Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Dobře fungující veřejná síť pro zásobování pitnou vodou je životně důležitá. Původ a kvalita surové vody používané při úpravě pitné vody se v různých částech světa liší. Nezávisle na tom je od všech vodáren požadováno udržení prvotřídní kvality a stále efektivnější provoz.
Pro dodavatele pitné vody to znamená optimalizovat technologické procesy, používat standardizované postupy analýzy v souladu s požadavky nejnovějších směrnic pro pitnou vodu a snižovat náklady pomocí strategie preventivní údržby a zvýšené provozní bezpečnosti.
Voda není všude stejná
Obsah znečišťujících látek v surové vodě se mění podle odběrového místa. Spodní voda má obvykle dobrou kvalitu, protože přírodní sedimentační filtrace nežádoucí látky zadržuje. Avšak i ta musí být kontrolována a upravována, aby mohla být dodána odběratelům v kvalitě vyhovující normě.
Použití povrchových vod vyžaduje vícestupňovou úpravnu vody. Ve všech odběrných místech je nezbytné dodržovat bezpečnostní opatření k zajištění jejich včasného odstavení při výskytu znečištění.
Spodní voda
Provoz studní vyžaduje měření výšky hladiny, tlaku a průtoku. K měření výšky hladiny ve studnách se do vodicích trubek velmi malých průměrů instalují hydrostatické lanové sondy. Pro tuto úlohu je velmi vhodný hydrostatický snímač polohy hladiny Waterpilot FMX 167 od společnosti Endress+Hauser (obr. 1).
Hydrostatické měření výšky hladiny v kombinaci s měřením průtoku a tlaku se používá ke stanovení výkonu čerpadla. Pro registraci požadovaných parametrů a provádění výpočtů je vhodný např. vícekanálový bezpapírový zapisovač Ecograph T (obr. 2) vybavený datovým záznamníkem, matematickými funkcemi a opatřený robustním pouzdrem.
Tam, kde hrozí nebezpečí vniknutí znečišťujících látek do zdroje vody, je podstatná kontrola její kvality. Vhodnou metodou je měření zákalu. V případě přívalových dešťů se doporučuje uzavřít studnu, jakmile zákal dosáhne hodnoty 0,3 NTU. Tím se vyloučí nadměrné náklady na úpravu vody z důvodu znečištění surové vody. Důležitým parametrem monitorování kvality vody ve studnách je rovněž obsah dusičnanů, zvláště jestliže se studna nachází v blízkosti oblasti s intenzivní zemědělskou činností.
Společnost Endress+Hauser nabízí kompletní řadu přístrojů pro analýzu vody. Speciálně pro použití ve zdrojích vody byly vyvinuty sondy k měření obsahu dusičnanů a organické zátěže, které využívají absorpci UV záření.
Povrchová voda
Kvalita surové vody z vodních nádrží a toků se podstatně liší podle klimatu, ročního období a jiných faktorů životního prostředí, jako jsou zemědělské využití krajiny, průmyslová činnost a vliv osídlení. Pro obsluhu odběrového místa je kromě zajištění množství vody naprosto nezbytná kontrola alespoň několika základních parametrů kvality vody.
Standardní parametry jsou měření zákalu, pH a teploty. Pomocí nich se ověřuje vhodnost odběrových míst povrchové vody, aby byla úpravna chráněna před velkým znečištěním, které by znamenalo enormní náklady na úpravu vody. Často měřenými parametry jsou rovněž vodivost a obsah kyslíku. Rostoucí vodivost vede k včasnému rozpoznání přítoku problémové, potenciálně znečištěné vody, zatímco snížený obsah kyslíku je včasným indikátorem zvýšeného obsahu mikroorganismů. Všechny tyto prametry lze měřit snímači ze sortimentu společnosti Endress+Hauser.
Úprava vody
Surová voda je pokaždé jiná – a proto musí být také pokaždé jiný proces její úpravy na vodu pitnou. Vždy zahrnuje odstranění bakterií, virů a parazitů a také separaci dusičnanů, pesticidů, herbicidů a dalších antropogenních látek, které jsou v pitné vodě nežádoucí.
