Technológie prípravy pitnej vody a čistenia odpadových vôd – rozhovor s Natašou Uranjek

Autor Ing. Žaneta Milošová (Havírová), Anja Bubik, PhD

Predstavenie

Nataša: Som Nataša Uranjek, B.Sc., vedúca oddelenia technológií a kontroly v spoločnosti Public Utility Velenje, LLC a pracujem v oblasti pitnej vody a odpadových vôd vrátane systémov diaľkového vykurovania. Vo voľnom čase rada chodím po lesoch okolitých kopcov, jazdím na bicykli a rada trávim čas pri mori. Som tiež členom predstavenstva Slovinského združenia na ochranu vody, združenia s viac ako 30-ročnou tradíciou.

Prečo ste sa rozhodli študovať chemické inžinierstvo a pracovať v oblasti čistenia odpadových vôd?

Nataša: Pre štúdium chemického inžinierstva som sa rozhodla, pretože ma v mladosti lákala chémia, medicína a tiež farmácia, ale zdalo sa mi, že všetky tieto veci sa v chémii nejako spájajú. Okrem toho som skôr „praktický a zvedavý typ človeka“, a preto ma inžinierstvo láka viac, pretože si vyžaduje kombináciu teoretických vedomostí a praktických skúseností.

Čo zahŕňa vaša práca, aké problémy riešite?

Nataša: Moja práca v posledných rokoch spočíva najmä v dohľade nad prevádzkou a výkonom čistenia a distribúcie pitnej a odpadovej vody, v štúdiu nových technologických postupov a ich zavádzaní v spoločnosti a v poradenstve iným spoločnostiam, ktoré majú problémy so zabezpečením riadneho fungovania svojich komunálnych služieb.

Podieľam sa aj na projektovaní a dohľade nad novými čistiarňami odpadových vôd, ako aj vodárenskými zariadeniami a systémami. V minulosti som bola aj vedúcou technologického laboratória našej spoločnosti, ktoré monitoruje výkonnosť našich zariadení a systémov.

Aké chemické látky sú najrozšírenejšie a najbežnejšie v komunálnych odpadových vodách v modernom svete?

Nataša: Všetko, čo ľudia vylievajú do umývadiel a splachujú do záchodových mís, sa nachádza v komunálnych odpadových vodách. Výkaly, potraviny a zvyšky jedál, čistiace prostriedky, kozmetika, dokonca aj chemikálie (rozpúšťadlá, farby, pesticídy, lieky. . . . ), ktoré ľudia vypúšťajú do kanalizácie. Odpadová voda je „superkoktail“ všetkých týchto látok a okrem základných zlúčenín, ktoré sa splachujú do kanalizácie, vznikajú v dôsledku vzájomných reakcií nové zlúčeniny. Niektoré z nich sa rozkladajú na jednoduchšie zložky a niektoré sa spotrebujú ako potrava pre baktérie už na ceste do čističky. Trvalejšie zlúčeniny sa dostanú až do čističky, kde sa ich čistiace procesy snažia odstrániť čo najviac pred vypustením odpadovej vody do vodného toku.

V čistiarňach odpadových vôd sa denne analyzujú prítoky a odtoky, aké parametre sa sledujú?

Nataša: V našej najväčšej čistiarni (50 000 ekvivalentných obyvateľov (skrátene PE)) máme on-line merače a analyzátory rôznych parametrov, ktoré sú najdôležitejšie pre kontrolu procesu čistenia. Na vstupe teda meriame elektrickú vodivosť, pH, amoniakálny dusík a ortofosfát a na výstupe okrem týchto meraní aj koncentrácie rozpusteného kyslíka, CHSK a dusičnanového dusíka.

Týždenné merania sa vykonávajú na kalovej linke, kde sa anaeróbnou stabilizáciou kalu vyrába bioplyn a následne elektrická energia (dvojpól sa používa ako palivo v kogeneračnom zariadení). Každé 3 týždne sa vykonáva monitorovanie na celej vodnej linke na 5 odberných miestach, kde sa meria CHSK, BSK5, všetky formy dusíka (NO2-N, NO3-N, NH4-N, TN), ortofosfát a celkový fosfor v 24-hodinových vzorkách, suspendované látky a ďalšie technologické parametre.

Čo sa stane, ak niektorý parameter prekročí povolené koncentrácie?

