Znanje, izkušnje in nenehno iskanje izboljšav so pomemben del zagotavljanja varne in kakovostne pitne vode.

Na napravi za pripravo pitne vode/vodarne Grmov vrh poleg ostalih običajnih meritev uporabljamo tudi on-line meritev absorbcijskega koeficienta pri 254 nm, s katerim spremljamo  v vodi raztopljene organske molekule, ki izvirajo iz razpadajočih rastlinskih in živalskih ostankov v tleh ter vodi (npr. huminske in fulvinske kisline, lignini in tanini). Tako spremljamo prisotnost snovi, ki lahko potencialno vplivajo na proces ultrafiltracije. Primer dobre prakse iz naše vodarne je prepoznal tudi proizvajalec merilne opreme TriOS in skupaj smo pripravili strokovno objavo.

V strokovni objavi je predstavljeno, kako je uvedba dodatnega merjenja pripomogla k učinkovitejšemu vodenju procesov, optimizaciji delovanja in še zanesljivejšemu zagotavljanju kakovosti pitne vode.

On-line spremljanje obremenitev z naravnimi organskimi snovmi v vodarni Grmov vrh

Vodarna Grmov vrh s kapaciteto 120 l/s, ki jo upravlja Komunalno podjetje Velenje, obratuje od leta 2015 in je pomemben del regionalnega sistema oskrbe s pitno vodo. Iz reke Ljubije se odvzema površinska voda ni po približno šest kilometrov dolgem cevovodu vodi na napravo za pripravo pitne vode – vodarno Grmov vrh.

Prispevno območje vodnega vira je pretežno naravno, zato so antropogeni vplivi majhni. Kljub temu naravne organske snovi, zlasti ob padavinskih dogodkih, predstavljajo pomemben izziv. Huminske snovi in druge naravne organske spojine lahko povzročijo izrazito temno rjavo oziroma tako imenovano »kavno rjavo« obarvanost vode ter otežijo njeno pripravo.

Izhodiščna situacija in izzivi

Motnost vode vira Ljubija se na zajemu stalno spremlja. Ob izjemnih obremenitvah kot so ekstremne padavine, se zaradi zaščite nadaljnjih procesov priprave oskrba s surovo vodo preventivno prekine.

Pred posodobitvijo leta 2015 je priprava pitne vode temeljila na hiperkloriranju, koagulaciji in flokulaciji, filtraciji s peščenimi filtri ter odstranjevanju klora z aktivnim ogljem. Takšen proces pa pri spremenljivih organskih obremenitvah ni zagotavljal stalno zadostne kakovosti pitne vode.

Posodobitev tehnologije priprave vode

Z vzpostavitvijo nove vodarne je bil koncept priprave vode temeljito optimiziran. Flokulacija se danes izvaja le po potrebi. Doziranje koagulanta FeCl₃ in polimera se aktivira ob povečani motnosti, večji od 5 NTU, ki se meri za lamelnim usedalnikom.

Sledijo filtri z aktivnim ogljem, ki delujejo kot tako imenovani »policijski filtri«, nato pa ultrafiltracija (UF), ki predstavlja osrednjo tehnološko stopnjo v procesu priprave vode.

Fotografija: Ultrafiltracija.

Pomemben napredek je predstavljala tudi razširitev on-line meritev in sicer tudi posredno spremljanje organskih snovi z meritvami spektralnega absobcijskega koeficienta pri UV svetlobi (SAK pri 254 nm). Sprva so se pri končni kontroli po ultrafiltraciji uporabljale samo zakonsko predpisane meritve, med drugim tudi spektralni absobcijski koeficient SAK 436, ki kaže na rumeno-rjavo obarvanost vode.

Na pobudo inženirjev Komunalnega podjetja Velenje, med njimi Nataše Uranjek, je bilo uvedeno tudi dodatno merjenje parametra SAK 254. Po obsežnem pregledu strokovne literature je bil prepoznan njegov pomen kot kazalnik skupne organske obremenitve pitne vode, ki omogoča zgodnje zaznavanje sprememb v kvaliteti surove vode.

