(Microsoft PowerPoint - 5 Dunajsk\341 strat\351gia 2016-Munka.pptx)

Prepis

1 Zlepšenie kvality nízkomineralizovaných vôd rekarbonizáciou Karol Munka, Anna Luptáková, Margita Slovinská, Stanislav Varga Medzinárodná konferencia Efektívne využívanie vodných zdrojov v podmienkach prebiehajúcej klimatickej zmeny (sucho a nedostatky vody) Stratégia EÚ pre Dunajský región Prioritná oblasť 4: Obnoviť a udržať kvalitu vôd Bratislava,

2 Rozdelenie vôd na základe celkovej mineralizácie 1.Vodysveľmimaloumineralizáciou do100mg.l -1 (veľmi málo mineralizované) 2.Vodysmaloumineralizáciou mg.l -1 (málo mineralizované) 3.Vodysostrednoumineralizáciou mg.l -1 (stredne mineralizované) 4.Vodysozvýšenoumineralizáciou mg.l -1 5.Vodysveľkoumineralizáciou nad1000mg.l -1 (vysoko alebo veľmi mineralizované)

3 Vlastnosti nízkomineralizovaných vôd z hľadiska zabezpečenia požadovanej kvality pitnej vody Agresivita vody:nízka mineralizácia, nízka tlmivá kapacita, obsah agresív. CO 2 Korózne procesy: zaradenie do II. a III. stupňa agresivity (stredne až silne agresívna voda) - II. stupeň: technicko-ekonomický rozbor -III. stupeň: nevyhnutnosť vykonania protikoróznych opatrení Vplyv na kvalitu vody pri distribúcii: - zvyšovanie koncentrácie Fe, zákalu a farby - vylúhovanie ťažkých kovov (Pb, Cd, Cu) Obmedzenie korózie - úprava vody: -rekarbonizácia: zvyšovanie obsahu Ca 2+, Mg 2+, HCO 3 - -odkysľovanie: znižovanie obsahu agresív. CO 2 - použitie potrubia z odolnejšieho materiálu (nerez, plasty) - účinná ochrana vnútorného povrchu potrubia (cementová výstelka)

4 Vplyv nízkomineralizovaných vôd na zdravie Kardiovaskulárne a mozgovocievne ochorenia Schroeder H.A. (1960) preukázal vzťah medzi úmrtnosťou na kardiovaskulárne ochorenia a tvrdosťou vody u mužov vo veku rokov v 163 najväčších mestách USA BírováA. (1985) okres Michalovce korelácia medzi tvrdosťou vody a výskytom mozgovocievnych ochorení RubenowitzE., AxelssonG., RylanderR. (1996)-ochranný účinok Mg vo vode proti úmrtnosti na kardiovaskulárne ochorenia má prahový účinok alebo sa uplatňuje až pri obsahu asi nad 8 mg/l Erb B.D. (1997)-o 19% nižšia úmrtnosť na kardiovaskulárne ochorenia v oblastiach s tvrdou vodou (161 mg CaCO 3 /l) oproti oblastiam s mäkkou vodou (39 mg CaCO 3 /l), štát Tennessee RubenowitzE., AxelssonG., RylanderR. (1999)-v oblastiach s vodou s obsahom Mg väčším ako 9,9 mg/l bola úmrtnosť nižšia o 30% ako v oblastiach s vodou s obsahom Mg nižším ako 3,4 mg/l YangCh. Y., ChiuH.F. (2002)-vápnik v pitnej vode je účinným ochranným faktorom, ktorý štatisticky významne znižuje riziko predčasného pôrodu a narodenie dieťaťa s veľmi nízkou pôrodnou hmotnosťou (Taiwan)

5 Využitie rekarbonizácie vody - aplikácia technológie pre úpravu vôd Ca 2+ <15 20 mg/l Mg 2+ <5 8 mg/l KNK 4,5 <0,5 0,6 mmol/l (<0,8 mmol/l) -zvýšenie obsahu biogénnych prvkov Ca 2+ >30 mg/l Mg 2+ >10 mg/l KNK 4,5 >1,0 1,2 mmol/l

