Ve svém příspěvku se zaměřují na možnosti zlepšení kvality vody při její distribuci v rozvodné vodovodní síti. V našich úpravnách vody vyrábíme vysoce kvalitní vodu, kterou i dopravujeme na dlouhé vzdálenosti a nejslabším místem, co se týká kvality vody, je její rozvod. Na začátku příspěvku se zabývám pohledem na to, jak je chápána kvalita vody v podání nápojového průmyslu, pokusil jsem se sestavit žebříček kvality vody obecně a zjistil, jak se projevuje v případě vodovodů. Dále se zabývám možnostmi jak zlepšit kvalitu vody při její distribuci. Je to možné změnou okruhové sítě na větvenou, upravením struktury sítě tak, aby voda tekla jedním směrem a vytvořením okrsků. Další možností ke zlepšení kvality vody je pravidelné proplachování vodovodní rozvodné sítě, vyšší stabilita upravené vody a lepší dezinfekce vody...

Jaké jsou možnosti zlepšit kvalitu vody při její distribuci?

Ing. Lubomír Macek, CSc., MBA Aquion, s.r.o., konference: Voda Zlín 2018

Jaký je pohled na kvalitu vody?

Při průzkumu názorů na kvalitu vody na Internetu jsem narazil na velké množství pitné vody v lahvích. Návrhář Fernando Altamirano navrhl láhev na vodu, která je naplněna směsí artézské hlubinné vody z Fiji a vody z ledovce z Islandu. - Aqua di Cristallo „Tribute to Modigliani“. Lahve jsou vyráběny pozlacené, pozlacené matné, postříbřené, postříbřené matné, z křišťálového skla a v různých dalších variantách. Nejvyšší cena za lahev s pitnou vodou Aqua di Cristallo „Tribute to Modigliani“ je možné zaplatit za provedení v ryzí zlatě a to 65 000 USD. Láhev z modrého krystalického skla je k dostání za 3 500 USD (viz obr. 1).

Obr. 1 Aqua di Cristallo „Tribute to Modigliani“ (luxurylaunches.cz, 180102)

Obr. 2 Voda Fillico (www.fillico.com)

Další voda Fillico representuje značku vysoce kvalitní přírodní minerální vody, jež je vytvořena za pomoci dokonalé japonské řemeslné zručnosti pro hosty z celého světa. Návrh lahve je inspirován tvarem kamenných staveb za sucha kladených z italského města Alberobello, součástí světového kulturního dědictví a současně štíhlou a elegantní siluetou ženy. Složitý tvar lahve Fillico znamená příslib lásky, oddanosti a představuje nejlepší dárek pro vaše milované. Lahev je zdobena krystaly Swarovski. Název Fillico kombinuje tři italská slova: Acromatico (průzračnost), Filo (sympatie) a Ricco (bohatství).

Voda Fillico pochází z Kobe, Japonsko. Jedná se o vysoce kvalitní přírodní vodu s vysokou kvalitou a s jemnou a osvěžující chutí. Kobe se nachází téměř v centru Japonska, poblíž Osaky. Místo, kde se lahve plní vodou se jmenuje Nunobiki. V Japonsku je tato voda používaná pro výrobu saké ve známém centru Nada. Voda pochází z pohoří Rokko, prochází žulovým masivem, kde se po dlouhou dobu rozpouštějí do vody minerální látky a voda absorbuje kyslík z čistého vzduchu po své cestě, až se z ní stane voda měkká, příjemná k pití (volná citace marketingových materiálů).

V prezentaci uvádím žebříček balených vod s nejvyšší cenou. Při průzkumu jsem zjistil, že výrobci významných a kvalitních přírodních minerálních lahvových vod jsou uvedeny na portálu FineWaters (finewaters.com), z českých firem tam nemáme žádného zástupce. Při dalším prohledávání webu jsem jednoho zástupce našel a to Bílinskou kyselku.

Na portále Fine Waters je možné vodu dělit podle zdroje – pramenitou, ze studně, artézskou, dešťovou, což jsou běžné zdroje vody i u nás a dále pak na vodu z horských ledovců (glacier), plovoucích ledovců (iceberg) a hlubokomořskou vodu (deep sea). Pokusil jsem se vznést dotaz na Quora, ale dostal jsem jen odpovědi na otázky typu nejdražší voda, na otázku nejlepší voda pro pití jsem dostal dvě odpovědi: jakákoliv voda a voda co nejvíce přírodní.

Jaké jsou úrovně kvality pitné vody?

Přehled balených vod a jejich cen mně inspiroval k vytvoření žebříčku kvality vody, viz. tab. 1. Tento žebříček vychází z toho, že pokud je vody na pití nedostatek, je dobrá jakákoliv voda a se zvyšujícím se dostatkem vody stoupají naše nároky na vodu.