Nataša: Ak niektorá zo zákonom stanovených hodnôt prekročí limitnú hodnotu, okamžite sa skontroluje prevádzka všetkých spotrebičov a zariadení, ktoré by mohli byť príčinou zvýšených hodnôt. Kontrolujú sa on-line merania a korelácie medzi parametrami. Zvyčajne sa konzultuje s technológmi, aby sa zistilo, čo by mohlo byť možnou príčinou takejto situácie na zariadení. Zapájajú sa všetky odbory; mechanickí, elektrotechnickí a chemickí technológovia. Keď sa zistí akákoľvek odchýlka od normálnej prevádzky, prijmú sa opatrenia v súlade s technickými predpismi.

Je vôbec možné odhadnúť/určiť prítomnosť všetkých chemických látok v odpadových vodách?

Nataša: Bohužiaľ, zatiaľ nemáme k dispozícii zariadenie, ktoré by dokázalo analyzovať všetky chemické látky, alebo o ňom nevieme, alebo k nemu nemáme prístup. Proces chemickej analýzy nie je taký, aký môžete vidieť v televízii, napr. v seriáli Kriminálka Miami alebo v podobnom seriáli, kde vložia vzorku do „zázračného“ prístroja a okamžite dostanú výsledok. Možno výskumný ústav má podobné zariadenia, ale aj tam si musia dať veľa námahy, aby vzorku získali správne. Takisto nie všetky zlúčeniny sa dajú analyzovať rovnakým postupom.

Veľmi dôležitá je aj koncentrácia konkrétnej zlúčeniny v odpadovej vode; či je zlúčenina prítomná v gramoch na liter, miligramoch, nanogramoch alebo ešte menej. Zvyčajne sa zameriavame na vzorky odpadových vôd, v ktorých hľadáme konkrétne chemické látky a analyzujeme ich, aby sme určili ich koncentráciu. Pre odpadovú vodu máme určité parametre, ktoré opisujú základné charakteristiky odpadovej vody. Napríklad parametre CHSK a BPK5 hovoria o tom, koľko znečistenia organickými zlúčeninami je vo vode, a ich pomer hovorí o tom, či je toto znečistenie biologicky rozložiteľné.

A čo iné chemikálie v odpadových vodách, ako sú chemikálie z liekov, nebezpečné chemikálie, kozmetika, prostriedky osobnej hygieny, čistiace a pracie prostriedky, monitorujú sa?

Nataša: Tieto parametre sa v súčasnosti v Slovinsku analyzujú v rámci rôznych prieskumov, ale nie sú predpísané pri monitorovaní komunálnych odpadových vôd. Môžem vám povedať, že my (naše odpadové vody) sme sa už na takomto prieskume zúčastnili a, samozrejme, tieto látky boli v našich odpadových vodách preukázané a namerané. Takéto analýzy sú však veľmi komplexné a okrem základných chemických látok alebo liečiv sa v odpadových vodách analyzujú aj metabolické rezíduá, pretože tie sa u ľudí po požití liekov alebo iných látok (napr. drog) čiastočne metabolizujú a následne sa vylučujú do odpadových vôd. Analýzami mikroplastov sa však zistilo, že približne 90 % sa zadržiava v aktivovanom kale.

Ovplyvňuje vaša kariéra vaše každodenné osobné rozhodnutia? (napr. vyhýbate sa výrobkom obsahujúcim potenciálne škodlivé zložky)

Nataša: Svoje vedomosti určite využívam v každodennom živote. Vyhýbam sa polotovarom, snažím sa jesť čo najviac miestnych, sezónnych potravín a pri používaní kozmetiky a iných výrobkov kontrolujem ich zloženie a snažím sa vyhnúť tým, ktoré obsahujú potenciálne nebezpečné látky. Mojou zásadou je používať veci, ktoré poznám, a príliš neexperimentovať. Keď sa však rozhodnem pre nový výrobok, zvyčajne si skontrolujem zloženie.

Zahŕňajú metódy čistenia odpadových vôd spracovanie mikroplastov, ak áno, ako sa odstraňujú?