6 Technológie rekarbonizácie vody Priama rekarbonizácia PVD + CO 2 MgO+ 2 CO 2 + H 2 O = Mg(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3 ) 2 vápno + CO 2 Ca(OH) CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 Nepriama rekarbonizácia CaCO 3 + H 2 SO 4 alebo HCl CaCO 3 + chlór CaCO 3 + koagulant CaSO 4 + NaHCO 3

7 Legislatívne požiadavky na obsah Ca a Mg v pitnej vode v SR NV SR č. 354/2006, ktorým sa ustanovujú požiadavky na vodu určenú na ľudskú spotrebu a kontrolu kvality vody určenej na ľudskú spotrebu v znení NVSRč.496/2010 Ca> 30 mg/l (OH) Mg = mg/l (OH); 125 mg/l (MH) Ca+ Mg = 1,1-5,0 mmol/l (OH)

8 STN (2002) Požiadavky na kvalitu vody dopravovanej potrubím Oceľové, liatinové a betónové potrubia Ca> 0,5 mmol/l KNK 4,5 >0,8mmol/l P(CaCO 3 )=0,05-0,10mmol/l c(agr.co 2 ) 5mg/l I S >0 Tlmivá kapacita vody > 0,1 mmol/l

9 Laboratórne skúšky rekarbonizácie vody na ÚV Hriňová Zameranie skúšok kvalita surovej a upravenej vody (nízkomineralizované vody) zaradenie rekarbonizácie v technologickej linke úpravy vody: - rekarbonizácia surovej vody - rekarbonizácia upravenej vody Projekt SK 0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody

10 ÚV Hriňová kvalita surovej a upravenej vody Dvojstupňová technológia úpravy vody Surová voda c(ca) 9,7 10,2 mg/l c(mg) 1,9 2,1 mg/l ph 6,55 7,35 KNK 4,5 0,37 0,40 mmol/l 0,05 mmol/l ZNK 8,3 P-CaCO 3 (-0,15;-0,14 mmol/l) c(agr. CO 2 ) 5,3 5,7 mg/l I S (-1,55;-1,45) Upravená voda 10,3 16,6 mg/l 1,9 2,1 mg/l 7,80 8,50 0,43 0,45 mmol/l < 0,01 mmol/l (-0,10; -0,08 mmol/l) 1,5 2,2 mg/l (-0,83; -0,55)

11 Overované technologické postupy rekarbonizácievody v ÚV Hriňová TechnologickýpostuppriamejrekarbonizácieCa(OH) 2 +CO 2 -rekarbonizáciasurovejvody:ca(oh) 2 +CO 2 -rekarbonizáciaupravenejvody:ca(oh) 2 +CO 2 Princíp úpravy vody - prípravy rekarbonizačného koncentrátu: -sýteniesurovejresp.upravenejvodyco 2 - pridávanie 2% vápenného mlieka - zmiešavanie rekarbonizačného koncentrátu so surovou vodou alebo upravenou vodou vo vhodnom pomere (dosiahnutieknk 4,5 1,0-1,2mmol/l;Ca>30mg/l)

12 Koagulačné skúšky so surovou a rekarboniz. surovou vodou KNK 4,5 (SV)= 0,40 mmol/l; KNK 4,5 (RSV)= 1,50 mmol/l Koagulač. D(Fe 3+ ) D[Ca(OH) 2 ] D(Škrob) Sediment. Filtrácia Filtrácia skúška [mg/l] [mg/l] [mg/l] c(fe) ph c(fe) [mg/l] [mg/l] K1 Surová voda K2 Rekarb. sur. voda K3 Rekarb. sur. voda K4 Rekarb. sur. voda K5 Rekarb. sur. voda K6 Rekarb. sur. voda 5,5 20,0 0,40 1,40 7,40 < 0,05 5,5 20,0 0,40 4,80 7,90 < 0,05 5,5-0,40 5,20 7,30 0,35 11,0 10,0 0,40 0,77 7,20 < 0,05 22,0 20,0 0,40 0,82 6,80 < 0,05 5, ,60 7,45 0,42