Sodobna spletna merilna tehnologija

V vodarni sta nameščena dva fotometra proizvajalca TriOS Mess- und Datentechnik GmbH:

• fotometer VIPER za merjenje obarvanosti vode (SAK 436);
• fotometer LISA UV za merjenje skupne organske obremenitve (SAK 254).

Oba fotometra sta nameščena v posebnih pretočnih celicah in povezana s krmilniki TriOS. Senzorji imajo na optičnih oknih posebno nanoplast, ki preprečuje oprijem nečistoč, zato samodejno čiščenje ni potrebno. Vzdrževanje merilnega sistema je tako zelo nezahtevno.

Spoznanja iz obratovanja vodarne

Dodana vrednost merjenja SAK 254 se je pokazala že kmalu po uvedbi.

Po ultrafiltraciji se pitna voda pred shranjevanjem klorira z zelo nizkimi koncentracijami klora za zagotavljanje varne vodooskrbe, koncentracija prostega klora pa se spremlja on-line. V določenih primerih so laboratorijske analize na iztoku v distribucijsko omrežje pokazale znižane koncentracije prostega klora. To je nakazovalo, da do izgube klora prihaja v vodnih rezervoarjih.

Dodatne meritve so pokazale, da se poraba klora pomembno poveča ob višjih vrednostih SAK 254, medtem ko parameter SAK 436 takšnih sprememb ni zaznal. Zmanjševanje koncentracije prostega klora je bila posledica reakcij z naravno prisotnimi organskimi snovmi v vodi.

Ekstremni dogodki in optimizacija procesa

Pomen merjenja je še posebej nazorno pokazal dogodek po zimi z malo snega. Ob močnem deževju so se vrednosti SAK 254 izrazito povečale. Predvideva se, da so bile povišane vrednosti povezane predvsem z večjo koncentracijo organskih kislin, ki nastajajo pri razgradnji jesenskega listja. Zaradi pomanjkanja snežne odeje in posledično manjšega redčenja teh snovi so bile spomladi njihove koncentracije v vodi višje.

Posledica je bila mašenje membran v ultrafiltracijskih modulih, kar je povzročilo težave pri delovanju vodarne zaradi manjših pretokov ter povečane potrebe po pranju modulov in s tem povezane dodatne stroške.

Na podlagi teh izkušenj je bila uvedena avtomatizirana prilagoditev strategije čiščenja ultrafiltracijskih modulov. Ko vrednost SAK 254 preseže 4 m^-1, se program čiščenja ultrafiltracijskega sistema prilagodi, s čimer je mogoče preprečevati zmanjševanje prepustnosti membran že v zgodnji fazi.

Primerjava in izkušnje iz obratovanja

Kot je pričakovano, so vrednosti SAK 254 v vodarni Grmov vrh višje kot v drugih dveh vodarnah Čujež in Mazej, kjer je vir podzemna voda. Po pripravi vode so tam vrednosti običajno od 0,4 do 0,6 m^-1, medtem ko lahko vrednosti SAK 254 v surovi vodi Ljubije dosežejo tudi do 15 m^-1.

On-line merjenje v vodarni Grmov vrh omogoča natančno vodenje procesov in hiter odziv na spremembe kakovosti surove vode.

Uporabljeni merilni sistemi so se v več kot desetih letih delovanja izkazali kot izjemno stabilni in zanesljivi. Redno umerjanje ni potrebno, potrebno je bilo le občasno ročno čiščenje.

Zaključek

Uporaba on-line sonde LISA UV za merjenje SAK 254, se je v vodarni Grmov vrh izkazala kot pomemben dejavnik uspešnega in učinkovitega upravljanja procesa priprave pitne vode saj omogoča:

• zgodnje zaznavanje organskih obremenitev;
• ciljno vodenje procesov priprave vode;
• optimizacijo postopkov dezinfekcije;
• zaščito sistema ultrafiltracije;
• zagotavljanje konstantno dobre kvalitete pitne vode.

V kombinaciji z merjenjem obarvanosti vode SAK 436 sistem zagotavlja celovitejši vpogled v kakovost vode ter že več kot desetletje prispeva k učinkovitemu, varnemu in trajnostnemu obratovanju vodarne Grmov vrh.

Naslovna fotografija: NPPV Grmov vrh.