Tab. 1 Žebříček kvality pitné vody

Přírodní voda vysokého stáří, která nepřišla do styku s antropogenním znečištěním,

1        neupravovaná

2      Přírodní voda nízkého stáří, neupravovaná

3a Voda upravovaná - přírodě blízké postupy, materiály a chemikálie

3b  Voda upravovaná - umělé technologie, materiály a chemikálie

4        Voda recyklovaná

5        Jakákoliv voda

Pozn. Žebříček by šlo dále rozčlenit na upravovanou vodu podzemní a povrchovou

V nedávné době jste mohli zachytit docela bouřlivou diskuzi o „Raw water“, surové vodě k pití, zda je vůbec vhodná ke konzumaci apod. V podstatě se ale jedná o využití vod z bodu 1 a 2 tab. 1, která vyhovuje svou kvalitou požadavkům na vodu pitnou.

Čím lepší pitná voda, tím méně přijde do kontaktu s umělým znečištěním životního prostředí a umělými materiály. K tomuto žebříčku mně inspiroval popis různých úrovní léčebné péče od Clemense Kubyho, kde odzdola nahoru se jedná o mechanickou – chirurgickou léčbu a přes farmaceutickou a homeopatickou se dostává až k pouhému přenosu informace a vytvoření informace k sebeléčení.

To může mít přesah i do rozvodu vody – materiály, které jsou blíže přírodě, budou zřejmě mít na vodu lepší vliv, než materiály umělé a znamená to také, že personál zajišťující provoz vodovodní sítě by měl být striktně oddělen od těch, kteří zajišťují provoz kanalizační sítě a ČOV atd.

Možnosti zlepšení kvality vody během jejího rozvodu

Ke zlepšení kvality vody během její distribuce může přispět několik technických, resp. technicko - organizačních opatření. Prvním důležitým faktorem je kvalita vody, vstupující do rozvodné sítě, tato voda by měla být co možná nejstabilnější.

Zjedosměrnění průtoků a snížení doby zdržení

Jedním z mýtů, které stále přežívají, je, že díky zokruhování rozvodné sítě dojde ke zlepšení její kvality. Opak je pravdou. Zokruhování vodovodní sítě slouží ke zvýšení její hydraulické kapacity a ke snížení kolísání tlaku, pokud je síť přetěžována nadměrnými odběry. Zokruhování vodovodní sítě může způsobit vznik mrtvých, byť zokruhovaných, úseků potrubí, odkud vod neodtéká. To zvyšuje její stáří a snižuje kvalitu vody. A v případě, že dojde k náhlé změně ve směru proudění vody, což může být například větší odběry po zimním období nebo sezónní odběry, může dojít k vyplavení této staré vody k odběratelům.

Další možností, jak můžeme vylepšit kvalitu vody, a což je běžně známá věc, je zamezit nadměrným změnám směru proudění. V okruhové síti je to obtížné a mohou se vyskytovat úseky potrubí, kde tyto změny směru přispívají k prodloužení doby zdržení vody v síti a tím může docházet ke snižování její kvality.

Další možností, byť složitou, je zamezit náhlým změnám směru proudění, např. V případě sezónních odběrů. To může mít za následek zvednutí sedimentů v potrubí, což ovlivní vnímání kvality vody u koncových odběratelů.

Ideálním způsobem, jak zamezit změnám směru proudění v rozvodné síti je, pokud je vodovodní síť dostatečně kapacitní, využít existující uzávěry k rozdělení zvláště slepých konců zokruhované sítě. To přispěje k tomu, že voda poteče pouze jedním směrem, od zdroje ke spotřebiteli, bude jasně definovaná doba zdržení vody a případné sedimenty, pokud se vznesou, vodovodní síť opustí nerychlejším možným způsobem.

Obr. 3 Změny směru proudění v rozvodné síti, čím tmavší, tím více změn

Vodojem před spotřebištěm, eliminace vodojemu za spotřebištěm

Dalším faktorem, který může způsobovat problémy s kvalitou vody, je umístění vodojemu za spotřebištěm. Pokud je vodojem umístěn před spotřebištěm, jedná se o průtočný vodojem s jasně definovaným stářím vody a s možností ovlivňovat dobu zdržení vody například zmenšením nádrže či snížením hladiny. Vodojem za spotřebištěm představuje vlastně jakousi analogii mrtvého konce zokruhované sítě. Voda do něj někdy vtéká, a někdy z něj vytéká a je možné, že se v něm tvoří mrtvé prostory, v extrémním případě může docházet k tomu, že se do vodojemu vrací stará voda. Pokud je vodojem takto umístěn, doporučuji ho přebudovat na vodojem před spotřebištěm nebo vyřadit z funkce (viz Macek 2016).

Poprvé, když jsme simulovali proudění ve vodovodu s vodojemem za spotřebištěm, jsme si mysleli, že máme chybu buď ve výpočtech, nebo při zpracování výsledků. Bylo to ovšem dobře, protože používané jednoduché simulační modely dávají do každého zdroje vody počátek času pro výpočet doby zdržení. Projevovalo se to tak, že voda v rozvodné síti byla různě stará, pohybovaly se v ní dávky vody různého stáří.

