Zkušenosti projektanta ze zprovozňování rekonstrukce prameniště a úpravny vody Rožnov pod Radhoštěm Ing. Josef Pilař Voding Hranice, spol.s r.o.
[email protected]
______________________________________________________________________ Historie prameniště Rožnov pod Radhoštěm od začátku 50tých let minulého století s největším rozvojem a odběry vody v 70tých a 80tých letech minulého století s rekonstrukcí prameniště a úpravny vody v minulém roce byly detailně popsány a vysvětleny v příspěvku investora a provozovatele VaK Vsetín a.s. Prameniště Rožnov pod Radhoštěm s úpravnou vody tvoří nezastupitelný zdroj vody pro část města Rožnov pod Radhoštěm a blízké okolí. Původní odběr podzemní vody z důvodů nárůstu potřeb v 70. a 80tých letech minulého století byl postupně doplňován umělou infiltrací vsakovacími příkopy a rybníky. Kvalita vody byla negativně ovlivňována řekou Bečvou. Záměr rekonstrukce prameniště s úpravnou vody byl připraven provozovatelem a projektantem se stanovením základních cílů. 1 - Návrat k využívání odběrů pouze podzemní vody se zrušením a rekultivací objektů umělé infiltrace. Využívání podzemní vody řešit dle závěrů hydrogeologického průzkumu RNDr. Dubánka. 2 - Nahradit stávající systém studní novými jímacími zářezy s předpokládaným odběrem 35 l.s-1 a z původního jímání využívat pouze studny HV 10, 11, 13, 14 s odběrem 15 l.s-1. 3 - Využít původní historický objekt úpravny vody, který byl využíván částečně a uvolnit objekt čerpací stanice vybudované v 80tých letech minulého století v době maximálních odběrů. 4 - Rekonstrukci technologie řešit tak, aby bylo možno reagovat na zhoršení kvality podzemní vody vlivem povodní tak, jak se projevilo v roce 1997. 5 - Prameniště a úpravnu vody řešit s maximální možnou automatizací. Navržené řešení prameniště a úpravny vody Návrh rekonstrukce vycházel z dlouhodobých zkušeností provozovatele s provozem prameniště i úpravny vody. Pro odběr podzemní vody byly nově navrženy jímací zářezy severní v délce 112,5 m a jižní v délce 121,5 m uložených v hloubce 5 m s centrální sběrnou studnou. Předpokládaný možný odběr vody z jímacích zářezů 35 l.s-1 se po realizaci potvrdil. Stávající studny HV 10, 11, 13, 14 byly rekonstruovány s osazením ponorných čerpadel, náhradou násoskových řadů výtlačnými řady. Ze stávajících studní je možno odebírat celkem 15 l.s-1. V prameništi byly navrženy velké terénní úpravy sestávající ze zrušení přívodních a odpadních kanálů umělé infiltrace a převážné části infiltračních rybníků. Technologie úpravy vody byla navržena pro stávající kvalitu surové podzemní vody a možné negativní ovlivnění řadou vlivů, které byly v minulosti sledovány. Jedná se zejména o ovlivnění řekou Bečvou v době povodňových stavů. Úpravna vody je navržena na výkon 35 l.s-1 s možným přetížením až na 50 l.s-1.
119
Navržená úprava vody sestává z pískové filtrace s možností dávkování PAC, filtrace s náplní GAU, odkyselování a alkalizací na filtrech s náplní polovypáleného dolomitu PVD. Hygienické zabezpečení upravené vody je řešeno ÚV zářičem a dávkováním malých dávek chlordioxidu. Písková filtrace s použitím filtrů s kontinuálním praním a možným dávkováním pomocného koagulantu je navržena z důvodů možných zákalů při vyšších stavech vody v řece Bečvě. Filtrace nebude sloužit pro odželezení a odmanganování, protože obsah železa a manganu v surové vodě je v normě. Filtrace s náplní GAU je navržena po zlepšení kvality vody z hlediska senzorických vlastností, ale bude sloužit také jako pohotovostní pojistka pro případ zhoršení kvality vody. Filtrace s náplní PVD je navržena pro odkyselování a alkalizaci vody. Voda ukazuje nízkou alkalitu (kolem 1 mmol/l H+) a nízkou hodnotu pH (pod 7). Navíc se voda obohatí vedle Ca hlavně o Mg, který se ve vodě vyskytuje pod požadovanou minimální koncentraci 10 mg/l. Návrh technologie byl přizpůsoben stávajícímu objektu úpravny vody. Právě tři samostatné filtrace osazené gravitačně za sebou se staly