápravných opatĜení, které se staly na dané provozovnČ.

V následující tabulce 6.3 je þetnost a výþet dalších poruch, které se staly na ÚV C v období 2009 – 2011. Tabulka 6.3 ýetnosti poruch na ÚV C

kategorie

objekty

strojní zaĜízení

armatury

software mimoĜádné události suma

zaĜízení

roky

suma

2009

2010

2011

vrty

2

2

2

6

sbČrná studna

1

1

1

3

filtrace

1

1

2

4

chemické hospodáĜství

4

7

2

13

sonda hladin

2

4

1

7

sonda pH

0

2

0

2

þerpadla

2

1

4

7

klapka

0

2

0

2

šoupata

1

0

0

1

ventily

0

1

0

1

výpadek komunikace

0

4

0

4

Ĝídicí systém

3

2

2

7

bezpeþnostní systém

1

5

3

9

závada na pĜívodu el. proudu

5

1

2

8

22

33

19

74

50



Graf 6.3 ýetnosti poruch na ÚV C

51



6.4 ÚV D Vlastník:

VodohospodáĜská spoleþnost Olomouc, a.s. Tovární 1059/41 779 00 Olomouc

Provozovatel: MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. Tovární 41 779 00 Olomouc Charakteristika díla: -

úpravna vody má dvČ varianty provozu o jednostupĖová o dvoustupĖová

-

výkon úpravny 300 l/s

Uvedena do provozu: - v roce 1972 - rekonstrukce v roce 1997

Obr. 6.5 Úpravna vody D

52



6.4.1 Struþný popis technologie ÚV D Úprava vody D je Ĝešena ve dvou variantách, pĜiþemž první variantou je složitČjší Ĝešení úpravy surové vody s pomocí ozonizace a koagulaþní filtrace s následným odkyselováním vody. Druhá varianta Ĝeší úpravu ménČ zneþištČné vody zpĤsobem aerace, oxidace železa a manganu a odželezováním a odmanganováním na pískových filtrech. V obou pĜípadech je upravená voda hygienicky zabezpeþována dávkováním chlordioxidu [12]. Na ÚV D se þerpá voda z prameništČ D, z prameništČ ŠtČpánov a z prameništČ Chomoutov. Voda z jednotlivých zdrojĤ je pĜivádČná do otevĜené smČšovací jímky umístČné v hale aerace na ÚV. I. zpĤsob úpravy SmČsná surová voda se vede v množství 90-150 l/s (pĜípadnČ až 300 l/s) na ozonizaci, kde se dávkou až 6 mg/l O3 oxidují Fe, Mn a organické látky. Voda po nadávkování ozónu se dále vede na filtraci, pĜed filtry se dávkuje koagulant (PAX 18) v dávce až 25 mg/l PAX 18. Do téhož místa je možno dávkovat i roztok KMnO4. Na filtraci probíhá koagulaþní filtrace a odstraní se tak Fe, Mn a sníží se obsah organických látek (CHSKMn). PĜed filtry se také pĜeþerpává odsazená prací voda. Filtrovaná voda se pĜeþerpává na aeraþní vČže, kde se odvČtrá CO2. Do aerované vody se dávkuje dezinfekþní chlordioxid (ClO2). II. zpĤsob úpravy Úprava probíhá aerací smČsné surové vody, pĜeþerpáváním na filtry, a to buć pĜes ozonizaci nebo obtokem ozonizace, filtrací, dezinfekcí ClO2 pĜed sací jímkou. Nedávkuje se koagulant, dávkuje se buć ozón nebo KMnO4 (dle rozhodnutí technologa). Preferuje se dávkování O3. ýerpání aerované vody na filtry se Ĝídí od pĜítoku surové vody do smČšovací jímky a tím i aerované vody do jímky pod aeraþními vČžemi tak, aby bylo co nejvíce rovnomČrné a co nejbližší pĜítoku surové vody. Všechny filtry (filtraþní plocha je 8x31 = 248 m2) jsou naplnČny pískem FP 2 a provozovány, aby se na nich zaþala souþasnČ vytváĜet preparace. Filtraþní cyklus závisí na výkonu ÚV a složení vody a i pĜi maximálním výkonu ÚV 300 l/s je filtraþní cyklus 8 dní (pere se 1 filtr za den). Prací cyklus se mĤže podle konkrétních podmínek (složení vody, výkon ÚV) zkrátit na 4 dny nebo i prodloužit až na 16 dní. Voda ze všech zdrojĤ se vede do smČšovací jímky a odtud na vČže, jejichž poþet bude záviset na výkonu ÚV a ěS musí postupnČ vČže zapojovat. Voda z vČží odtéká do jímky pod aerací, odkud se þerpá na pískové filtry. BČhem aerace mĤže také dojít i k zanesení a ucpání aeraþních vČží, resp. jejich výplnČ. Proto se musí vČže i jímky pravidelnČ þistit (cca 2x roþnČ). Voda na filtry se þerpá buć pĜes ozonizaci, nebo obtokem ozonizace podle rozhodnutí provozovatele. Z filtrĤ odtéká voda do akumulace pod filtry a odtud do sacích jímek. PĜed jímky se dávkuje ClO2. Dávkování ClO2 se Ĝídí od prĤtoku filtrované vody.