Flokulace, sedimentace a filtrace
Flokulace se používá k vytvoření odlučitelných částic přidáním flokulačního činidla. Flokulační činidla jsou dávkována podle objemu a zákalu na vstupu a zákalu na výstupu z flokulačního filtru.
Senzor zákalu CUS 31 v kombinaci s převodníkem Liquisys M zajišťuje spolehlivé měření, které není citlivé na rušivý vliv ulpívajících bublin plynů. Jsou-li pevné částice odlučovány pomocí flokulační filtrace, filtr musí být pravidelně proplachován. Signál k propláchnutí se určuje na základě vyhodnocení výšky hladiny a rozdílu tlaků před filtrem a za ním. Pro otevřené filtry dodává Endress+Hauser různé měřicí systémy pro měření polohy hladiny – zpravidla na principu bezkontaktního ultrazvukového měření.
Prosonic M FMU 40 (obr. 3) je oblíbený ultrazvukový hladinoměr v kompaktním provedení, finančně nenáročný a spolehlivý díky dokonalému vyhodnocení signálu s využitím funkce obalové křivky.
Kromě toho Endress+Hauser nabízí převodníky tlaku a rozdílu tlaků pro měření výšky hladiny a sledování zanesení filtru.
Velmi důležitý krok v procesu flokulace je zpětné proplachování filtru. Je třeba správně stanovit nejen čas proplachování, ale i jeho dobu, a ještě důležitější než doba proplachování je rychlost protlačování vzduchu a vody filtrem. Pro měření množství vody lze doporučit např. elektromagnetický průtokoměr Promag 50W. Také pro měření množství vzduchu má společnost Endress+Hauser k dispozici mnoho různých průtokoměrů: kromě tradičních clonových průtokoměrů jsou to rovněž vírové a termické průtokoměry. Pro stanovení správného okamžiku ukončení zpětného proplachování lze použít zákaloměr instalovaný v okruhu vody pro zpětné proplachování.
Dezinfekce
Dezinfekce likviduje patogenní mikroorganismy a zabraňuje následné kontaminaci vody v distribuční síti. Protože většina procesů používaných k dezinfekci má oxidační schopnost, vícestupňová dezinfekce pomáhá také při eliminaci železa, hořčíku a jiných kovů.
Nejrozšířenější dezinfekční prostředek je chlor. Podle místní dostupnosti a předpisů se používá plynný chlor nebo chlornan. V úpravnách vody jsou také používány oxid chloričitý, ozon a UV záření. Zatímco oxid chloričitý zajišťuje dlouhodobou ochranu v distribuční síti, ozon a UV záření vyžadují přídavek chloru. Efektivitu těchto procesů určují jejich potřeba, doba kontaktu a dávka. To znamená, že je třeba měřit průtok a kvalitu vody na vstupu, množství chemikálie a její koncentraci. Často jsou při tom používány elektromagnetické nebo ultrazvukové průtokoměry Endress+Hauser.
V úpravnách pitné vody se využívá také měření průtoku z vnější strany potrubí. Firma Endress+Hauser je aktivní i v této oblasti. Nový Prosonic Flow 91W s vylepšeným rozpoznáváním a vyhodnocováním signálu umožňuje použít tuto metodu i na trubkách se sklolaminátovou stěnou.
Hmotnostní průtokoměr Proline Promass lze použít pro plyn a kapaliny při velké přesnosti měření průtoku a hustoty, což zajišťuje správné dávkování chemikálií. Řada analyzátorů Endress+Hauser poskytuje informace o kvalitě vody, díky nimž je dezinfekce efektivní. Při dezinfekci se uplatňuje měření obsahu rozpuštěných organických látek, zákalu, koncentrace volného chloru, celkové koncentrace chloru, koncentrace oxidu chloričitého, pH a oxidačně-redukčního potenciálu.