součástí problémů při zprovozňování úpravny vody. Písková filtrace, filtrace s náplní GAU, PVD Z jedné filtrace ve stávající hale úpravny vody se světlou výškou od dna původní filtrace po podhled stropu 535 cm jsou umístěny tři za sebou gravitačně řazené filtrace. Návrh výškového uspořádání vycházel z detailních výpočtů ztrát trubních rozvodů a předpokládaných odporů náplní z písku, GAU, PVD. Písková filtrace je navržena jako dvě jednotky filtrů s kontinuálním praním o ploše 2x 4,7 m2. Filtry s kontinuálním praním jsou situovány v místě původních separačních nádrží. Filtry bylo nutno výškově umístit tak, aby byla zachována podchodná výška obslužné rampy. Přelivná hrana je navržena 230 cm pod podhled stropní konstrukce. Filtry s náplní GAU a náplní PVD využívají stávající čtyři železobetonové nádrže o ploše každé 8,66 m2 s využitelnou výškou 300 cm. Filtrace s náplní GAU je situována do dvou nádrží a filtrace s náplní PVD dvou protilehlých nádrží. Základní výškové schema dané možností umístění filtrací je navrženo tak, že mezi přelivnou hranou pískových filtrů a hranou žlabu filtrů s náplní GAU je 35 cm. Mezi přelivnou hranou žlabů filtrů s náplní GAU a žlabu filtrů s náplní PVD je navrženo 60 cm. Za filtrací je instalován na stojato zářič ÚV s nutným zavodněním trubic vytvořením přelivné hrany 40 cm pod přelivnou hranou filtrů PVD. Hladina akumulace čisté vody je 2,5 m pod přelivnou hranou za ÚV zářičem. Vzhledem ke stropní konstrukci, možným umístěním ÚV zářiče nebylo možno výšku od ÚV zářiče k akumulaci čisté vody prospěšně využít pro dopravu vody. V návrhu, který byl proveden na 35 l.s-1 s možným přetížením až na 50 l.s-1 jsme považovali z hlediska gravitační dopravy vody za rizikový prostor od pískové filtrace k ÚV zářiči. V průběhu projekčních prací jsme změnili průtok na filtry s náplní PVD na průtok směrem odspodu nahoru. Změna průtoku byla navržena s cílem minimalizovat zanášení scezovacích hlavic při alkalizaci. Tato změna co do odporů přemístila odpor náplně PVD nad filtr. Mezi hranou filtrů s náplní GAU a hranou filtrů s náplní PVD se projevuje ztráta na obou náplních.
120
Zprovozňování prameniště a úpravny vody Rekonstrukce prameniště a úpravny vody probíhala v období jednoho roku za nepřerušeného provozu prameniště jako nezastupitelného zdroje pitné vody pro část města Rožnov pod Radhoštěm. Dobrá spolupráce všech partnerů výstavby zajistila rychlý průběh rekonstrukce bez větších problémů. Po dobu výstavby se dařilo provozovateli zásobovat obyvatele pitnou vodou i za cenu provizorních opatření. Před zahájením komplexních zkoušek po odzkoušení funkcí všech zařízení ÚV zjistil dodavatel technologie problém s dosažením projektovaného výkonu úpravny vody. Nebylo možno dosáhnout plánovaných parametrů 35 – 50 l.s-1 průtoku úpravnou. Při vyšších výkonech byl patrný nárůst hladiny na filtrech s náplní GAU a následně přetok vody do přelivu. Projektant byl vyzván k okamžitému řešení problému. Je nutno konstatovat dobrou spolupráci všech partnerů a zájem nalézt společné řešení. Postupně byly prověřeny funkce úpravny vody od gravitačního průtoku filtracemi, funkce praní filtrů po prověření spolehlivosti měření průtoku. Znovu byly výpočtem prověřeny tlakové ztráty na průtoku filtracemi. Na základě řady činností byly zjištěny tyto poznatky : 1 - Problémy s protažením kapacitních množství vody jsou v prostoru filtrů s náplní GAU, filtrů s náplní PVD po zářič ÚV. 2 - Po obtoku filtrace PVD se ukázalo, že filtrací s náplní GAU lze kapacitní množství vody provést. 3 - Při praní filtrace s náplní PVD se projevily problémy s dosažením kapacity prací vody. Byl zřejmý odpor náplně různý u každé filtrační jednotky. Prací voda byla čistá s ojedinělými vločkami nebo chomáči železité barvy. 4 - Výpočet tlakových ztrát potvrdil možnost převedení navrhovaných množství vody, ale bez velkých rezerv. Jako jediná možnost se ukázalo prověření stavu náplně a filtračních hlavic. U jednoho filtru s náplní PVD byla provedena sonda s demontáží několika hlavic. Stav filtrační náplně byl dobrý s drobným železitým znečištěním. Hlavice byly ale ucpány železitým slizem. Problém jsme identifikovali jako možné znečištění surové vody železitými bakteriemi přesto, že po celou dobu provozování prameniště obdobné problémy nebyly. Naše podezření bylo potvrzeno rozbory provedenými Dr. L. Landsmannovou z VaK Přerov. O návrh řešení jsme požádali paní Prof. RNDr. Alenu Sládečkovou, CSc. Rozbory provedené Prof. Alenou Sládečkovou potvrdily předchozí rozbory. V provedených stěrech byly zjištěny železité bakterie Leptothrix ochracea, Siderocapsa monoica a Crenothrix polyspora, která se velmi rychle množí a způsobuje zarůstání vodárenských zařízení. Tyto bakterie potřebují pro svůj růst a rozmnožování ve stojaté vodě desítky mg.l-1 rozpuštěného Fe. V proudící vodě postačují desetiny mg.l-1 Fe. V surové vodě dle rozborů jsou pouze nepatrné koncentrace Fe. Jako možné řešení problému bylo navrženo kompletní mechanické vyčištění s následnou desinfekcí. Byla provedena likvidace bakterií přímo ve zdroji řadou proplachů jímacích zářezů kanalizačním vozem. Jedenkrát za čtrnáct dní provozovatel provádí desinfekci chlordioxidem přímo do revizních šachet jímacího zářezu. Byl proveden desinfekční proplach všech trubních rozvodů ÚV. Bylo nutno ručně vytěžit filtrační náplň PVD, demontovat a vyčistit filtrační hlavice. Bylo provedeno odzkoušení průtoku úpravnou bez náplně PVD pouze přes filtrační hlavice. Bylo zjištěno zlepšení průtoku, ale potřebných kapacit nebylo stále dosaženo. Dalším pátráním a prověřováním bylo zjištěno, že v rámci dodávky drenážních rozvodů ve filtrech byly nainstalovány na přívodech vody sítka nad rámec projektu. Sítka byla zanesena železitými bakteriemi a bylo je nutno demontovat.
121
Teprve po těchto úpravách bylo dosaženo plánovaných kapacit průtoku vody úpravnou. Úpravna vody je v současné době ve zkušebním provozu, výsledky provozu jsou průběžně sledovány a vyhodnocovány. Období tří týdnů hledání příčin a řešení problémů při nutném nepřerušeném zásobování pitnou vodou vyžadovalo od všech partnerů stálou spolupráci a velké úsilí. Závěr, doporučení Na základě našich zkušeností se zprovozňováním prameniště a úpravny vody v Rožnově pod Radhoštěm můžeme doporučit : - Každý zásah do prameniště i přes řadu zkušeností s dlouholetým provozem je nutno odzkoušet čerpací zkouškou s rozbory vody včetně rozborů na přítomnost bakterií. - Návrh vkládání dalších stupňů úpravy mezi stávající stupně při rekonstrukci ÚV nutno podložit detailním hydraulickým výpočtem a zkušeností. Problém přesného výpočtu je v místních ztrátách. Minimum údajů v literatuře je o odporech různých filtračních náplní. - Prověření původních výpočtů nám umožnilo stanovit, že problém může být jinde než v předpokládaných odporech. - Jednotlivé stupně úpravy nebo filtrace obtokovat pro možné odstavení a odzkoušení funkce. - Odzkoušet odpory na jednotlivých filtracích bez náplní. Je možno obdobný problém řešit bez náročného zásahu do filtračních náplní. Jako doplňující problém při zprovozňování rekonstrukce prameniště a ÚV jsme řešili účinnost PVD pro odkyselení a alkalizaci vody. Před vlastním návrhem jsme provedli odzkoušení PVD ze Slovenska. Vzorek ukázal účinnost a PVD bylo v návrhu použito. Při zprovozňování ÚV jsme zjistili malou účinnost PVD. Předpokládáme nekvalitní zpracování dodaného PVD. Byl odzkoušen finančně nákladnější prostředek Semidol s výrazně lepšími účinky. Odkyselení a alkalizace filtrací s náplní PVD byla navržena pro zajištění maximální možné automatizace provozu. V našem příspěvku jsem si dovolil ukázat jaká řada drobností může negativně ovlivnit zprovozňování díla i když návrh a veškeré dodávky technologické a stavební části byly provedeny správně. Použité podklady : Zpráva o výsledcích mikroskopických rozborů vzorků z ÚV Rožnov pod Radhoštěm zpracovaná Prof. RNDr. Alenou Sládečkovou, CSc.
122
123