13 Rekarbonizácia surovej vody Tlm ivá kapacita [m m ol/l] Rekarbonizovaná surová voda: KNK 4,5 = 1,25 mmol/l Surová voda: KNK 4,5 = 0,40 mmol/l 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 Rekarbonizovaná surová voda Surová voda Doporuč. limit 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Hodnota ph H odnota ph 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 KNK 4,5 Surová voda = 0,40 mmol/l; Rekarbonizovaná surová voda = 1,25 mmol/l SV rekarboniz. SV optim. ph Dávka Fe 3+ [mg/l]

14 Rekarbonizácia upravenej vody 1,60 KNK4,5, Rekarb-UV Ca2+, Rekarb-UV KNK4,5, UV Ca2+, UV 60 Zmiešavací pomer 7:1 KNK 4,5 :0,50 1,25 mmol.l -1 Zmiešavací pomer 7:1 Vápnik: mg.l -1 1,40 1,20 50 Zmiešavací pomer 10:1 KNK 4,5 :0,50 1,00 mmol.l -1 Zmiešavací pomer 10:1 Vápnik: mg.l -1 Vápnik: 15 mg.l -1 K N K 4, 5 [m m o l /l ] 1,00 0,80 0,60 0, C a 2 + [m g / l] KNK 4,5 : 0,50 mmol.l -1 0, , Zmiešavací pomer upravenej vody s rekarbonizačným koncentrátom

15 Rekarbonizácia upravenej vody Rekarb-UV-P(CaCO3) UV-P(CaCO3) P(CaCO3)-dolný limit P(CaCO3)-horný limit Rekarb-UV-KNK4,5 0,50 1,60 0,40 1,40 P resýten ie vo d y C ac O 3 [m m o l/l] 0,30 0,20 0,60 Odporúčané rozmedzie 0,10 presýtenia vody CaCO 3 Zmiešavací pomer 15:1 P(CaCO 3 ): 0,05 0,10 mmol.l -1 P(CaCO 0,40 3 ):-0,02 0,08 mmol.l -1 1,20 1,00 0,80 K N K 4,5 [m m o l/l] Zmiešavací pomer 10:1 P(CaCO 3 ): -0,02 0,14 mmol.l -1 0, ,20-0,10 Zmiešavací pomer upravenej vody s rekarbonizačným koncentrátom 0,00

16 Odporúčania pre úpravu vody rekarbonizáciou v ÚV Hriňová RekarbonizáciaupravenejvodyCa(OH) 2 aco 2 dosiahnutie požadovanej KNK 4,5 (1,0-1,2 mmol/l) za súčasného zvýšenia presýtenia vodycaco 3 (0,05-0,10mmol.l -1 )azvýšeniakoncentráciecanad30mg.l -1 výrazné eliminovanie agresívnych vlastností vody (prekategorizovanie z II.-III. stupňa agresivity na I.-II. stupeň) obmedzenie prejavov korózie a s tým súvisiacich problémov so zhoršenou kvalitou vody najmä v senzorických vlastnostiach(fe, zákal, farba) pozitívny účinok rekarbonizovanej vody na zdravotný stav zásobovaných obyvateľov zvýšenie obsahu biogénnych prvkov na zvýšenie obsahu Mg v upravenej vode je potrebné doplnenie technológie rekarbonizácie:pvdaco 2 v súčasnosti sa v ÚV Hriňová privádza CO 2 do surovej vody a hydrát vápenatý sa dávkuje do odtoku z usadzovacích nádrží

17 Ďakujem Vám za pozornosť