Nataša: Je dôležité si uvedomiť, že väčšina mikroplastov obsiahnutých v komunálnych odpadových vodách pochádza z prania a používania kozmetiky. Súčasné požiadavky na čistenie komunálnych odpadových vôd zatiaľ nezahŕňajú odstraňovanie mikroplastov. Ako som už spomínala, väčšina z nich sa zadržiava v aktivovanom kale a jeho likvidácia tiež uzatvára cestu mikroplastov, ktoré sa dostávajú do čistiarne odpadových vôd.

Samozrejme, niektoré technológie čistenia odpadových vôd, ako napríklad MBR – membránová technológia, ktorá zahŕňa membránovú filtráciu v procese čistenia, zadržiavajú prakticky všetky mikroplasty v aktivovanom kale. Tak ako pri väčšine znečisťujúcich látok, aj pri mikroplastoch je cieľom minimalizovať kontamináciu, a teda v prvom rade zabrániť ich vstupu do odpadových vôd. O to sa už pokúšame inštaláciou špeciálnych filtrov do práčok a v prípade kozmetiky by sa mikroplasty mali nahradiť prírodnými materiálmi, ktoré sa používali už v minulosti, predtým, ako sme začali používať plasty.

O koľko sa zvýšila prítomnosť mikroplastov vo vode v priebehu času a existuje dôkaz, ktorý spája nárast mikroplastov s nárastom kozmetických alebo čistiacich a pracích prostriedkov?

Nataša: Na túto otázku je ťažké odpovedať. Faktom je, že predtým, ako sa mikroplasty začali používať v kozmetike, nemohli sa dostať do odpadových vôd. Mikroplasty z prania oblečenia pochádzali aj z používania a prania syntetického oblečenia. Skutočné meranie a analýza mikroplastov v odpadových vodách sa však zatiaľ systematicky nevykonáva, keďže sa vyskytli ťažkosti pri zavádzaní metód na stanovenie mikroplastov. Až keď budú zavedené štandardizované metódy odberu a analýzy vzoriek alebo stanovenia mikroplastov, budeme môcť úspešne porovnávať prieskumy medzi sebou.

Sú z odpadových vôd odstránené všetky vyššie uvedené chemikálie a zlúčeniny? Ak nie, prebieha výskum, v rámci ktorého sa všetky tieto chemikálie odstraňujú? Používajú skúmané metódy aktívne uhlie alebo fotochemický rozklad?

Nataša: Bežné postupy čistenia komunálnych odpadových vôd nezahŕňajú technológie na úplné odstránenie všetkých organických zlúčenín. Technológia čistenia komunálnych odpadových vôd je založená na biologickom čistení, ktoré neodstraňuje všetky človekom vytvorené zlúčeniny (lieky, čistiace prostriedky, hormonálne disruptory, mikroplasty, perzistentné chemikálie atď.), ktoré sú prítomné v odpadových vodách.

Samozrejme, existujú technológie, ktoré dokážu vyčistiť aj perzistentné a ťažko rozložiteľné chemické zlúčeniny, ale ide o drahé technológie, ktoré si vyžadujú špecifické zariadenia a veľa energie. Trendom je zabrániť vnášaniu týchto zlúčenín do vodných tokov, čistiť ich pri zdroji (napr. farmaceutický priemysel) a zaviesť tieto pokročilé procesy čistenia odpadových vôd aj v oblasti komunálnych odpadových vôd na princípe „znečisťovateľ platí“.

Vo výskume čistenia odpadových vôd sa testujú všetky druhy technológií vrátane dvoch, ktoré ste spomenuli, ale pre konkrétne znečisťujúce látky sa používajú špecifické metódy čistenia. Rovnaká metóda čistenia sa nemôže použiť pre všetky znečisťujúce látky, pretože účinok jedného čistenia sa môže pri jednotlivých znečisťujúcich látkach výrazne líšiť.

Ľudia vylievajú do kanalizácie všetky možné veci. Aký je to problém, keď niekto vyleje do kanalizácie napríklad 1 liter hydroxidu sodného alebo nejakú kyselinu, rozpúšťadlá alebo riedidlá a podobne? Čo by inak predstavovalo vážnu hrozbu pre ČOV, ak by sa to nedalo odstrániť?

