Obdobie riešenia: 01.07.2019 – 30.06.2023
Finančný zdroj: Agentúra na podporu výskumu a vývoja (APVV)
Finančné náklady: 239 800.- € (VÚVH 79 200.- €)
Partneri projektu: Ústav hydrológie SAV, VÚVH
Žiadateľská organizácia: Slovenská technická univerzita v Bratislave, Stavebná fakulta
Koordinátor projektu za VÚVH/kontakt: Karol Munka, karol.munka@vuvh.sk
Ciele projektu: Projekt je zameraný na overovanie možnosti využitia nových filtračných materiálov a ich možných kombinácií na zabezpečenie zdravotne bezpečnej pitnej vody predovšetkým počas zhoršenia kvality povrchovej vody v období prívalových dažďov a topenia snehu. Bude porovnávaná účinnosť viacmateriálového filtra s membránovým mikro alebo ultrafiltračným modulom, ekonomicky a technicky zhodnotené výsledky experimentov a vypracovaný metodický postup uvedenia viacmateriálovej filtrácie a membránovej technológie do technologickej linky úpravy povrchovej vody na základe kvality vody a prevádzkových podmienok distribučnej siete. V rámci projektu sa budú sledovať aj zmeny kvality povrchových vôd v rôznych ročných obdobiach a rôznych hydrologických podmienkach, ako aj vplyv zmeny klímy na kvalitu vody a technologické procesy úpravy vody.
Metodika: Riešenieprojektujezaložené na doterajších vedeckých poznatkoch o filtračných materiáloch a metódach, membránových procesov pri úprave povrchových vôd, analýze zhromaždených údajov o výskyte zhoršenej kvality surovej vody v dôsledku nepriaznivých hydrologických podmienok, realizácii mapovania hydraulických parametrov a ukazovateľov kvality vody vo vybraných vodárenských nádržiach s dôrazom na obdobie reálneho výskytu krízových situácii a návrhu opatrení pre zlepšenie kvality surovej vody v monitorovaných vodárenských nádržiach a optimalizácii technologického procesu úpravy vody na zabezpečenie zdravotnej bezpečnej pitnej vody.
Priebežné výsledky projektu: Na základe údajov poskytnutých vodárenskými spoločnosťami a SVP, š.p. sme spracovali materiál o kvalite vody vo vodárenskej nádrži Hriňová, Rozgrund a Turček za 10 ročné obdobie. Problémom viacerých vodárenských nádrží (Turček, Hriňová, Málinec, Klenovec, Rozgrund) na Slovensku je výskyt cyanobaktérii. Vo vodárenských nádržiach Klenovec, Málinec a Hriňová sa vyskytujú prevažne kokálne druhy cyanobaktérií rodov Microcystis a Woronichinia. Vo vodárenskej nádrži Turček prevládajú naopak vláknité druhy siníc rodu Aphanizomenon, ktorým vyhovujú chladnejšie klimatické pomery a absencia inokula kokálnych druhov. Výsledky tiež preukázali, že v posledných rokoch je v tejto vodárenskej nádrži enormné premnoženie druhu Planktothrix rubescens.
Bola vykonaná analýza získaných údajov o hydrologických a meteorologických podmienkach na vodárenskej nádrži Rozgrund, aby z nich bolo možné identifikovať faktory, definujúce nepriaznivé hydrologické podmienky ovplyvňujúce kvalitu surovej vody a podarilo sa získať aj údaje o hydrologických a meteorologických podmienkach na vodárenskej nádrži Turček.
Uskutočnili sa modelové skúšky s povrchovou vodou so zvýšeným zákalom s koagulačným zariadením s možnosťou pripojenia k ďalšiemu stupňu úpravy – k membránovej ultrafiltračnej jednotke s membránovým modulom UA-640 (Microdyn-Nadir).
Boli uskutočnené experimenty s ultrafiltračnou jednotkou na vodárenskej nádrží Turček pri odstraňovaní siníc. Účinnosť membránovej filtrácie bola vyhodnocovaná jednak biologickou analýzou akreditovaným laboratóriom SVP, š.p. v Žiline, ale aj použitím on-line analyzátora počtu a veľkosti častíc FilterSence (Pi) s riadiacou jednotkou Cronos, ktorý bol doplnený o datalogger a PLC stanicu Siemens so softvérom Simatic S7-1200 pre prepínanie odberu vzoriek pred a po ultrafiltrácii, snímanie počtu častíc a ukladanie nameraných údajov.
Uskutočnilo samapovanie batymetrie (hĺbok), hydraulických parametrov a ukazovateľov kvality vody vo vodárenskej nádrži Rozgrund, vrátane spracovania, digitalizácie a grafického spracovania nameraných údajov. Meranie bolo realizované pomocou autonómneho zariadenia EcoMapper (hlavnou funkciou prístroja je automatizovaný zber kvalitatívnych ukazovateľov vody a ich polohopisu). Meranie kvalitatívnych parametrov vody zahŕňalo informácie o konduktivite, teplote vody, rozpustenom kyslíku, zákale, pH, oxidačno-redukčnom potenciáli, chlorofyle a salinite.
Na vodárenskej nádrži Turček sa uskutočnilo detailne povrchové meranie prístrojom AUV Ecomapper s cieľom určenia aktuálneho stavu batymetrie. Výsledkom merania je digitálny model záujmového územia, na základe ktorého v ďalšom priebehu riešenia budú naplánované meracie misie v rôznych hĺbkach a profiloch pre stanovenie zmien kvalitatívnych parametrov vo vertikálnom ako aj horizontálnom smere.
Bola zakúpená časovo limitovaná licencia simulačného hydrodynamického modelu MIKE 3D (na 3 mesiace). V priebehu obdobia platnosti licencie boli do modelu zadané aktuálne hydromorfologické charakteristiky, batymetrické údaje – hĺbky vodárenských nádrží Rozgrund a Turček. Zároveň bolo úspešne vykonaných viacero zjednodušených simulácií s cieľom otestovania metodiky hydrodynamickej časti modelu, rozsahu a stupňa detailnosti zadávania údajov modelu, ako aj niektorých aproximácií modelu (rovnice tzv. plytkej vody vs. úplné Navier-Stokesove rovnice, formulácie turbulentného prúdenia vody – podľa Smagorinského, k-ϵ model, vplyv teploty – hustoty vody na prúdenie a pod.). Údaje o priestorovom rozložení kvality vody v jednotlivých ročných obdobiach vo VN Turček a Rozgrund poslúžili ako dáta pre pilotné simulácie. Výsledky týchto simulácií poukázali na nutnosť doplnenia hydrodynamických údajov (najmä rýchlostných polí).
Vzhľadom na veľmi nízku mineralizáciu vôd vo vodárenských nádržiach Hriňová a Turček boli uskutočnené laboratórne skúšky rekarbonizácie (stvrdzovania) upravenej vody v úpravni vody Hriňová a poloprevádzkové skúšky rekarbonizácie upravenej vody v úpravni vody Tatranská Lomnica.