53



Kalové hospodáĜství je rozdílné pro obČ varianty úpravy. I. Varianta Voda z praní filtrĤ se odvádí do dvou odsazovacích nádrží. Voda se v nádržích odsazuje cca 8 – 12 hodin a poté se pĜeþerpávat do provozu pĜed filtry, þímž dochází k velké úspoĜe vody. Kal je po odsazení pĜeþerpáván do homogenizaþní a zahušĢovací nádrže odkud je dále þerpán na strojní odvodĖování kalu. PĜed strojním odvodĖováním kalu (odstĜedivku) je do kalu dávkován flokulant pro úþel dokonalejšího odvodĖování. II. Varianta Ve variantČ þíslo dvČ je malé množství kalu z praní filtrĤ, a proto se nebude provádČt strojní odvodĖování kalĤ. Prací voda se po odsazení v odsazovacích nádržích bude pĜeþerpávat zpČt do procesu úpravy (pĜed filtraci). Kal se po odsazení bude pĜeþerpávat do mobilní cisterny a pĜeveze se na ýOV Olomouc, kde se bude þistit ve smČsi se splaškovou odpadní vodou.

6.4.2 Vyhodnocení þetnosti poruch ÚV D Provozovatel úpravny byl osloven a požádán o poskytnutí podkladĤ pro vypracování diplomové práce. Na základČ žádosti byly vodárenskou spoleþností poskytnuty údaje o poruchách, provozní Ĝády, havarijní plány a také výkresová dokumentace ve formátu pdf. Informace o poruchových stavech byly protĜídČny a byl z nich udČlán následující pĜehled.

NejþastČjším typem poruch na ÚV D: •

þerpadla;

•


•

závada na pĜívodu elektrického proudu;

•

chemické hospodáĜství.


sonda hladin;

•

klapky;

•

šoupata;

•

ventily.

PĜíklady možných poruch a jejich Ĝešení: Chemické hospodáĜství

8 Porucha dávkovacího þerpadla ¾ Není dávkováno vápenné mléko ¾ Kontrola prĤtoku vápenného mléka 54



9Opravit dávkovací þerpadlo ýerpací stanice

8Porucha þerpadla ¾ Signalizace poruchy na dispeþink ¾ Vysláni pracovníci údržby

9PĜepnuto na alternativní zdroj Pozn:. Zde mám jen velmi struþný výþet možných poruch a nápravných opatĜení, které se staly na dané provozovnČ

Tabulka 6.4 ýetnosti poruch na ÚV D

ŬĂƚĞŐŽƌŝĞ ^ ŽďũĞŬƚǇ

ƐƚƌŽũŶşǌĂƎşǌĞŶş

ĂƌŵĂƚƵƌǇ

ƐŽĨƚǁĂƌĞ ŵŝŵŽƎĄĚŶĠƵĚĄůŽƐƚŝ ƐƵŵĂ

ƌŽŬǇ

ǌĂƎşǌĞŶş

ƐďĢƌŶĄƐƚƵĚŶĂ ĂĞƌĂĐĞ

ƐƵŵĂ

ϮϬϬϵ ϮϬϭϬ ϮϬϭϭ ϰ ϴ Ϯ Ϯ ϯ Ϭ

ϭϰ ϱ ϭ

ĨŝůƚƌĂĐĞ

ϭ Ϯ

Ϭ Ϭ

Ϭ Ϭ

ĐŚĞŵŝĐŬĠŚŽƐƉŽĚĄƎƐƚǀş

ϰ

ϲ

Ϯ

ϭϮ

ƐŽŶĚĂŚůĂĚŝŶ ƉƌƽƚŽŬŽŵĢƌ

Ϭ ϭ

ϭ Ϭ

ϭ Ϭ

Ϯ ϭ

ēĞƌƉĂĚůĂ ŬůĂƉŬĂ ƓŽƵƉĂƚĂ

ϱ Ϭ ϭ

ϱ Ϭ Ϭ

ϴ ϭ Ϭ

ϭϴ

ǀĞŶƚŝůǇ ǀǉƉĂĚĞŬŬŽŵƵŶŝŬĂĐĞ

Ϭ Ϯ

Ϭ ϳ

ϭ ϯ

ϭ ϭϮ

ƎşĚŝĐşƐǇƐƚĠŵ

ϱ

ϰ

ϱ

ϭϰ

ďĞǌƉĞēŶŽƐƚŶşƐǇƐƚĠŵ

ϲ

ϳ

ϳ

ϮϬ

ǌĄǀĂĚĂŶĂƉƎşǀŽĚƵĞů͘ƉƌŽƵĚƵ

ϯ

ϱ

ϴ

ϭϲ

ϯϲ

ϰϲ

ϯϴ

ϭϮϬ

Ϯ

ϭ ϭ

55



Graf 6.4 ýetnosti poruch na ÚV D

56



6.5 VYHODNOCENÍ A SROVNÁNÍ ZÍSKANÝCH DAT Podklady získané od jednotlivých provozovatelĤ byly rĤzného charakteru. Každý provozovatel vede záznamy odlišným zpĤsobem. Velkou snahou bylo docílit jednotného pĜehledu daných poruch z jednotlivých úpraven. V této kapitole jsou udČlána jednotlivá srovnání za období 2009 – 2010 jelikož tyto záznamy byly získány od všech provozovatelĤ. Jsou zde udČlány gryfy nejvíce poruchových zaĜízení a srovnání celkového poþtu poruch na daných úpravnách. Jelikož je však možné, že nebyly v poskytnutých podkladech zaznamenány veškeré poruchy, které se na provozovnČ staly, berte tento pĜehled jako þistČ informativní. Podklady pro zpracování byly poskytnuty v rĤzných formách a nČkterá protĜídČní se dČlala ve spolupráci s pracovníkem úpravny, nebo byla provozovatelem již poskytnuta data protĜídČná. V následujícím grafu 6.5 je vidČt že nejvíce poruch v chemickém hospodáĜství se stalo na ÚV A a následnČ na ÚV B, jedná se napĜíklad o poruchy v dávkování vápna.

Graf 6.5 ýetnosti poruch chemického hospodáĜství

Obþas také nastává výpadek elektrické sítČ napĜíklad vlivem poþasí ale buć je po krátké dobČ dodávka elektrického proudu obnovena, nebo napĜíklad na ÚV A má objekt možnosti pĜipojení na jinou elektrickou trasu. Následující graf 6.6 nám ukazuje poþet závad na pĜívodu elektrického proudu na jednotlivých úpravnách. 57



Graf 6.6 ýetnosti poruch na pĜívodu elektrického proudu

Graf 6.7 znázorĖuje poþet poruch na þerpadlech na jednotlivých provozech. Graf 6.7 ýetnosti poruch na þerpadlech

Ozonizaþní zaĜízení je nejvíce poruchové na úpravnČ vody B ze získaných záznamĤ vyplývá, že v roce 2010 se z celkového poþtu poruch stalo 50% na tomto zaĜízení. Dále se 58



toto zaĜízení využívá i na ÚV D ale nejsou vedeny záznamy o jeho poruše za sledované období. ÚV C nevyužívá tuto technologii k úpravČ vody, proto ani jedna z tČchto dvou úpraven není v následujícím grafu 6.8 uvedena. Graf 6.8 ýetnosti poruch na ozonizaci

Graf 6.9 srovnává celkový poþet poruch jednotlivých úpraven vody. Dá se Ĝíci, že nejvíce poruch ve sledovaném období se stalo na ÚV A. Graf 6.9 Celkový poþet poruch na jednotlivých úpravnách za rok 2009 a 2010

59



Jak je vidČt z výše uvedených zjištČní dalo by se Ĝíci, že se jedná o bČžné poruchy, které se stávají vlivem bČžného provozu (napĜ. opotĜebení). Nejedná se tedy o žádné kritické poruchy, které by mČli za následek zastavení provozu. I kdyby eventuálnČ došlo k nČjaké závažné poruše nČkterého prvku technologické linky, provedlo by se pĜepnutí na náhradní (rezervní) prvek. Jelikož hlavní konstrukþní zásadou je že technologické prvky, resp. linky se navrhují min. ze 100 % rezervou. PĜedcházet poruchovým stavĤm mĤžeme pravidelnou údržbou a správnou obsluhou. Popis jednotlivých manipulací a všech údajĤ, souvisejících s vlastní provozní technologií, jsou obsaženy v textové þásti (provozních pokynech) provozního Ĝádu. Pro obsluhu, údržbu jednotlivých strojĤ a zaĜízení platí v plném rozsahu montážní a obsluhovací pĜedpisy výrobce, jedná se zejména o pĜedpisy pro mazání, chlazení, proplachování, provádČní revizí apod. S tČmito pĜedpisy musí být obsluha dokonale obeznámena.

6.5.1 PĜíklady vedení záznamĤ V této kapitole je udČlán pĜehled toho, jak byly záznamy, ze kterých byly tĜídČny data pro vypracování pĜehledu výþtĤ a þetnosti poruch, vedeny jednotlivými provozovateli. NČkteré navštívené úpravny nevedou deník poruch, údaje jsou vedeny v provozních denících, následkem toho je obtížné vyhledat a protĜídit potĜebné informace. Proto je v následující kapitole udČlán návrh, jak by mohly záznamy o poruchách být vedeny.

Vzory provozních deníkĤ ÚV A Denní smČna

datum

Co se za smČnu událo (pĜ. SmČna bez závad.) Podpis pracovníka Noþní smČna

datum

Co se za smČnu událo (pĜ. SmČna bez závad.) Podpis pracovníka Pozn. Vedeno písemnou formou.

ÚV C

Pozn. Vedeno elektronickou formou.

60



ÚV D

Pozn. Vedeno elektronickou formou.

ÚV B Datum

hodina

popis závady

Podpis pracovníka

___

___

_______

__________

Pozn. Vedeno písemnou formou.

6.5.2 Doporuþení jak vést záznamy Tak jak bylo uvedeno v pĜedcházející kapitole, provozovatelé úpraven vody vedou záznamy buć v elektronické podobČ, nebo v písemné formČ. Je jasné, že každá vodárenská spoleþnost si vede záznamy po svém a dle mého zjištČní v rámci vodárenské spoleþnosti mají jednotný systém vedení tČchto záznamĤ. V této kapitole, je udČlán návrh toho, jak by mohli být záznamy vedeny. Jedná se o návrh „listu poruchového deníku“, a postupu jak záznamy do deníku zapisovat. Základní stanovy pĜi vedení poruchového deníku: •

Deník by mČl být veden pravidelnČ a zodpovČdnČ;

•

zapsané záznamy by se mČly týkat pouze daného problému (poruchy);

•

zamČstnanci by mČli dodržovat jednotný systém zápisu;

•

deník by mČl být pĜístupný na velínu úpravny.

Požadované záznamy v poruchovém deníku: •

Datum zápisu (kdy se stala porucha daného zaĜízení, je možné uvést i þasový údaj);

•

zaĜízení, na kterém se stala porucha (ozonizace, chemické hospodáĜství atd.);

•

popis poruchy (napĜ. špatné dávkování vápna),

•

pĜíþina poruchy (napĜ. porucha dávkovacího þerpadla);

•

nápravné opatĜení (oprava, výmČna); 61


•

pracovník (jméno pracovníka úpravny, který Ĝešil vzniklý problém);

•

podpis.