Nataša: Pre väčšie čistiarne odpadových vôd s denným prietokom 10 000 m3 (10 000 000 l) a viac nemá 1 liter takéhoto materiálu žiadny vplyv, pretože je veľmi zriedený. Môže to však byť problém pre menšie čistiarne odpadových vôd, najmä pre tie s veľkosťou domu (ČOV < 50 EO), kde takáto udalosť môže mať mnoho následkov. Jedným z nich je, že kvalita odpadových vôd je už v tom čase právne nevyhovujúca a môže sa stať, že aktivovaný kal sa úplne zničí, čo znamená, že čistiareň je dlhší čas nefunkčná. Niektoré látky môžu čistiareň jednoducho preťažiť, čo má za následok dočasne zvýšené parametre vypúšťaných odpadových vôd, zatiaľ čo iné môžu aktivovaný kal zničiť alebo otráviť a „znefunkčniť“ prírodu na dlhšie obdobie.

Existuje rozdiel v účinnosti medzi malou ČOV (približne 10 000 obyvateľov) a veľkou ČOV (približne 500 000 obyvateľov)?

Nataša: Nuž, v Slovinsku máme oveľa menšie dedinské čističky; 100 – 2 000 PE (Population Equivalent – predstavuje množstvo znečistenia odpadových vôd vyprodukovaných obyvateľmi alebo obcami a používa sa na posúdenie účinnosti alebo kapacity čistiarní odpadových vôd) a u nás sú tie väčšie už na úrovni 10 000 PE; sme malá krajina s rozptýleným obyvateľstvom. Pokiaľ ide o rozdiel v účinnosti čistenia, legislatíva vyžaduje prísnejšie požiadavky na čistenie pri väčších výustiach, čo je logické, ak sa na problematiku pozeráme z hľadiska emisií do vody. Pri meraní hmotnosti materiálu vypúšťaného do vodného toku nezáleží len na koncentrácii, veľkú úlohu zohráva aj prietok. Pri stanovovaní limitov znečistenia je teda kľúčové práve zaťaženie.

Aká je podľa vás budúcnosť čistenia odpadových vôd, čo naznačujú technologické trendy?

Nataša: V každom prípade bude potrebné zvýšiť úroveň čistenia komunálnych odpadových vôd z úrovne odstraňovania uhlíkových zlúčenín a živín (dusík, fosfor) na vyššiu úroveň. Ďalším krokom bude použitie vhodnej technológie (AOP – pokročilé oxidačné procesy) na odstránenie zvyškov liečiv a hormonálnych disruptorov z odpadových vôd, ako aj perzistentných organických látok. Problémom sú tu, ako často, peniaze. Preto je trendom (ako pri všetkých odpadoch) v prvom rade zabrániť vstupu ťažko rozložiteľných látok do komunálnych odpadových vôd, zabezpečiť ich čistenie pri zdroji a postupne zvyšovať úroveň čistenia v komunálnych čistiarňach odpadových vôd.

Myslíte si, že budúcnosť čistenia odpadových vôd spočíva aj v ekomediácii? Môžu tieto procesy konkurovať existujúcim metódam čistenia?

Nataša: Myslím si, že to je asi tiež otázka, kde by to malo zmysel a kde by to bolo možné použiť.

A čo pitná voda? Myslíte si, že je naša voda kvalitná a aká je jej cena?

Nataša: Naša pitná voda, tu v našej doline, je veľmi kvalitná, aj preto, že sa upravuje moderným spôsobom – ultrafiltráciou. Zásobovanie pitnou vodou nám zabezpečuje krasové pramenisko, čo znamená, že dochádza ku kontaktu povrchovej a podzemnej vody, a preto je niekedy mikrobiologicky znečistená (najmä počas dažďov).

Jej chemické zloženie je dobré alebo výborné. Nevyskytujú sa žiadne problémy s rezíduami hnojív alebo pesticídov, pretože odbery vody sa nachádzajú mimo poľnohospodárskych oblastí a geológia vnútrozemia nie je problematická. Takže prostredníctvom procesu ultrafiltrácie pripravujeme vodu pre našich používateľov zo zachytenej pramenitej vody procesom fyzikálnej filtrácie bez pridávania chemikálií.

Cena za úpravu a distribúciu vody užívateľom je však podľa môjho názoru nízka a úplne prijateľná. Ak porovnáme skutočnosť, že spotrebiteľ zaplatí v obchode za 0.5 litra prakticky toľko, koľko zaplatí za 1 000 litrov vody z vodovodu v domácnosti, myslím, že ďalší komentár nie je potrebný.