Finální úprava, skladování a distribuce vody
K vyrovnání kolísání spotřeby, k udržení správného rozsahu tlaku a k udržování zásoby vody např. pro případ rozsáhlého požáru jsou obvykle využívány výškové vodojemy, umístěné na vhodných místech v distribuční síti. Obsluhu velkých vodojemů kromě měření a regulace hladiny vody usnadňuje také měření průtoku. V distribuční síti mají rozhodující význam měření průtoku (detekce úniků) a měření tlaku.
Finální úprava vody v odvápňovacím stupni
Větší koncentrace iontů vápníku a hořčíku, které způsobují tvrdost vody, nepředstavuje žádné nebezpečí pro zdraví konzumentů, ale poškozuje některé spotřebiče – domácí ohřívače vody, pračky apod. Existuje mnoho různých odvápňovacích procesů, jejichž použití závisí na specifických vlastnostech upravované vody.
Dekarbonizace odstraňuje z vody hydrogenuhličitanové ionty a současně upravuje její tvrdost. V rychlých dekarbonizačních procesech se používají reaktory s plovoucím ložem z křemenného písku. Voda je přiváděna do reaktoru spolu s vápenným mlékem. Přídavkem vápenného mléka jsou hydrogenuhličitanové ionty neutralizovány a vysráží se nerozpustný uhličitan vápenatý. Vysrážení uhličitanu vápenatého je registrováno zvýšením plovoucího lože, které je způsobeno rostoucí zátěží pevných částic v reaktoru. Pro stanovení okamžiku, kdy se mají pevné částice odstranit, je určeno ultrazvukové měření výšky kalu.
Skladování a distribuce
Pro zajištění spolehlivé ochrany pitné vody a její kvality musí vodárenské věže a rezervoáry splňovat mnoho požadavků. Jde často o bezobslužné technologické celky a údaje o změně výšky hladiny, tlaku, průtoku a kvality vody je třeba přenášet dálkově do centrálního dispečinku.
V distribuční síti vody je primárně požadováno měření tlaku a průtoku. Tato měření jsou nezbytná pro účtování, detekci úniků a monitorování tlakové ztráty v potrubí. V rozsáhlých distribučních sítích může být požadováno opakované chlorování buď v pomocných skladovacích nádržích nebo v tlakových stanicích.
K měření průtoku v obchodním styku se používají elektromagnetické průtokoměry a konvenční vodoměry. Endress+Hauser nabízí Promag 50W s typovou zkouškou pro obchodní měření, který lze buď ověřit na místě, nebo je dodán již zkalibrovaný v kalibračním středisku společnosti Endress+Hauser a zákazník jej obdrží zaplombovaný a s potřebným certifikátem.
Cyklus kontroly kvality lze v distribuční síti opakovat snímačem Liquisys M CLM 253 a senzorem pro měření celkové koncentrace chloru CCS120 nebo senzorem koncentrace volného chloru CCS142D s převodníkem Liquiline CM442. K monitorování sítě z hlediska kolísání tlaku nabízí Endress+Hauser např. snímače tlaku Cerabar.
Připojení na provozní sběrnici
Společnost Endress+Hauser nabízí k většině snímačů možnost připojení na nejvýznamnější provozní sběrnice. Nejen to, společnost se sama aktivně podílí na vývoji v této oblasti techniky. Sběrnice totiž poskytuje mnohem více než jen přístup k datům z provozního přístroje. Je prostředkem k získání dalších informací, které lze využít k optimalizaci provozu technologických celků, diagnostiky a řízení údržby. Společnost Endress+Hauser podporuje také nový standardní nástroj pro správu instalovaných přístrojů FDT (Field Device Tool). Nabízí komplexní inženýrské služby pro integraci provozních přístrojů do všech příslušných řídicích a manažerských systémů ve zpracovatelském průmyslu.
Obr. 1. Hydrostatický snímač výšky hladiny Waterpilot FMX 167
Obr. 2. Bezpapírový zapisovač Ecograph T
Obr. 3. Ultrazvukový hladinoměr Prosonic M FMU 40
Obr. 4 Coriolisův hmotnostní průtokoměr Proline Promass