Vytvoření okrsků rozvodné sítě

Další možnosti, jak snížit dobu zdržení vody a snížit výskyt změn směru proudění, je vytvoření okrsků rozvodné sítě. Okrsky se často diskutují v souvislosti s bojem proti únikům vody, kdy je měřený přítok vody do jednotlivého okrsku, což dává dobrou informaci a případném navýšení odběru vody a usnadňují a urychlují vyhledávání úniků vody.

Vytvoření okrsků má také význam pro snížení výskytu změn směru proudění. Uvnitř okrsku, v závislosti na kapacitě potrubí, je možné vytvořit větvenou síť, nebo rozdělit ty části okruhové sítě, které by přispívaly k prodlužování doby zdržení nebo k častým změnám směru proudění.

Obr. 4 Návrh okrsků a návrh proplachování stávající vodovodní sítě

Pravidelné proplachování rozvodné sítě

V některých oblastech, zejména v USA a Kanadě, se považuje pravidelné proplachování vodovodní sítě za způsob péče o stav vnitřního povrchu potrubí. Na potrubí větších průměrů, do 300 mm, se osazují větší hydranty než je u nás běžně zvykem a to typu A, aby bylo možné docílit vyšších rychlostí v potrubí.

Významné je provést proplachování vodovodní sítě před zvýšením odběru v jarním období. Proplachování je nutné provádět postupně ve směru od zdroje vody ke konci rozvodné sítě. Podrobnější informace můžete nalézt v Macek, L. a Škripko, J. (2014).

Možnosti využít dezinfekční prostředky jiných vlastností

Další možností je využít technologií, které mají příznivější vliv na kvalitu vody - například nahradit konvenční dezinfekci vody plynným chlorem nebo nakupovaným chlornanem sodný za na místě vyráběné produkty, vyráběné elektrolýzou – ať se jedná o chlornan sodný nebo lépe o směsné oxidanty. Směsné oxidanty jsou po nadávkování mnohem stabilnější, zbytkový volný aktivní chlor je možné naměřit i po relativně velké dopravní vzdálenosti nebo dobu zdržení. Současně dochází k eliminaci biofilmu na stěnách potrubí, což přispívá k dalšímu zlepšení kvality vody (Macek, 2016).

Alternativní přístup k zlepšování kvality vody při rozvodu vody

S odkazem na tabulku 1 v tomto článku se můžeme zamyslet nad alternativním přístupem ke zlepšování kvality vody. Pokud vyjdeme z toho, že kvalita vody je tím lepší, čím méně se dostává do styku s umělými materiály a antropogenním znečištěním životního prostředí znamenalo by to, že jsou pro rozvod vody vhodnější anorganické materiály, tj. například tvárná litina s cementovou vystýlkou. To samé platí i pro ostatní používané materiály.

Dalším důležitým bodem je oddělení personálu provozu vodovodů a provozu kanalizací a ČOV. U nejmenších provozovatelů je toto velmi obtížně řešitelné. Za důležité to můžeme považovat z toho důvodu, že pracovníci pracující v určitém prostředí mají na a ve svém těle mikroorganismy odpovídající tomuto prostředí. Proto bychom měli izolovat personál kanalizací od personálu vodovodů.

Pokud se na to podíváme do důsledku, tak v Německu jsou někdy provozovatelé vodovodů a provozovatele kanalizací a ČOV odděleny jako separátní firmy. S ohledem na tento alternativní přístup je to asi vhodné řešení.

Závěr

V příspěvku sumarizujeme možné postupy ke zlepšení kvality vody při jejím rozvodu. Jedná se zejména o snížení doby zdržení, co největší eliminaci míst, kde dochází ke změnám směru proudění a vytvoření takové struktury sítě, která povede vodu jedním směrem k odběrateli, v ideálním případě se tedy jedná o větvenou síť. Ke zlepšení kvality vody může přispět také vytvoření okrsků vodovodní sítě nebo eliminace vodojemu za spotřebištěm. Další možností jak zlepšit kvalitu vody při jejím rozvodu, je používat prostředky pro dezinfekci a hygienické zabezpečení vody takové, které zajistí větší stabilitu vody, eliminaci organicko-anorganického biofilmu či inkrustů a zajistí zbytkový volný aktivní chlor na dlouhou vzdálenost. Pro zlepšení kvality vody může být vhodné také pravidelné proplachování rozvodné sítě.

Literatura

Kuby, C. (2007): Na cestě do sousední dimenze. Eminent, Praha, 283 s.

Macek, L. a Škripko, J. (2014): Jak nejlépe proplachovat rozvodné vodovodní sítě? Sborník přednášek konference Voda Zlín.

Macek, L. (2016): Jak vylepšit kvalitu vody pomocí elektrochlorace – nové možnosti, Sborník přednášek konference Voda Zlín.

Macek, L. (2016): Jak vodojem za spotřebištěm ovlivňuje kvalitu vody a jaké jsou možnosti vylepšení, Sborník přednášek konference Voda Zlín.