Pozn. Možnost doplnČní finanþních nákladĤ, které byly vynaloženy na odstranČní jednotlivých poruch.

Záznamy vedené v poruchovém deníku nám mohou sloužit: •

pro pĜehled poruchovosti jednotlivých zaĜízení;

•

pĜi údržbČ jednotlivých strojĤ a zaĜízení;

•

jako sbČr dat, který poslouží napĜ. k posouzení finanþní nákladnosti poruch vzniklých za urþité þasové období (rok);

•

pro možný budoucí rozvoj provozu.

Vedení tČchto záznamĤ by mČlo být podrobné, aby bylo možné se po delší þasové dobČ se v tČchto záznamech vyznat a zjistit pĜesnČ o jakou poruchu þi závadu šlo. Pokud by mČli poruchové deníky sloužit svému úþelu tj. vykazování poruch, které se staly na úpravnČ vody, mČly by být vedeny svČdomitČ a mČli by se v nich vyskytovat pouze informace, které do nich patĜí.

62

Ozonizace

5.2.2012

1.

8.

7.

6.

5.

4.

3.

2.

ZAěÍZENÍ

DATUM

P.ý.


PěÍýINA PORUCHY PĜehĜátý destruktor.

POPIS PORUCHY

Výpadek ozonizaþního zaĜízení. Pracovník úpravny zajistil provedení opravy servisní firmou.

NÁPRAVNÉ OPATěENÍ

VZOR LISTU PORUCHOVÉHO DENÍKU

Milan Novotný

PRACOVNÍK


63

PODPIS



6.6 DALŠÍ NAVŠTÍVENÉ ÚV V RÁMCI DIPLOMOVÉ PRÁCE Dalšími oslovenými a navštívenými úpravnami v rámci diplomové práce byly: •

ÚV E, Vodárenská akciová spoleþnost - divize TĜebíþ;

•

ÚV F, Vodárenská akciová spoleþnost - divize Žćár nad Sázavou;

•

ÚV G, Vak Hodonín a.s.

6.6.1 ÚV E Surová voda se pro úpravnu E odebírá z vodárenské nádrže Vranov na Ĝece Dyji. Úpravna zásobuje oblast položenou severnČ od nádrže Vranov, Moravské BudČjovice, okres TĜebíþ a þásteþnČ mČsto TĜebíþ. Voda je upravována dvoustupĖovou separací a úpravna je dimenzována na výkon 200 l/s. V letech 2007-2009 prošla úpravna vody rozsáhlou rekonstrukcí, která dosáhla þástky pĜes pĤl miliardy Kþ a byla z 69% dotována z prostĜedkĤ Evropskou unii. Na úpravnu vody je surová voda pĜivádČna pĜívodním potrubím pĜes hlavní vodomČr. Poté se surová voda rozdČlí na dvČ technologické vČtve úpravny vody. Na tČchto vČtvích jsou osazeny dva rychlomísiþe, do kterých je pĜivádČn koagulant. Dále voda odchází na první separaþní stupeĖ. V prvním stupni separace je voda upravována v podélných usazovácích nádržích, jež jsou sdruženy do jednoho funkþního a konstrukþního celku s nádržemi pomalého míchání. Usazené kaly jsou stírány podélným shrabovákem do kalových jímek a v horní poloze stírá hladinu do novČ instalovaného žlabu. Dále je v nádrži umístČna norná stČna, za kterou je nainstalován systém odtahových žlabĤ, do kterých je zaústČn pĜívod vápenné vody. Tato voda pak pĜetéká gravitaþnČ na pískové rychlofiltry [10]. Z usazovacích nádrží natéká voda gravitaþnČ v obou vČtvích úpravny na pískové otevĜené rychlofiltry. N každé vČty se nachází 6 rychlofiltrĤ s celkovou filtraþní plochou 216 m2. Filtraþní náplĖ je jednovrstvá tvoĜená vodárenským pískem zrnitosti 1 až 1,6 mm, výška filtraþní náplnČ je 1,50 m. Regenerace rychlofiltrĤ bude probíhat ve tĜech fázích tj. praní vzduchem, vzduchem a vodou a poslední fáze bude praní pouze vodou. Voda odcházející z filtru je pĜivádČna gravitaþnČ na otevĜené rychlofiltry s náplní granulovaného aktivního uhlí (GAU). N každé vČtvi jsou navrženy dva rychlofiltry s výškou filtraþní náplnČ 2,0 m a s dobou zdržení 10 až 20 minut podle prĤtoku upravované vody. Zdravotní zabezpeþení je zajištČno UV záĜením. Tato technologie významnČ pĜevyšuje úþinnost chlóru zejména pĜi likvidaci rezistentních patogenních mikroorganismĤ, jakými jsou napĜíklad prvoci Cryptosporidium a Giardia. Z UV záĜení pĜetéká voda do akumulace. V akumulaci je voda zdravotnČ zabezpeþena dávkováním plynného chlóru a poté dodávána do spotĜebišĢ.

64



Obr. 6.6 Kalolis - ÚV E

OdvodĖování vodárenských kalĤ se na ÚV E provádí na kalolisu a pĜidáním vápenné mléka se zajišĢuje požadovaná sušina vodárenských kalĤ. Vylisovaný kal je ukládán na nedaleké skládce.

6.6.2 ÚV F Úpravna vody byla vybudována v letech 1958 až 1964 na výkon 100 l/s. Vzhledem ke stoupající spotĜebČ pro TĜebíþ a následnČ Žćár nad Sázavou byla v letech 1987 až 1994 provedena intenzifikace úpravny na výkon 220 l/s. Zdroj surové vody pro úpravnu je údolní nádrž F. Úpravna vody zásobuje skupinový vodovod pro oblast Velké MeziĜíþí, Velkou Bíteš, MČĜín, Olší, pĜivadČþ do TĜebíþe a Žćáru nad Sázavou. Zásobováno je cca 75 000 obyvatel. Surová voda pĜivádČná z údolní nádrže se nejprve provzdušĖuje na železobetonové kaskádČ, dále je vedena do hydraulického mísiþe. Do potrubí pĜed hydraulický mísiþ se dávkuje koagulant (roztok síranu železitého) – první fáze flokulace. Do odtoku z první fáze flokulace lze v pĜípadČ potĜeby dávkovat pomocný flokulant. Vzniklá suspenze dále pokraþuje na první separaþní stupeĖ, který je tvoĜen flotací (DAF) o celkové kapacitČ 110 l/s. DAF zaĜízení je tvoĜeno dvČma flotaþními jednotkami. SoubČžnČ s DAF zaĜízením mohou ještČ fungovat dvČ jednotky pĤvodních þiĜiþĤ v pĜípadČ potĜeby vyšší produkce upravené vody.

65



Obr. 6.7 Flotaþní nádrž - ÚV F [20]

Druhý separaþní stupeĖ je tvoĜen þtyĜmi pískovými filtry (4x50 m2), na kterých se zachytávají neþistoty, které prošly pĜes první separaþní stupeĖ. Regenerace filtraþní náplnČ se provádí vodou i vzduchem. Úprava hodnoty pH se provádí vápenným mlékem dávkovaným do nátoku vyþiĜené vody pĜes filtry. Voda po separaci na pískových filtrech odtéká do dvou akumulaþních nádrží. K hygienickému zabezpeþení se používá oxid chloriþitý popĜípadČ chlor. Z akumulaþních nádrží je upravená voda þerpána pomocí þerpadel do distribuþní sítČ a vodojemĤ. Kalová voda z usazovákĤ a z praní pískových rychlofiltrĤ je odvádČna do zahušĢovacích jímek (2 x 50 m3 a 1 x 250 m3). Vodárenské kaly se zahušĢují v sedimentaþních nádržích, odsazená voda se odpustí do toku, zahuštČný kal se vypouští na 7 kalových polí, kde se zahušĢuje a odvodĖuje.

Rekonstrukce úpravny vody F V souþasné dobČ probíhá na úpravnČ vody F rozsáhla rekonstrukce. Rekonstrukce úpravny vody je projektována na výkon 220 l/s. Již nyní je úpravna vody F dvoustupĖová. Jako první separaþní stupeĖ slouží dvČ jednotky flotace, které byly doplnČny v r. 2005 v rámci havarijního opatĜení. PĜi komplexní rekonstrukci budou doplnČny další dvČ jednotky flotace. Souþasné nevhodné pískové filtry budou zcela pĜebudovány a navrženy tak, aby bylo v budoucnu možno zmČnit nové pískové filtry na filtry dvouvrstvé (písek + antracit). Bude doplnČna ozonizace, filtrace granulovaným aktivním uhlím, UV záĜení, novČ bude Ĝešena akumulace upravené vody. ZmČny se dotknou i chemického hospodáĜství. NovČ je navrženo odvodnČní kalu s flotací a šnekovým lisem. Cílem rozsáhlé modernizace, která probíhá za omezeného provozu, je zajistit výrobu jakostní pitné vody, která celoroþnČ vyhovuje zpĜísĖujícím se legislativním požadavkĤm na kvalitu pitné vody. Modernizace je dotována Evropskou unií pĜibližnČ 330 miliony korun, cca 100 milionĤ korun poskytne Svaz vodovodĤ a kanalizací Žćársko na dokrytí nákladĤ. Stavba, která zaþala 12/2011 by mČla být dokonþena do 30. dubna 2014 a následnČ bude probíhat roþní zkušební provoz.

66



6.6.3 ÚV G DvoustupĖová úpravna vody G – PĜívoz byla vybudována v letech 1968-1993 a upravuje surovou vodu z kvarterních vrtĤ údolní nivy Ĝeky Moravy. Upravená voda z ÚV G PĜívoz je distribuována do rozsáhlé oblasti na území témČĜ celého okresu Hodonín. V období 10/2008 – 11/2009 došlo na úpravnČ vody G – PĜívoz k rozsáhlé rekonstrukci a intenzifikaci a zároveĖ se rozšíĜila kapacita VDJ Vracov. Úpravna vody zásobuje pitnou vodou více než 100 000 obyvatel a po intenzifikaci je úpravna dimenzována na max. výkon 400 l/s. Surová voda je na ÚV G þerpána ze tĜí jímacích území. Jedná se o G I (Moravský písek), G III- sever a G III – jih. Voda je pĜivádČna výtlaþnými Ĝady do pĜítokové jímky odkud odtéká na 11 sekcí mechanické horizontální aerace Bubla. Po aeraci voda þásteþnČ odtéká do objektu rychlého míchání vody (JÚ G III- sever a JÚ G III – jih) a pĜímo na filtry (G I Moravský písek). Z rychlého míchání odtéká voda na pomalé míchání, které je ve þtyĜech sekcích a je spĜaženo se sedimentaþní nádrží – první separaþní stupeĖ. Pomalé míchání je tvoĜeno hyperboloidními plastovými míchadly znaþky Inventa. Sekce pomalého míchání je rozdČlena dČrovanou stČnou a mezi flokulací a vlastní sedimentaþní nádrží je taktéž osazena dČrovaná stČna. Sedimentace se skládá ze þtyĜ podélných horizontálních nádrží s pojízdným mostovým shrabovákem.

Obr. 6.8 Hyperboloidní míchadla, pomalé míchání - ÚV G

Druhý separaþní stupeĖ je tvoĜen šesti otevĜenými pískovými filtry evropského typu (celková filtraþní plocha 420 m2). Mezi I. a II. separaþní stupeĖ se dávkuje manganistan draselný. Regenerace filtrĤ probíhá kombinovanČ pomocí vody a vzduchu. Prací voda odchází do odsazovacích jímek a po odsazení je þerpána zpČt do provozu úpravy a je zaústČna do potrubí mezi sedimentaci a filtraci.

67



Upravená voda odtéká do akumulace, která je tvoĜena dvČma komorami (každá o objemu 5000 m3). PĜed samotnou akumulací je voda hygienicky zabezpeþena oxidem chloriþitým (chlordioxid) a jako záloha mĤže být použito i dávkování chloru. Z akumulace je upravená voda þerpána do VDJ Vracov, VDJ G a VDJ Dražky.

6.6.4 Shrnutí Výše uvedené úpravny vody byly osloveny a požádány o poskytnutí potĜebných údajĤ pro vypracování daného tématu diplomové práce. NáslednČ byla sjednána schĤzka z vedoucími daných provozoven, kteĜí mi zároveĖ ukázali provoz úpravny a dovolili udČlat fotodokumentaci. Na ÚV ve Štítarech jsme od vedoucího provozu zjistila, že potĜebné záznamy o vedení poruch nevedou (napĜ. deník poruch). ÚV totiž prošla v letech 2007-2009 rozsáhlou rekonstrukcí, která stála cca 5,1 mil. EUR a veškeré závady þi poruchy jsou Ĝešeny v rámci reklamací. V rámci rekonstrukce byla vymČnČna veškerá rozvodná potrubí za nerezová, byla provedena rekonstrukce pomalého míchání, sedimentaþních nádrží, pískových filtrĤ, celého systému chemického hospodáĜství, mČĜení a regulace, novČ byla doplnČna filtrace granulovaným aktivním uhlím a desinfekce chloraminací v kombinaci s UV-záĜením. SouþasnČ s rekonstrukcí ÚV byla provedena i výmČna ocelových þásti pĜivadČþĤ a probČhla i rekonstrukce další objektĤ (napĜ. ýS ýastohostice, vodojemy Hora, Sv. Vít a StĜítež). Další exkurze byla provedena na ÚV F, na které právČ probíhá rozsáhlá rekonstrukce, která by mČla být dokonþena 4/2014 a následnČ by mČl probíhat roþní zkušební provoz. Záznamy, o provozu a poruchách na daných zaĜízení jsou provozovatelem na dané provozovnČ vedeny, ale jelikož dochází k rozsáhlé rekonstrukci a dojde i ke zmČnČ technologie, tak jsem po zvážení podklady do diplomové práce nezapracovala. Posledním navštíveným provozem byla úpravna vody G - pĜívoz. Vedoucí provozu, který tuto funkci vykonává již pĜes dvacet let, na dané provozovnČ, mi poskytnul velmi podrobný výklad pĜi exkurzi. A následnČ jsme debatovali o potĜebnosti a úþelnosti vést záznamy o poruchách na úpravnách vody. Na této úpravnČ vody mají záznamy o poruchách vedeny v deníku poruch, ale jedná se o nepravidelné zapisování jednotlivých poruch do deníku, takže jsem se na základČ tohoto zjištČní rozhodla, že podklady do své diplomové práce nezahrnu. Výše uvedené úpravny vody tedy byly v rámci diplomové práce navštíveny a byla na nich provedena exkurze, ale nebyly v diplomové práci vyhodnoceny jejich poruchové stavy.

68


7


ZÁVċR

V þeské republice bylo v roce 2011 zásobováno z vodovodĤ 9,8 mil. obyvatel, tj. 93,4 % z celkového poþtu obyvatel. Celkem bylo vyrobeno 623,1 mil. m3 pitné vody. Z toho pro domácnosti 317,2 mil. m3 pitné vody. Aþkoliv vodárenské spoleþnosti zaznamenali zvýšení podílu zásobených obyvatel, snížilo se však množství vody vyrobené meziroþnČ o 1,5 %. Specifické množství vody fakturované domácnostem se snížilo o 0,9 litrĤ na osobu a den a þiní 88,6 litrĤ, v pĜepoþtu na jednoho zásobeného obyvatele je pokles o 2,1 litrĤ. Tyto þísla jsou uvedena ve zprávČ o stavu vodního hospodáĜství ýeské republiky z roku 2011. Výše uvedenými informacemi, chci poukázat, že v ýeské republice je zásobováno cca 94% obyvatelstva, proto by mČl být kladen velký dĤraz jak na bezpeþnou a spolehlivou dodávku pitné vody, tak pĜedevším na samotnou výrobu. Tato diplomová práce se zamČĜuje na poruchové stavy na úpravnách vody, jedná se o rozsáhlou problematiku. Stanovené cíle diplomové práce byly splnČny. V rámci diplomové práce byla provedena rešeršní studie zabývající se základy teorie spolehlivosti; nejþastČjšími typy poruch, které se vyskytují na úpravnách vody; struþným popisem typĤ úpraven vody. Dále jsou popsány základní procesy úpravy napĜ. sedimentace, filtrace, ozonizace atd. Souþástí rešerše je i struþný výþet legislativy týkající se vodního hospodáĜství. V kapitole „Provozní pĜedpisy a evidence“ píši o náležitostech provozních ĜádĤ, provozních deníkĤ, havarijních plánu atd., které jsou nezbytnou dokumentací každé úpravny vody. Rešeršní studie byla provedena z dostupné domácí literatury i þásteþnČ z literatury zahraniþní. V praktické þásti byly shromáždČny informace o poruchách od provozovatelĤ úpraven vody. Záznamy byly získány z provozních deníkĤ, provozních ĜádĤ a ústního výkladu zamČstnancĤ pĜi exkurzi. Získané informace byly protĜídČny a následnČ z nich byl vytvoĜen pĜehled ve formČ tabulek a grafĤ. Dále bylo v kapitole „ Vyhodnocení a srovnání získaných dat“ udČláno jednoduché srovnání jednotlivých provozoven. PĜínosem diplomové práce bylo zpracování uceleného pĜehledu nejþastČjších poruch, se kterými se setkali provozovatelé navštívených úpraven vody. Práce je zamČĜena na ÚV A, ÚV B, ÚV C, ÚV D, jedná se o úpravny s výkonem cca 200-300 l/s. V rámci diplomové práce byly však navštíveny i úpravny vody E, G a F. Na tČchto provozovnách byla provedena exkurze a poĜízena fotodokumentace, ale v diplomové práci nebyly vyhodnoceny jejich poruchové stavy. Dalšími pĜínosem této práce bylo udČlání jednoduchého návrhu, jak by mohli být záznamy o poruchách vedeny, najdete zde i návrh listu poruchového deníku.

69



SEZNAM POUŽITÝCH ODKAZģ A LITERATURY [1]

HLAVÁý, J. a kol.: Vodárenství - elektronická uþebnice. Brno: VAS, a.s., 2003.

[2]

TUHOVýÁK, L., ADLER, P., KUýERA, T., RACLAVSKÝ, J.: Vodárenství -A. Úprava vody - Studijní opora. Brno: VUT v BrnČ, 2006. 155 s.

[3]

MALÝ, J.: Chemie a technologie vody. Brno: VUT v BrnČ, 1993. ISBN 80-214-0507-4

[4]

SUKOVITÝ, A., VIŠĕOVSKÝ, P. a kol.: Vodárenství II. Praha: SNTL, 1971. 352 s.

[5]

TUHOVýÁK, L., ADLER, P., KUýERA, T.: Vybrané statČ z vodárenství - Studijní opora. Brno: VUT v BrnČ, 2008. 182 s.

[6]

ěÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, Jana. PĜíruþka provozovatele úpravny pitné vody. Vyd. 1. Líbeznice: Medim pro SOVAK ýR, c2005, 206 s. ISBN 80-239-4565-3.

[7]

MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. ÚV C - Havarijní plán, 14 s

[8]

Vyhláška þ. 450/2005 Sb., o náležitostech nakládání se závadnými látkami a náležitostech havarijního plánu

[9]

BORYSOVÁ, M. Poruchovost mČstských þistíren odpadních vod. Brno, 2012. Diplomová práce. VUT v BrnČ, FAST. Vedoucí práce Ing. Petr Hluštík.

[10]

LÁTAL, M., HLAVÁý J. Realizace rekonstrukce úpravny vody E -

[11]

MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. ÚV C - provozní Ĝád pro trvalý provoz, 1997. 43 s

[12]

MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. ÚV D - provozní Ĝád pro trvalý provoz, 2002.

[13]

ADLER, P., KYNCL M. Vývojové trendy v modernizaci úpraven vody za posledních 20 let- odborný þlánek. 2012,SOVAK roþ. 2012, þ. 9.

[14]

TILLMAN, Glenn M. Water treatment: troubleshooting and problem solving. Chelsea, Mich.: Ann Arbor Press, c1996, 156 s. ISBN 15-750-4001-8.

[15]

VODÁRENSKÁ AKCIOVÁ SPOLEýNOST a.s., divize Jihlava ÚV B - provozní Ĝád pro trvalý provoz, 2005.

[16]

VODOVODY A KANALIZACE a.s. ÚV A – provozní Ĝád pro trvalý provoz, 2012.

[17]

VDOLEýEK, F.: Základy spolehlivosti, þást první – Spolehlivost logistických ĜetČzcĤ - Studijní opora VDOLEýEK, F.: Spolehlivost a technická diagnostika - Studijní opora. Brno: VUT v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2002. 49 s.

[18]

odborný þlánek

70



[19]

BARANOVÁ, Z. Separaþní technologie úpravy vody a jejich úþinnost: bakaláĜská práce. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta stavební, 2010. 58 s.

[20]

DOLEJŠ, P. Flotace rozpuštČným vzduchem (DAF) pro úpravu pitné vody a její první provozní realizace v ýR. Vodní hospodáĜství 4 [online], 2006, s. 99–102. Dostupné z: www.wet-team.cz.

[21]

KOPECKÝ, J. Návrh vhodného aktivního uhlí ve vodárenství. Dostupné z: www.jako.cz

[22]

HUBENÁ, R. Sledování koncentrací organických látek podél technologické linky úpravny vody ve Štítarech: diplomová práce. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta chemická, 2010. 65 s

[23]

www.disa.cz

[24]

www.vodarenska.cz

71



SEZNAM TABULEK Tabulka 5.1 Typické návrhové parametry flotace (DAF)[19] ................................................. 30 Tabulka 5.2 ProvoznČ technologické parametry otevĜených rychlofiltrĤ [3] .......................... 31 Tabulka 6.1 ýetnosti poruch na ÚV A ..................................................................................... 40 Tabulka 6.2 ýetnosti poruch na ÚV B ..................................................................................... 46 Tabulka 6.3 ýetnosti poruch na ÚV C ..................................................................................... 50 Tabulka 6.4 ýetnosti poruch na ÚV D ..................................................................................... 55

72



SEZNAM GRAFģ Graf 6.1 ýetnosti poruch na ÚV A ........................................................................................... 41 Graf 6.2 ýetnosti poruch na ÚV B ........................................................................................... 47 Graf 6.3 ýetnosti poruch na ÚV C ........................................................................................... 51 Graf 6.4 ýetnosti poruch na ÚV D ........................................................................................... 56 Graf 6.5 ýetnosti poruch chemického hospodáĜství ................................................................ 57 Graf 6.6 ýetnosti poruch na pĜívodu elektrického proudu ....................................................... 58 Graf 6.7 ýetnosti poruch na þerpadlech ................................................................................... 58 Graf 6.8 ýetnosti poruch na ozonizaci ..................................................................................... 59 Graf 6.9 Celkový poþet poruch na jednotlivých úpravnách za rok 2009 a 2010 ..................... 59

73



SEZNAM OBRÁZKģ Obr. 2.1 Charakteristický prĤbČh intenzity poruch - vanová kĜivka[18] ................................. 15 Obr. 2.2 PrĤbČh bezporuchového provozu u exponenciálního rozdČlení [18] ......................... 16 Obr. 5.1 Horizontální provzdušĖovací zaĜízení typu Bubla - ÚV G ........................................ 27 Obr. 5.2 Podélné obdélníkové usazovací nádrže; ÚV G, ÚV B .............................................. 28 Obr. 5.3 Schéma uspoĜádání zaĜízení flotace [20] ................................................................... 29 Obr. 5.4 Haly filtrĤ na ÚV E a ÚV D ...................................................................................... 32 Obr. 5.5 Ozonizaþní systém od firmy Disa [23] ...................................................................... 36 Obr. 6.1 Reakþní nádrž - ÚV A ................................................................................................ 38 Obr. 6.2 Pohled na ÚV B [24].................................................................................................. 42 Obr. 6.3 Technické schéma ÚV B po doplnČní technologie [24] ............................................ 44 Obr. 6.4 Úpravna vody C ......................................................................................................... 48 Obr. 6.5 Úpravna vody D ......................................................................................................... 52 Obr. 6.6 Kalolis - ÚV E............................................................................................................ 65 Obr. 6.7 Flotaþní nádrž - ÚV F [20] ......................................................................................... 66 Obr. 6.8 Hyperboloidní míchadla, pomalé míchání - ÚV G ................................................... 67

74



SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLģ ÚV… úpravna vody ýS … þerpací stanice VDJ … vodojem ýOV … þistírna odpadních vod DAF … dissolved air flotation PVC … Polyvinylchlorid GUA … granulované aktivní uhlí PUA … práškové aktivní uhlí O3 … ozón O2 … kyslík CO2 … oxid uhliþitý Fe … železo Fe2+ … dvojmocné železo Fe3+ … trojmocné železo NH4+ … amoniakální dusík disociovaný NaClO … chlornan sodný ClO2 … oxid chloriþitý KMnO4 … manganistan draselný Mn … mangan Mn2+ … dvojmocný manganistan CHSK … chemická spotĜeba kyslíku [kg/d] X … doba do poruchy [-] T … doba technického života objektu F(t) … pravdČpodobnost poruchy R(t) … pravdČpodobnost bezporuchového stavu Ȝ(t) … intenzita poruch Ts … stĜední doba bezporuchového provozu

75



SUMMARY Object of this thesis is the problems that occurred on the selected water treatment plants. The water treatments were visited and information was obtained from operators. The thesis is divided into two parts, a theoretical part (search) and a practical part. The theoretical part covers the basics of reliability theory, a brief list of legislation relating to water management, the most common type of fault that may occur at water treatment plants. There are also concisely described treatment technologies such as sedimentation, filtration, flotation, ozonation, etc. In the chapter "Operating Procedures and records" I write about the requirements of operational systems, operational logs, emergency plans, etc., which are necessary documentation of every water treatment plant. The practical part deals with the problems incurred on visited water treatment plants, ÚV A, ÚV B, ÚV C, ÚV D, these are treatments designed to power about 200-300 l/s. Information about the issue were obtained from the operational logs, operating systems, and oral interpretation of workers. Obtains materials were processed and subsequently from selection was done overview in the form of summary tables and graphs. Within the thesis has been visited also these treatments: ÚV G, ÚV F and ÚV E, these establishments do not record these problems, or I decided after considering that I do not include documents to work. The benefit of this thesis was to draw up a comprehensive overview of the most common disorders, which operators of water treatment plants met. The work includes a wide range of topics. Despite some information that is more targeted to the experts, the work is intended for the general public for its clarity and graphic design.

76

VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Recommend Documents