Môžu chemické látky z kozmetiky a iných výrobkov pre domácnosť ovplyvniť kvalitu pitnej vody?

Nataša: Všetko, čo sa používa, mieša s vodou a vypúšťa do kanalizácie, môže skôr či neskôr skončiť v pitnej vode. Voda je univerzálnym rozpúšťadlom, ale zároveň je v neustálom obehu. Tu na Zemi je kolobeh vody „uzavretý“. To, čo do vody vložíme, sa niekde vráti späť. Možno v inej forme, možno to rozložia alebo môžu rozložiť živé organizmy, možno sa to nahromadí v živých organizmoch alebo v pôde a možno sa tieto látky dostanú do nášho tela prostredníctvom potravinového reťazca.

Ktoré parametre sa sledujú pri analýze pitnej vody?

Nataša: Pri monitorovaní pitnej vody sa meria široká škála parametrov. V zásade sa delia na mikrobiologické a fyzikálno-chemické. Rozšírenými analýzami sa meria množstvo parametrov, a to kovy aj iné prvky, ako aj organické zlúčeniny. Príležitostne sa robia „skeny“ všetkých organických zlúčenín, ale môže sa kontrolovať len ich prítomnosť, nie ich koncentrácia.

Ak niekoho zaujíma, čo sa meria v pitnej vode, môže sa pozrieť na webovú stránku Monitoring pitnej vody v Slovinsku (http://mpv.si/porocila), kde sú uverejnené aj výročné správy. Stále sa však kladie veľký dôraz na mikrobiologickú kvalitu vody, pretože mikrobiologicky kontaminovaná voda je akútnym problémom a potenciálnym zdrojom hydrických epidémií. V Slovinsku máme vo všeobecnosti dobrú vodu; a čím väčší je vodovodný systém, tým lepšie je spravovaný.

Ako často sa odoberajú vzorky pitnej vody? Kde sa vykonáva a ako presne funguje?

Nataša: Kvalita pitnej vody sa monitoruje na 2 úrovniach. Dodávateľ vody je povinný zaviesť interný systém kontroly kvality pitnej vody, ktorý je založený na princípe HACCP. V ňom sa stanovuje počet odberných miest a frekvencia odberu vzoriek v závislosti od veľkosti systému a súbor parametrov v súlade s predpismi o pitnej vode.

Druhá úroveň kontroly, t. j. odber vzoriek a analýza, je stanovená vnútroštátnym monitorovaním pitnej vody. Ten sa vykonáva nezávisle od dodávateľa vody. Okrem pravidelného odberu a analýzy vzoriek pitnej vody máme na riadenie nášho systému zásobovania vodou k dispozícii množstvo on-line meračov a 24-hodinový monitorovací systém. Takto zabezpečujeme bezpečné zásobovanie vodou a pitnú vodu, ktorá je v súlade s predpismi.

Ako často a prečo by si mal človek dať skontrolovať vodu, ak vlastní súkromný zdroj vody (napr. studňu s podzemnou vodou)?

Nataša: Naše skúsenosti ukazujú, že voda z väčšiny týchto studní je mikrobiologicky nevhodná. Kontrola dáva zmysel, najmä ak vodu používajú na pitie.

Authors

  • Ing. Žaneta Milošová (Havírová)

    Robí to, čo ju baví - pracuje ako CEO v spoločnosti GreenScan. Vyštudovala VŠB – TUO v Ostrave, kde získala titul Ing. v odbore Environmentálne inžinierstvo. Vždy sa zaujímala o prírodu a veci okolo nej. Miluje hory, lesy a zvieratá, ale zároveň si váži výdobytky modernej doby. Preto sa snaží pomáhať a hľadať rovnováhu medzi prírodou a moderným svetom.

  • Anja Bubik, PhD

    Získala doktorát z biochémie a molekulárnej biológie na Lekárskej fakulte Univerzity v Ľubľane. Pracuje ako odborná asistentka a vedecká pracovníčka na Fakulte ochrany životného prostredia, kde sa zaoberá environmentálnymi otázkami súvisiacimi s ľudským zdravím. Ako vedúca laboratória sa stará o zavádzanie nových výskumných a vyučovacích metód a podieľa sa na mnohých aplikovaných a osvetových projektoch.

0 komentárov

Odoslať komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *