1

Univerzitet u Beogradu

Tehnoloko-metalurki fakultet

OSNOVI TEHNOLOGIJE PRIPREME VODE

Dr Dragan Povrenovi, dipl.in

Beograd 2011.

2

Uvod Voda je najdragocenija materija na naoj planeti, jer je ona kao izvor ivota uslovljavala i razvoj i nestanak civilizacija. Vodni resursi su diktirali kretanja naroda i osnivanja stalnih naselja, a svest o znaaju vode je uvek bila prisutna, medjutim, nikada u toj meri koliko danas. U nae vreme, voda postaje globalni svetski problem, tema mnogobrojnih naunih istraivanja, strunih ekspertiza i politikih rasprava. Iz svega toga proizlazi samo jedan zakljuak voda je postala najznaajniji strateki resurs XXI veka. Za razliku od ostalih prirodnih resursa, poput nafte ili razliitih ruda, stalno se obnavljajui kroz hidroloki ciklus kruenja u prirodi, moe se rei da je voda zapravo poslednji obnovljivi prirodni resurs na naoj planeti. To znai da je skoro ista koliina vode na Zemlji bila i pre 100 miliona godina i danas, sa priblino istim rasporedom vodnih resursa po kontinentima. Ali, ista koliina vode u daljoj prolosti i u dananje vreme ima sasvim razliito znaenje, s obzirom na ogromne razlike u potrebama za vodom. Permanentni porast broja stanovnika na svetu, kao i dinamian tehnoloki razvoj, uslovili su enormno poveanje potreba za vodom i potronje vode. Drugi bitan faktor, koji je uticao na nesklad izmeu vodnih resursa i potronje vode, odnosi se na kvalitet vode. Porast stanovnitva i ubrzani industrijski razvoj, praen ogromnim koliinama otpadnih voda, doveli su do velikog pogoranja kvaliteta voda u prirodi. Na taj nain, permanentno se smanjuju raspoloivi resursi vodosnabdevanja irom nae planete. Kriza vode se javlja u gotovo svim naseljenim delovima, ali sa razliitim intenzitetom. Najvie su ugroeni regioni sa suvom klimom i oskudnim padavinama, gde kriza vode dostie katastrofalne razmere. S druge strane, na podrujima sa bogatijim vodnim resursima, kriza vode se manje osea. Meutim, posmatrajui u globalu, kriza vode postaje svetski problem. Otuda se ovom problemu posveuje i tek e se posveivati sve vea panja oveanstva. Vodni resursi u svetu i u Srbiji Kada se govori o vodnim resursima na naoj planeti, uvek se misli na slatku vodu, jer se ne uzimaju u obzir ogromne mase slane vode u morima i okeanima. Naravno, to ne znai da se morska voda definitivno ne moe koristiti za ljudske potrebe ili u privredne svrhe. Poznato je da ova voda, posle razliitih tehnolokih postupaka desalinizacije, postaje upotrebljiva, tako da se sve vie koristi u zemljama koje oskudevaju u vodnim resursima (najvie u Saudijskoj Arabiji). Meutim, udeo morske vode u ukupnoj svetskoj potronji je tako mali da se za sada moe zanemariti u globalnim razmerama. Ukupna zapremina slatke vode na zemljinoj kugli (ne raunajui vodu u vrstom agregatnom stanju) iznosi oko 110 000 milijardi kubnih metara. Meutim, oko 2 /3 ove zapremine se gubi u procesu isparavanja, pri emu se formiraju oblaci koji se najveim delom transformiu u kie iznad mora i okeana. Preostalih 43 000 milijardi kubnih metara, u veoj meri ostaje neiskorieno, usled oticanja u nekontrolisanim poplavnim talasima ili se infiltrira u duboke podzemne izdani. U svetskim hidrolokim statistikama rauna se da ukupni, trenutno efektivno raspoloivi, vodni resursi na naoj planeti iznose oko 12 000 milijardi kubnih metara (tj. oko 10% od totalne mase slatke vode fiziki prisutne na zemljinoj kugli).

3

U ovom trenutku, ukupni svetski vodni resursi od 43 000 milijardi m3 , svedeni na stanovnitvo planete, iznose oko 7 000 metara kubnih po stanovniku godinje (m3 /st. god.). Meutim, iza ovog statistikog proseka se krije (to je est sluaj, kada je u pitanju statistika) ogromna neravnomernost u raspodeli vode na naoj planeti. Na samom dnu skale svetskog bogatstva u vodi nalazi se mala afrika drava Dibuti, sa svega 23 m3/ st. god., dok je na vrhu Island, sa neverovatnih 600 000 m3/ st. god. U vezi sa ovim podacima, treba istai da granica vodnog siromatva, prema kriterijumima UN, iznosi 1700 m3/st. god. Treba napomenuti da sve evropske drave imaju hidroloki potencijal iznad ove granice. Na teritoriji Srbije, hidroloki bilans pokazuje ukupnu zapreminu godinjeg dotoka povrinskih voda od oko 180 milijardi kubnih metara, od ega oko 90% predstavljaju tranzitne vode (koje dolaze sa teritorija drugih drava), dok su samo oko 10% domicijalne vode. Resursi podzemnih voda su znatno manji i procenjuju se na 34 milijarde kubnih metara godinje. Ako se posmatraju vodni resursi Srbije, u odnosu na broj stanovnika, moglo bi se zakljuiti da nam je priroda bila nakljonjena, jer raspolaemo sa preko 20 000 m3/ st. god. Na alost, tvrdnja o vodnom bogatstvu nae zemlje spada u domen naih moguih nacionalnih iluzija. Objanjenje ovog paradoksa se temelji na sledeim injenicama:

- Tranzitne vode (koje na teritoriji Srbije uestvuju sa 90%) ne mogu se raunati u nae nacionalno vodno bogatstvo. Ove vode se mogu samo u manjoj meri koristiti za nae potrebe, kako zbog postulata meunarodnog vodnog prava, tako i zbog relativno visokog stepena zagaenja koje Dunav, Sava, Tami i Tisa unose na ulazu na nau teritoriju. Ako bi se raunalo samo sa domicijalnim vodama i manjim korienjem tranzitnih voda, Srbija bi se pribliila granici vodnog siromatva.

- Na teritoriji nae zemlje je veoma izraena prostorna i vremenska neravnomernost

atmosferskih padavina i oticaja vode. U prostornom smislu, vode ima najvie tamo gde su potrebe najmanje, a u vremenskom smislu, vode ima najmanje u periodu najvee potronje (preko leta).

- Kvalitet povrinskih i podzemnih voda se stalno pogorava, usled zagaenja iz naselja

i industrije. Na osnovu prethodnog razmatranja se moe zakljuiti da su vodni resursi Srbije relativno skromni i da se definitivno moramo osloboditi iluzija o naem vodnom bogatstvu. Umesto tih iluzija, mora se koncipirati jedna dobro promiljena nacionalna strategija korienja, zatite i ouvanja vodnih resursa nae zemlje. Potrebe za vodom i potronja vode u svetu Kroz celu istoriju civilizacije, stalno su rasle potrebe za vodom i potronjom vode. To je uslovljeno, pre svega, permanentnim poveanjem stanovnika zemljine kugle. Meutim, korelacija porasta broja stanovnika i potronje vode nije linearna potrebe za vodom se poveavaju po znatno vioj stopi od demografskog prirataja. U toku XX veka, broj stanovnika nae planete se poveao oko 3 puta, dok je potronja vode porasla 7 puta. Posebno treba istai da se svetska potronja vode udvostruila u poslednjih dvadeset godina. U pitanju je, oigledno, takav trend porasta potreba za vodom koji zahteva veoma ozbiljnu i adekvatnu reakciju svih relevantnih subjekata struke, nauke i drutva u celini.

4

U istorijskim relacijama, porast potronje vode pratio je civilizacijski i tehnoloki razvoj. Revolucionarni korak u tom smislu predstavljalo je instaliranje vodovodnih mrea u naseljima. Poznato je da prvi vodovodi datiraju iz antikog doba Rimljani su ve imali izgraene akvadukte za vodosnabdevanje gradova. Meutim, masovnija pojava gradskih vodovoda je ipak vezana za XX vek, kada poinje nagli porast potronje vode. U hidrotehnici i vodoprivredi je uobiajeno da se potronja vode u naseljima izraava u litrima po stanovniku na dan (l /st. dn.). Ova norma potronje moe varirati u vrlo irokom dijapazonu od nekoliko litara do nekoliko stotina litara po stanovniku dnevno, u zavisnosti od stepena civilizacijskog i tehnolokog razvoja. Poznati su istorijski podaci da je u Madridu, u XVII veku, potronja vode iznosila 7 l /st. dn., da bi u Parizu, u XIX veku, ve dostigla 110 l /st. dn. Danas, u veini evropskih gradova potronja vode iznosi oko 200 l /st. dn. , dok je u nekim delovima SAD i Kanade i dvostruko vea. Dobro je poznato da se savremeni svet odlikuje ogromnim razlikama u nivou razvoja i skoro nepremostivim jazom izmeu bogatih i siromanih. Upravo potronja vode predstavlja paradigmatinu ilustraciju ovog jaza. U ovom trenutku, jedna petina svetskog stanovnitva nema pristup vodovodnim mreama, ve se snabdeva iz reka, bunara i ostalih primitivnih i nehigijenskih izvorita. Zato je njihova norma potronja vode 50 100 puta manja nego u razvijenim zemljama. Uporedni prikaz prostornog rasporeda vodnih resursa i potronje vode u svetu dat je na slici 1. Moe se konstatovati da se najbogatiji vodni resursi nalaze u Aziji ( 29% ukupnog svetskog vodnog potencijala) i Junoj Americi ( 28%). Vodni resursi Evrope i Severne Amerike su isti (po 15%), Africi pripada 9%, dok Okeanija i Centralna Amerika imaju ukupno oko 4% sverskih vodnih resursa. to se tie potronje vode, slika je sasvim drugaija. Najvei potroa vode je Azija ( 50% svetske potronje vode), Evropa je na drugom mestu sa 16% , dok Severna Amerika i Afrika podjednako uestvuju u svetskoj potronji vode (po 13% ), dok je uee June Amerike 6% . Okeanija i Centralna Amerika imaju minimalno uee u potronji vode u svetu (ukupno 2% ). Iz ovog uporednog prikaza se moe zakljuiti da se najvei nesklad izmeu vodnih resursa i potronje vode javlja u Aziji, gde je kriza vode i najizraenija. S druge strane, najpovoljnija je situacija u Junoj Americi, iji vodni resursi znatno nadmauju sadanju potronju.

29%

28%

15%

15%

9%2%2%

AzijaJuna AmerikaSeverna AmerikaEvropaAfrikaOkeanija i PacifikCentralna Amerika

A) Resursi

5

50%

6%

13%

16%

13%1%

1%

AzijaJuna AmerikaSeverna AmerikaEvropaAfrikaOkeanija i PacifikCentralna Amerika

B) Potronja Slika - Uporedni prikaz raspoloivih vodnih resursa i potronje vode po kontinentima Kao to je poznato, vodosnabdevanje naselja ne pokriva samo potrebe stanovnitva, ve i industrije. Potrebe industrije za vodom mogu biti vrlo velike, u zavisnosti od tehnologije. Industrijski potroai mogu troiti vodu kao sirovinu u tehnolokom procesu, ili kao sekundarnu materiju u procesu proizvodnje. Poseban sluaj su termoelektrane i nuklearne centrale, koje troe ogromne koliine vode za hlaenje agregata. Sa ukljuivanjem industrijskih potreba, norma potronje vode po stanovniku se uveava skoro dvostruko. Ogroman porast potronje vode u svetu, u toku XX veka, imao je i drugu stranu medalje korespondentno poveanje koliina otpadnih voda. Odvoenje otpadnih voda i njihovo preiavanje pre uputanja u recipijente (reke ili mora) predstavlja danas jedan od najveih vodoprivrednih problema. Posebno treba naglasiti izvanredan ekoloki znaaj ovih aktivnosti, u sklopu zatite ivotne sredine. Odvoenje i preiavanje otpadnih voda zahteva visoku tehnologiju i vrlo velika finansijska sredstva. Primera radi, za ove svrhe je u SAD, u poslednje tri decenije XX veka, utroeno 1000 milijardi dolara. Otuda je razumljivo to odvoenje i preiavanje otpadnih voda predstavlja ogroman finansijski problem za zemlje u razvoju, koji se teko moe reiti bez strane pomoi. U domenu korienja voda, pored vodosnabdevanja naselja i industrije, poseban znaaj ima poljoprivreda, sa razvojem navodnjavanja. U toku XX veka, navodnjavanje u svetu je doivelo veliki razvoj, jer su od 50 miliona hektara, na poetku veka, povrine pod sistemima za navodnjavanje poveane na 250 miliona hektara. Prema podacima UN, potronja vode za navodnjavanje danas u svetu iznosi 1800 milijardi kubnih metara godinje, to nadmauje sve ostale vidove potronje vode. Potronja vode u pojedinim zemljama prikazana je na sledeoj slici. Osnovni indikator potronje vode je godinja potronja po glavi stanovnika. Kao to se i moglo oekivati, prve su SAD, sa 2500 m3 / god /stan. Zatim slede zemlje koje imaju relativno veliku potronju vode, u odnosu na broj stanovnika Grka, Libija, Kanada i Mali, sa oko 2000 m3 / god /stan.

6

Na dnu su drave sa velikom potronjom vode, ali i ogromnim brojem stanovnika ( Indija i Kina), tako da im je specifina potronja vode mala (ispod 1000 m3 / god /stan.). Na slici je prikazana i struktura potronje vode, sa tri osnovne kategorije poljoprivreda,industrija i domainstva. Moe se konstatovati da je poljoprivreda dominantan potroa vode skoro svuda u svetu, to najbolje ilustruje znaaj i razmere navodnjavanja. S druge strane, potronja vode u industriji je u korelaciji sa optim i industrijskim nivoom razvoja u pojedinim zemljama. U tom pogledu, posebno se istiu SAD, Kanada, Nemaka i Holandija.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

SAD

GrkaLibija

Kanada

Mali

Rusija

NemakaAustralija

Izrael

Brazil

Island

Velika Britganija

Holandija

Japan

Egipat

Indija

Kina

Godinja potronja vode po stanovniku u m3

Poljoprivreda

Industrija

Stanovnitvo

Slika - Potronja vode u pojedinim dravama, po stanovniku godinje i struktura potronje za tri osnovne kategorije poljoprivreda, industrija, domainstva Svetska strategija gazdovanja vodama u XXI veku Problemi sa vodom su od ivotnog znaaja za milijarde ljudi irom zemljine kugle. Kao to je poznato, u celom svetu je prihvaena sintagma da je voda najznaajniji strateki resurs XXI veka. Na meunarodnim konferencijama se iznose veoma zabrinjavajue injenice o ljudskim patnjama zbog vode, irom sveta. Prema prikazanim podacima, u svetu danas 1,1 milijarde ljudi (oko 20% svetske populacije) nema pristup zdravoj vodi za pie, dok 2,4 milijarde ljudi (oko 40% ukupnog stanovnitva) nema reeno pitanje sanitacije (odvoenja i preiavanja otpadnih voda). Na Milenijumskoj skuptini UN (odranoj 2000. godine) postavljen je cilj da se do 2015. godine dvostruko smanje navedeni procenti. Meutim, u ovom trenutku je stanje zaista alarmantno, jer zbog zagaene vode za pie u svetu umire dnevno 6000 ljudi, to godinje dostie stravinu cifru od oko dva miliona ljudi. Centralna tema svetskih konferencija o vodama je strategija gazdovanja vodnim resursima u XXI veku. U tom okviru, istie se osnovni postulat o kompleksnoj funkciji vode i njenoj

7

socijalnoj, ekonomskoj i ekolokoj dimenziji. Otuda se strategija gazdovanja vodnim resursima mora temeljiti na harmonizaciji socijalnih, ekonomskih i ekolokih zahteva i interesa. To znai da nijedna od ove tri dimenzije vodnih resursa ne moe imati apsolutni prioritet, a da druge budu zapostavljene. Ukoliko se postavi pitanje prioriteta, onda treba imati u vidu jedan od najvanijih postulata: U sklopu zatite ivotne sredine, osnovne ljudske potrebe moraju imati prioritet. Finansiranje vodoprivrednih aktivnosti je takoe jedna od najvanijih svetskih tema. Godinje se u svetu ulae 80 milijardi dolara u vodoprivredu. Ova cifra zaista deluje impresivno, ali ipak ne zadovoljava realne potrebe svetske vodoprivrede, koje se procenjuju na 180 milijardi USD. To znai da godinje nedostaje 100 milijardi dolara za reavanje problema vodoprivrede u svetu. Naravno, podrazumeva se da se ovaj deficit preteno odnosi na zemlje u razvoju. Zbog toga je evidentno da se vodoprivredni problemi zemalja u razvoju ne mogu reiti bez pomoi razvijenih zemalja. S obzirom na velike finansijske probleme vodoprivrede, postavlja se pitanje o potencijalnim uesnicima u finansiranju ove delatnosti. U vezi s tim, zauzet je stav da svaka drava mora biti glavni uesnik u finansiranju svojih vodoprivrednih aktivnosti, ali da bi trebalo potrati i druge finansijske izvore. Drugi bitan stav se odnosi na neophodnost partnerstva javnog i privatnog sektora, u cilju obezbeenja potrebnih investicija. U svetskoj strategiji gazdovanja vodama u XXI veku uzimaju se u obzir svi nepovoljni faktori, koji negativno utiu na raspoloive vodne resurse na planeti. Pored zatite voda i obezbeenja njihovog kvaliteta, od posebnog su znaaja i efekti globalnog zagrevanja, koji izazivaju drastine globalne poremeaje meteorolokih i hidrolokih ciklusa. Trend smanjenja raspoloivih vodnih resursa u svetu, u periodu od 1950 2000. godine, prouzrokovan zagaenjem voda u prirodi, nastavie se i u narednom periodu od 2000 2025. godine, pri emu e efekat zagaenja voda biti superponiran sa efektom globalnog zagrevanja. Ovaj trend je ilustrovan slikom na kojoj su prikazani raspoloivi vodni resursi u svetu, u 3 vremenska preseka 1950, 2000 i 2025 godine. Na slici su vodni resursi po regionima sveta razvrstani u 6 kategorija : katastrofalno mali, vrlo mali, mali, srednji, veliki i vrlo veliki. Iz slike 4. se moe konstatovati da 1950. godine nigde na svetu nije bilo katastrofalne situacije sa vodnim resursima, vrlo mali su bili u Severnoj Africi, a mali u Indiji i Kini. Do 2000. godine se stanje promenilo, jer resursi u Severnoj Africi postaju katastrofalno mali, do vrlo mali resursi zahvataju vei deo Azije. Za 2025. godinu se prognozira da e katastrofalno stanje vodnih resursa zahvatiti Severnu Afriku i veliki deo Azije. Za razliku od Severne Afrike i Azije, na ostalim kontinentima nema bitnih promena stanja vodnih resursa. Juna Amerika i severni deo Severne Amerike (Kanada) su u kategoriji vrlo bogatih vodnih resursa, dok Evropa ostaje u kategoriji skromnih resursa. Imajui u vidu globalni karakter i razmeru grafikog prikaza, mogle bi se staviti neke primedbe na kategorizaciju pojedinih regiona. Na primer, to se tie Evrope, najnovije prognoze ukazuju na pogoranje stanja povrinskih vodnih resursa. Na slici 6 je prikazan trend promene dotoka reka na evropskoj teritoriji u buduem periodu. Moe se konstatovati da su vei delovi Evrope zahvaeni trendom smanjenja dotoka, meu kojima je i podruje Srbije.

8

Slika - Globalni prikaz stanja vodnih resursa u svetu 1950. i 2000. godine, sa prognozom za 2025. godinu

9

Slika - Trend promene godinjeg dotoka evropskih reka Globalna ocena sadanjeg stanja vodosnabdevanja u Srbiji i perspektive budueg razvoja Kriza vode u Srbiji nije u toj meri izraena kao u nekim kritinim regionima sveta, ali je ipak permanentno prisutna u domenu kvaliteta voda, a povremeno dostie ozbiljne razmere i pogledu kvantiteta voda. S obzirom na nedovoljno razvijeno navodnjavanje, koje je najvei potencijalni potroa vode, kriza vode se manje manifestuje u oblasti poljoprivrede, a znatno vie u oblasti vodosnabdevanja stanovnitva. Problemi sa kvalitetom vode za vodosnabdevanja stanovnitva se javljaju irom Srbije, bez obzira da li se radi o izvoritima povrinske ili podzemne vode. Veliki broj vodovodnih sistema ne zadovoljava fiziko hemijske i bakterioloke kriterijume vode za pie. Najei uzroci bakterioloke neispravnosti vode za pie su koliformne bakterije (indikatori fekalnog zagaenja), dok je fiziko hemijska neispravnost prouzrokovana poveanim sadrajem gvoa, mangana, nitrata i nitrita. Problemi sa kvantitetom vode se javljaju povremeno, u sunim godinama, ali se mogu manifestovati u vrlo ozbiljnoj formi. Sa tog aspekta, paradigmatian je najnoviji primer iz leta 2008. godine, u Moravikom regionu, kada je veliko podruje na relaciji Arilje aak

10

Gornji Milanovac zahvaeno krizom vodosnabdevanja. S obzirom da se ovaj region snabdeva vodom iz ivog toka reke Rzav, dugotrajna sua i minimalni proticaji ovog vodotoka su uslovili ozbiljnu krizu vode. U normalnim hidrolokim uslovima, sa aspekta obezbeenosti vode za pie, situacija sa vodosnabdevanjem u Srbiji je relativno dobra, jer je pitka voda obezbeena za celokupno stanovnitvo, ali sa izraenim varijacijama u kvantitetu i kvalitetu. Stanje vodosnabdevanja se razlikuje po podrujima, kako u pogledu izgraene vodovodne infrastrukture, tako i u pogledu pouzdanosti vodosnabdevanja (po vremenu, koliini i kvalitetu). Ovo je uslovljeno razliitom gustinom naseljenosti, stepenom privredne aktivnosti i raspoloivim kapacitetima izvorita, gubicima u mrei i dr. U Srbiji, procenat gradskog i prigradskog stanovnitva koji ima neku vrstu vodosnabdevanja (minimum esmu u dvoritu) iznosio je 1991. godine (poslednji popis stanovnitva) oko 90%, pri emu je najvii u Vojvodini (oko 95%), neto rnanji u Centralnoj Srbiji (oko 94%), a daleko najloiji na Kosovu i Metohiji (tek neto vie od 60%). Od tog broja, vodu u stanu ima u Srbiji oko 81% stanovnitva (Centralna Srbija 86%, Vojvodina 81%, Kosovo i Metohija 51%). Za vodosnabdevanje stanovnitva koriste se podzemne i povrinske vode. Povrinske vode se zahvataju iz ivog toka i iz akumulacija (ukupan kapacitet izvorita bio je oko 250 miliona m3/god.). Kapacitet izvorita podzemnih voda bio je 1991. godine oko 714 miliona m3/god, od ega su najznaajnija aluvijalna izvorita (oko 390 miliona m3/god.). Specifina potronja vode po stanovniku iznosila je izmeu 300 i 400 l/st-dan. Od ove koliine, stanovnitvo koristi oko 45%, industrija oko 30%, dok oko 25% otpada na ostale potroae i gubitke u mrei. to se tie kvaliteta vode za pie, razlike su takoe veoma izraene. U javnim vodovodnim sistemima, kvalitet vode se nalazi pod stalnom kontrolom, to nije sluaj sa individualnim vodosnabdevanjem. Otuda u ovom drugom sluaju postoji rizik upotrebe pijae vode koja ne zadovoljava sanitarne kriterijume. Kvalitet voda za pie je u odreenom broju sistema za vodosnabdevanje veoma povoljan ili zadovoljavajui. Meutim, pojedini vodovodi, pa i cele oblasti, nemaju zadovoljavajui kvalitet vode za pie, a ponegde je stanje kritino. S obzirom na fundamentalni znaaj vodosnabdevanja za opstanak i razvoj nacije, kao i za razvoj privrede, ova grana vodoprivrede ima prioritetno mesto u stratekim planovima sektora voda u Srbiji. Razvoj vodosnabdevanja u narednim decenijama treba da prati porast broja stanovnika, kao i povienje civilizacijskih i kulturnih standarda. Otvaranje novih izvorita vodosnabdevanja mora biti planirano na naelima odrivog razvoja i zatite ivotne sredine. U Srbiji postoji nekoliko velikih akumulacija koje se mogu koristiti za vodsnabdevanje (Vlasina, Zavoj), ili koje jo nisu dovoljno iskoriene (Barje, elije, Bovan). Pored toga, u izgradnji su jo dve velike akumulacije (Prvonek, Rovni). S druge strane, postoje znaajna izvorita podzemnih voda, koja su pogodna za vodosnabdevanje stanovnitva. Posebna panja u narednom periodu se mora obratiti na zatitu izvorita vodosnabdevanja od koncentrisanih i rasutih zagaivaa. U tom smislu, neohodna je izgradnja novih i rekonstrukcija postojeih postrojenja za tretman vode za pie. Pri razmatranju perspektiva razvoja vodosnabdevanja u Srbiji, moraju se imati u vidu potencijalni poremeaji meteorolokih i hidrolokih ciklusa, kao posledice globalnog

11

zagrevanja planete. Na osnovu prikaza primera krize vode u razliitim regionima sveta, moe se zakljuiti da efekti globalnog zagrevanja imaju znaajan uticaj na uslove vodosnabdevanja. Ovi poremeaji se manifestuju poveanjem intenziteta i verovatnoe pojave ekstrema smanjenjem malih voda i poveanjem velikih voda na rekama. Primer dugotrajnih, ekstremno malih voda reke Rzav, je u tom smislu karakteristian i mora predstavljati upozorenje za srpsku vodoprivredu. Sigurnost vodosnabdevanja iz povrinskih izvorita moe se obezbediti samo izgradnjom akumulacija, koje mogu da neutraliu efekte poremeaja hidrolokih ciklusa. Prema tome, u buduem periodu e biti neophodna realizacija planova iz Vodoprivredne osnove Srbije, u vezi sa izgranjom veeg broja akumulacija za vodosnabdevanje. Potronja vode i mere za smanjenje gubitaka vode

Pitanje pravilnog odreivanja norme potronje vode je izuzetno vano kod planiranja i sprovoenja investicija. Prosena potronja vode po stanovniku na dan (specifina potronja) odraz je funkcije vie parametara, koji se generalno mogu podeliti na prirodne (dostupnost vodi, klimatske karakteristike, karakteristike recipijenata, itd.) i drutvene (ekonomska mo drutva, svest o potrebi racionalizaciji potronje vode, itd.). Specifina potronja vode kree se od jedva neto preko 100 litara po stanovniku na dan u sunim i ekonomski nerazvijenim zemljama Afrike do preko 1000 litara po stanovniku na dan u pojedinim dravama SAD. U Evropi, prosena potronja vode po stanovniku na dan u domainstvima kree se u granicama od oko 120 litara (Francuska, Nemaka, Holandija) do oko 200 litara (Italija, panija, Finska, Norveka). Ukupno zahvatanje vode na izvoritu (ukljuujui i industrijske potroae, ustanove, gubitke, itd.) iznosi 200-500 litara po stanovniku na dan. U Srbiji je realno oekivati znaajno opadanje potronje posle poveanja cene vode, kao i usled smanjivanja gubitaka u mreama. Nasuprot tome, javie se poveanje potronje vode u industriji. Realno je oekivati prosenu individualnu potronju u domainstvima od oko 150 litara po stanovniku na dan, dok proseno zahvatanje vode na izvoritu treba raunati u rasponu od 300-400 litara po stanovniku na dan (ukljuujui i sve ostale potroae, gubitke u mreama i si.). Veliki gubici vode iz vodovodnih sistema u Srbiji, pored ekonomsko-tehnolokih problema, uzrokuju i raubovanje izvorita vode. Iz tih razloga, problem gubitaka vode zahteva postojanje jedinstvene strategije za smanjenje gubitaka i njihove kontrole. Prvi korak u razvoju strategije je poznavanje upravljenja sistemima. U tom smislu osnovne mere koje se mogu preporuiti su institucionalne, tehnike i ostale. Institucionalne mere obuhvataju donoenje odgovarajuih zakona, propisa i pravilnika kojima e se regulisati odgovornost vlasnika i korisnika resursa vode. Iz iskustva drugih zemalja, preporuuje se uvodjenje regulatornog tela, iji bi zadatak bio definisanje i uvoenje neophodnih uslova i kriterijuma, koje je potrebno ispuniti za kvalitetno snabdevanje razliitih potroaa. Tehnike mere se sastoje iz niza mera na uvoenju merenja u vodovodnim sistemima, u cilju poboljanja performansi vodovodnih sistema, ali i definisanja minimalne kadrovske i organizacione osposobljenosti vodovodnih organizacija.

12

Ostale mere obuhvataju aktivnosti strukovnih udruenja na detaljnoj razradi predmetne problematike. U vezi s tim, treba pomenuti probleme preduzea koja vode brigu o snabdevanju vodom i odvoenju otpadnih voda (preduzea ViK), sa stanovita funkcionalnosti (izgraenost i odravanje), kao i sa stanovita razvoja (izgradnja novih objekata i kapaciteta). Problemi vezani za javna komunalna preduzea vodovoda i kanalizacije su mnogobrojni i obuhvataju vie aspekata:

- Slabo finansiranje svih aktivnosti ovih preduzea (slabo ulaganje u infrastrukturu i nedovoljno odravanje), kao posledica izuzetno niske cene vode, to dovodi do znaajnih problema u funkcionisanju sistema;

- Generalna nepripremljenost i nedostatak uslova za znaajnije investiranje u ovoj oblasti;

- Odreen viak zaposlenih u pojedinim preduzeima ViK; - Problemi vezani za pravni, vlasniki, finansijski i organizacioni status ovih

preduzea, kao i njihovo mesto u sektoru voda u Srbiji. Stanje i projekcija u oblasti zatite voda i otpadnih voda

Zatita kvaliteta voda je jedna od najvanijih oblasti u ovom sektoru i u neposrednoj je vezi sa problematikom odvoenja i preiavanja otpadnih voda. Generalno posmatrajui, situacija u ovoj oblasti je veoma nepovoljna u Srbiji. Samo oko 30% stanovnitva Republike Srbije je obuhvaeno organizovanim odvoenjem otpadnih voda. Veoma nizak procenat otpadnih voda se isputa u vodotoke uz odreenu vrstu preiavanja, dok svega oko 1.5% otpadnih voda koje isputamo, biva tretirano na zadovoljavajui nain. Imajui u vidu situaciju u Srbiji, neohodne su aktivnosti i mere, kratkoronog i dugoronog karaktera, koje obuhvataju sledee :

- Revitalizacija i uspostavljanje normalnog funkcionisanja postojeih ureaja za preiavanje otpadnih voda naselja i ureaja za predtretman industrijskih otpadnih voda;

- Izgradnja novih sistema za prikupljanje, dispoziciju i preiavanje otpadnih voda, najpre u naseljima u kojima ve postoji organizovano prikupljanje otpadnih voda ili je u planu izgradnja objekata i sistema za ovu namenu, radi poveanja stepena obuhvaenosti stanovnitva (i ostalih pridruenih korisnika) kompletnom uslugom snabdevanja vodom i odvoenja otpadnih komunalnih voda;

- Sprovoenje odgovarajuih radova i mera za zatitu postojeih i buduih izvorita vodosnabdevanja;

- Uspostavljanje mehanizama za kontrolu sprovoenja mera zatite. Da bi se stepen obuhvaenostl javnom kanalizacijom pribliio stepenu obuhvaenosti organizovanim vodosnabdevanjem (75-80%), u sledeih deset godina trebalo bi obezbediti ukupna ulaganja reda veliine 1,2 milijarde , odnosno na godinjem nivou 100-120 miliona .

13

Klasifikacija prirodnih voda Sve vode u Srbiji prema svome stepenu zagadjenosti i nameni izuzimajui mineralne i termalne vode, podeljene su u etiri klase (Uredba o klasifikaciji voda, Sl.glasnik SRS, broj 5, 3 februar 1968.) Klasa I- vode koje se u prirodnom stanju ili posle dezinfekcije mogu upotrebljavati ili iskoriavati za snabdevanje naselja vodom za pie, u prehrambenoj industriji i za gajenje plemenitih vrsta riba (salmonida) Klasa II - vode koje su podesne za kupanje, rekreaciju, i sportove na vodi, za gajenje manje plemenitih vrsta riba (ciprinida), kao i vode koje se uz normalne metode obrade (koagulacija, flokulacija, filtracija i dezinfekcija) mogu upotrebljavati za snabdevanje naselja vodom za pie i u prehrambenoj industriji. Klasa III - vode koje se mogu upotrebljavati ili iskoriavati za navodnjavanje i u industriji, osim prehrambene Klasa IV - vode koje se mogu upotrebljavati ili iskoriavati samo posle posebne obrade Vode klase II, van graninih tokova i tokova preseenih granicom Srbije dele se na potklase i to: potklasa IIa i potklasa IIb. Ova podela voda u klase i potklase vri se na osnovu relevantnih parametara kvaliteta i njihovih graninih vrednosti koji su prikazani u sledeoj Tabeli, gde su date granine vrednosti relevantnih parametara kvaliteta prirodnih voda. Parametar Klasa I Klasa II Klasa IIa Klasa IIb Klasa III Klasa IV Suspendovane mat. pri suvom vremenu u mg/l do

10 30 30 40 80 -

Ukupni suvi ostat. pri suvom vremenu u mg/l do za povrinske vode i jezera

350

1000

1000

1000

1500

-

za podzemne vode 800 1000 1000 1000 1500 - pH vrednost 6.8-8.5 6.8-8.5 6.8-8.5 6.5-8.5 6.0-9.0 - Rastvoreni O2 (ne primenjuje se na podzemne vode i prirodna jezera

8

6

6

5

4

0.5

BPK5 2 4 4 6 7 - Stepen saprobnosti po Libmanu (ne primenjuje se na podzemne vode i prirodna jezera

oligo-saprobni

betamezo-saprobni

betamezo-saprobni

beta-alfa-mezo-saprobni

alfa-mezo-saprobni

-

Stepen bioloke produktivnosti (samo za jezera)

oligotrofni

eutrofni

eutrofni

-

-

-

Najverovatniji broj koliformnih klica u 1000 ml vode maksimum do

200

6000

6000

10000

-

-

Vidljive otpadne materije bez bez bez bez bez bez Primetna boja bez bez bez bez - - Primetan miris bez bez bez bez - -

14

Prilikom zagadjenja vodo tokova, to zbog same prirode zagadjenja to zbog prirode samih vodotokova, ne postoji jedan opti model koji bi sve definisao, ali je prihvaeno da se u jako zagadjenim vodotocima mogu uoiti sledee zone koje predstavljaju kombinaciju nekoliko predloenih ema. Zona neposrednog zagadjenja - Prisutno mnogo organskih materija u poetnoj fazi njihove razgradnje. Sadraj rastvorenog kiseonika obino visok, uz prisustvo zelenih biljaka i riba u veoj koliini. Polisaprobna zona - zona aktivne razgradnje ili septika zona, u kojoj se odvija najvei deo oksidacionih procesa, uz mogu potpuni utroak rastvorenog kiseonika, odnosno prelazak u anaerobno stanje. Prisutne velike koliine CO2 i H2S a redukcioni biohemijski procesi se odvijaju. Obilje bakterija, bez zelenog bilja, eventualno prisutne plavozelene alge i mnoge vrste protozoa i biastih larvi Tubifera. Razgradnjom organskih materija nizvodno od ove zone formira se Alfamezosaprobna zona - jako zagadjena zona, prisutne zelene alge uz veliki broj bakterija, sadraj rastvorenog kiseonika nizak, posebno tokom noi, a sastav faune je raznovrsniji i prisutan u veem broju vrsta nego u prethodnoj zoni. Biohemijski procesi imaju redukcionooksidacioni karakter. Betamezosaprobna zona - blago zagadjena zona, uobiajno prisustvo zelenih algi i viih biljaka, sadraj rastvorenog kiseonika obino iznad 5 mg/l, a smanjena je i oksidacija organskih materija. U ovoj zoni se mogu nai i ribe kao jegulja, aran i klen. Biohemijski procesi imaju oksidacioni karakter. Oligosaprobna zona - zona praktino iste vode, mada se u njemu jo uvek odvija proces razgradnje organskih materija. Sadraj rastvorenog kisonika je po pravilu iznad 5 mg/l, ak i nou. Obilje zelenih biljaka i prisutna ivotinjska populacija je generalno tipina za zdrave vode. Biohemijski procesi imaju oksidacioni karakter.

15

KONCIPIRANJE SISTEMA ZA PRIPREMU VODE Svi sistemi za pripremu vode mogu se podeliti u tri osnovne grupe: Sistemi za pripremu vode za pie Sistemi za pripremu kotlovske napojne vode i Sistemi za pripremu procesne vode za pojedine industrijske procese Pored ovih treba pomenuti i sisteme za odravanje potrebnog kvaliteta vode u bazenima za plivanje, u zatvorenim rashladnim sistemima i za pripremu vode za neke posebne namene (farmaceutski kvalitet, voda za infuzione rastvore, hemodijaliza....) Sistem za pripremu vode za pie iskljuivo kao sirovinu koristi priprodnu vodu, dok drugi sistemi obino samo doradjuju vodu za pie do eljenog kvaliteta u skladu sa zahtevanim uslovima. Osnovni zadatak sistema za pripremu vode za pie je da obezbedi pitku vodu koja je hemijski i bakterioloki bezbedna za humanu upotrebu. U isto vreme taj kvalitet mora biti zadovoljavajui i za veinu industrijskih korisnika. Voda za pie ne sme imati neprijatan miris ili ukus, a esto se odredjenim dodacima u toku procesa kvalitet vode moe popraviti u smislu povoljnog delovanja na ljudsko zdravlje, na primer dodatkom fluorida. Kvalitet vode za pie se mora nalaziti u okviru propisanih standarda, koji pak sa druge strane ne zadovoljavaju potreban kvalitet za koltlovsku napojnu vodu ili pak kao procesna voda u prehrambenoj, papirnoj ili tekstilnoj industriji pa se mora podvrgnuti dodatnoj preradi od strane samih tih industrija. Pre pristupanja izrade samog tehnolokog koncepta jednog sistema za pripremu vode, esto se moraju preduzeti odredjene mere u cilju stalne obezbedjenosti potrebne koliine vode i poboljanja kvaliteta sirove vode, pre nego ona udje u sam sistem. Tako se izradom akumulacija u blizini izvorita i kontrolisanim isputanjem vode iz akumulacije u izvorite, moe obezbediti potrebna koliina vode ili se moe ta akumulacija koristiti za prethodno prirodno preiavanje vode sa izvorita. esto se u takvim sluajevima vodi dodaje CuSO4 kao algicidno sredstvo, koje spreava preterani razvoj algi koje ometaju dalje procese preiavanja ili pak dovode do pojave ukusa i mirisa vode to zahteva i dodatne obrade vode, a time i poskupljuju itav proces pripreme. Priprema vode za pie od sirove prirodne vode zahteva temeljno poznavanje: 1. karakteristika sirove vode 2. jasnu predstavu o kvalitetu preiene vode Na osnovu polaznih kriterijuma i ekonomskih uslova postavlja se tehnoloki koncept. Postavljanjem tehnolokog koncepta donekle se uslovljava stepen pouzdanosti koji sistem treba da ima i odredjuje nivo automatske kontrole koji se u njemu eli ostvariti. Izabrani nain prerade treba da bude ekonomian, kako u pogledu poetnog investiranja, tako i u pogledu eksploatacionih trokova.

16

Prvi zadatak koji je potrebno reiti u itavom lancu je izbor porekla vode: podzemna voda sa vee ili manje dubine povrinska voda iz reke, jezera ili eventualno mora Ako uopte postoji mogunost izbora, glavni faktori koje treba razmotriti su: kvalitet vode kojim se raspolae koliina potrebne vode i ujednaenost izdanosti izvorita cena ispitivanja vode, snabdevanja, prerade i distribucije mineralni polutanti organski polutanti bioloki polutanti mikroelementi Kao primer kvantitativnog uporedjenja kvaliteta vode iz povrinskih i podzemnih izvora u jednom regionu (u ovom sluaju je to drava Texas u SAD), dati su podaci u sledeoj tabeli:

Koncentracija, mg/L Povrinski izvor Podzemni izvor

Komponenta Reka Colorado

Reka Neches

Grad Stephenfille

Grad Houston

Kalcijum, Ca2+ 51 11 90 9.2 Magnezijum, Mg2+ 17 3.5 38 2.6 Natrijum, Na+ 21 22 9.7 202 Kalijum, K+ 4 3.3 5.2 5 Gvodje, Fe2+ 0.08 0.12 0.10 0.02 Bikarbonat, HCO3- 181 22 383 410 Sulfati, SO42- 30 19 39 2 Hloridi, Cl- 48 38 36 98 Fluoridi, F- 0.2 0.6 0.2 1.4 Nitrati, NO3- 0.2 0.2 2.2 0 Silikati, SiO2 8.8 16 16 16 Ukup. rastvor.mat 271 142 432 538 Tvrdoa kao CaCO3 197 42 380 34 pH 7.1 6.7 7 7.6

17

KARAKTERISTIKE VODE Voda je sastavljena od dva atoma vodonika i jednog molekula kiseonika, tako da 6.023x1023 molekula tei 18 g. U prirodi se vodonik javlja u tri izotopna oblika, 1H, 2H (deuterijum) i 3H (tricijum). Istovremeno, kisonik se javlja u 6 izotopskih oblika i to 14O, 15O, 16O, 17O, 18O i 19O. Tri izotopa 14O, 15O i 19O su radioaktivni sa kratkim vremenom raspada, pa se u prirodi veoma retko sreu, tako da preostaju tri oblika vodonika i tri izotopa kiseonika koji mogu napraviti ukupno 18 moguih kombinacija, pri emu svaki izotop kiseonika ima 6 moguih kombinacija: 16O1H1H, 16O2H2H, 16O3H3H, 16O1H2H, 16O1H3H, 16O2H3H i to isto ponovljeno sa 17O i 18O. Taan odnos prisutnih izotopa u vodi zavisi od porekla vode, ali uobiajena preirodna smea izotopa u vodi ima molekulsku teinu od 18.0152 g. Struktura atoma kiseonika i vodonika doprinosi da molekul vode ima tetraedarsku strukturu.

Atom kiseonika je u sredini te strukture, a na rogljevima se nalazi potencijalno mesto prisustva vodonikovih atoma.

18

Atomi vodonika se nalaze pod uglom od 104.5o, a rastojanje kovalentne veze O-H je 0.96A. Raspodela naelektrisanja dovodi do polarnosti. Izmedju pozitivnog naelektrisanja vodonikovog atoma i negativnog naelektrisanja sa kiseonika drugog molekula vode se uspostvalja vodonina veza. Energija vodonine veze je 10-40kJ/mol to odgovara 1-4% od energije kovalentne veze O-H unutar molekula (1000 kJ/mol).

Vodonina veza doprinosi jaem vezivanju molekula vode nego molekula drugih tenosti i ona doprinosi mnogim jedinstvenim karakteristikama vode. Pri formiranju leda dolazi do uspostavljanja vodoninih veza i formiranja heksagonalne structure leda, pri emu je duina rastojanja izmedju dva atoma kiseonika 2.76A. Upravo kao posledica heksagonalne strukture unutar te strukture se formira upljina koja doprinosi poveanju zapremine leda, odnosno smanjenja gustine koja omoguava ledu da pliva na vodi.

Gustina vode i leda

19

Gustina vode zavisi od temperature. Na 0oC led ima gustinu 916.7 kg/m3, a rastopljena voda 999.8 kg/m3. Na temperature od 3.98oC gustina vode iznosi 1000 kg/m3. Ova anomalija vode se objanjava upravo prisustvom vodoninih veza i promenom orijentacije molekula, prilikom njihovog pribliavanja sa smanjenjem temperature. Sa poveanjem temperature iznad 3.98 oC, dolazi do smanjenja njene gustine, tako da na 100 oC ona iznosi 958.4 kg/m3. Taka topljenja i taka kljuanja Na atmosferskom pritisku voda kljua na 100oC, pri emu se sa poveanjem pritiska poveava i temperature take kljuanja, pa pri 220 atm ona iznosi 374 oC. Transformacija vode iz tene u vrstu, odnosno vrste u tenu fazu se vri na 0oC. Provodljivost vode ista nvoda je veoma slab provodnik elektriciteta. Sadanje tehnologije omoguavaju dobijanje vode kvaliteta koji obezbedjuje provodljivost od 5.5x10-2 S/cm, za potrebe industrije poluprovodnika. Dielektrina konstanta Dielektrina konstanta predstavlja odnos odnos jaine uniformnog elektrinog polja izmedju dve naelektrisane ploe, E0 u odnosu na jainu polja, kada se izmedju tih ploa nalazi dipolni medij, u kome dipoli indukovani u molekulima deluju nasuprot primenjenom polju i smanjuju njegovu jainu, E. Odnos E0/E za neku sredinu daje dielektrinu konstantu, D. esto se dielektrina konstanta odredjuje i kao odnos kapaciteta kondenzatora koji sadri odredjenu supstancu (voda, na primer) i kada je u njemu vakuum. Na 0oC dielektrina konstanta za vodu iznosi 88.00, a na 100oC je 55.44. Sa ovakvim vrednostima dielektrine konstante voda je univerzalni rastvara. Dipolni momenat Kovalentna veza izmedju dva razliita atoma bie praena dipolnim momentom, ija se veliina dobija kao proizvod naelektrisanja elektrona i relativnog pomeranja pozitivnih i negativnih elektrinih centara. Postojanje polarnosti molekula vode i sposobnost da formiraju vodonine veze dovodi do mogunosti da bilo koja estica koja ima ili pozitivno ili negativno naelektrisnje bude okruena molekulima vode, to omoguava rastvaranje i pozitivno i negativno naelektrisanih estica.

Toplotni kapacitet i specifina toplota

20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-300 -200 -100 0 100 200 300

Temperature oC

Mol

arni

topl

otni

kap

acite

t J/m

ol C

Specifina tolpota ima isti profil stim to se vrednost na ordinate deli sa 18 (molarnom masom vode), tako da je specifina toplota na -11 oC 2.03 J/g C, a na 0oC 4.186 J/g C. Na 100 C u parnoj fazi pada na 1.9 J/g C. Toplota stvaranja vode Pri reakciji vodonika i kiseonika dolazi do egzotermne reakcije, oslobadja se toplota u iznosu od Hf0= -285.8 kJ/mol. Toplota fuzije Tolota fuzije je ona toplota koja je potrebna da se vrsta faza pretvori u tenu na taki topljenja. Za vodu ona iznosi Hf= 6.01 kJ/mol. Pretvaranje leda u vodu zahteva veu energiju nego zagrevanje vode sa 0 na 80oC. Ovako znaajna energija je potrebna radi razdvajanja dela vodoninih veza kod leda i njegovo prevodjenje u teno stanje. (od 0 do 100 je 7.54 kJ/mol, a od 100 do 120 oC je 0,92) Toplota isparavanja Kod isparavanja vode potrebno je prekinuti sve vodonine veze, kako bi se molekuli razdvojili i ta toplota iznosi Hv= 40.67 kJ/mol

21

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Dovedena toplota kJ/mol

Tem

pera

tura

oC

0,91 6,01 7,51 40,67 0,92

Povrinski napon Molekuli vode na povrini tene faze imaju veu energiju nego oni unutar same tenosti, jer su oni ispod povrine vode uspostavili svoje vodonine veze. Kao posledica toga, javlja se pojava da voda sama eli da zauzme takav oblik u kome e se ta energija minimizovati. Povrinski napon je sila koja doprinosi smanjenju povrine vode odredjene zapremine. Upravo je povrinski napon taj koji pomae vodi da pri padu kroz vazduh kapljica tei da zauzme sferini oblik. Veza izmedju temperature i povrinskog napona vode je data u sledeoj tabeli: T oC 20 60 100 (N/m) 0.0728 0.0662 0.0589 Viskozitet Viskozitet vode je vei u odnosu na fluide sa slinom molekulskom teinom. Kao i u raniji sluajevima, postojanje vodoninih veza doprinosi poveanju viskoziteta. Poto se sa poveanjem temperature molekuli vode udaljuju to slabe i medjusobne vodonine veze, to prouzrokuje da viskozitet opada. Dinamiki viskozitet se izraava u jedinicama Ns/m2, a kinematski viskozitet, koji predstavlja odnos ima jedinice m2/s.

22

Kvalitet vode kojom se raspolae Podzemna voda je, odavno, za mnoge, sinonim prirodno iste vode, a povrinska voda za zagadjenu vodu. Pri razmatranju kvaliteta sirove vode, nije dovoljno poznavati samo rezultate njenih hemijskih analiza, ve je neophodno, na osnovu relevantnih podataka, to pouzdanije proceniti i trendove promena njenog kvaliteta u narednom periodu. Pri tome treba imati na umu da se kvalitet sirove vode moe menjati dnevno, sezonski, godinje ili tokom perioda od nekoliko godina. Podzemne vode su apriori privlanije, ali su i one retko kad iste tokom cele godine, naroito u kinim periodima, kada se mogu zamutiti ili zagaditi prolazom voda kroz povrinske slojeve. Ovo zagadjenje je po pravilu redje i ogranienije u odnosu na povrinske izvore, ali je i dueg trajanja zbog male brzine filtracije i sporog povraaja izgubljene ravnotee. Zagadjenje podzemne vode napreduje postepeno te postoji opasnost da se i ne uoi ako se analize ne vre sistematski. Kvalitet sirove vode se odredjuje na osnovu sledeih parametara: Da bi se izvrila prava karakterizacija vode, neophodno je pravilno uzorkovanje vode i odredjivanje nivoa tanosti merenja i hemijske analize. Jedinice kojima se izraavaju hemijske koncentracije pojedinih konstituenata u vodi su:

1. Mol odgovara molekulskoj teini komponente izraene u gramima (1Mol CaCO3 je 100g)

2. Molski udeo- predstavlja odnos broja molova date komponente u vodi, prema ukupnom broju molova rastvorenih u vodi

NCBA

BB nnnn

nx... ,

gde su sa n oznaceni brojevi molova prisutnih u vodi pojedine komponente 3. Molarnost- predstavlja broj prisutnih molova odredjene komponente u vodi u odnosiu

na ukupnu zapreminu rastvora, mol/L.

L) rastvora, premina(g/mol)(za tezinamolekulska g ,komponente masaM

4. Molalnost- predstavlja broj prisutnih molova odredjene komponente u vodi u odnosiu na ukupnu masu rastvora, mol/kg

kg) rastvora, sa(g/mol)(ma tezinamolekulska g ,komponente masam

5. Masena koncentracija, g/L, predstavlja odnos mase rastvorene komponente prema zapremini rastvora

L rastvora, zapremina g ,komponente masag/L ija,Koncentrac

6. Normalnost, N, - predtavlja broj ekvivalenata po zapremini rastvora

L) rastvora, eminag/eq)(zapr ,komponente masa tna(ekvivalen g ,komponente masaeq/L N,

gde je ekvivalentna masa komponente jednaka odnosu molekulske teine komponente i odnosa valence te komponente:

eq/mol Z, g/mol ,komponente tezinamolekulskag/eq tezina,naEkvivalent

23

7. Delova na milion, ppm predstavlja odnos mase komponente prema milion puta veoj masi. Na primer 1mg je 1 ppm u odnosu na masu od jednog kilograma.

rastvora g 10 g ,komponente masappm 6

Kvalitet merenja fizikih parametara se odredjuje stepenom tanosti korienih instrumenata i statististikom obradom dobijenih rezultata, dok se procena validnosti hemijske analize radi sabiranjem svih dobijenih koncentracija katjona (Ca2+, Mg+, Na+, K+..) i anjona (HCO3-, SO42-, Cl-, NO3-..):

anjona = katjona Procentualna razlika izvrenih merenja se odredjuje na osnovu jednaine:

100%

anjonakatjonaanjonakatjona

Prihvatljivi kriterijumi za tanost analize su: anjona, meq/L Prihvatljiva razlika 0-3.0 0.2 meq/L 3.0-10.0 2% 10-800 5% Boja- se kod dobre vode za pie ne tolerie. Norma u Francuskoj je 20 jedinica platina-kobalt. I dubinske i povrinske vode su ponekad obojene. Prve ak iako su bistre mogu po izlasku na povrinu u dodiru sa kiseonikom da postanu obojene(ute, crvene pa ak i crne). Miris i ukus- su osnovne karakteristike za procenu vode. Voda za pie trebe da bude bez mirisa i ukusa. Ukoliko izvorite vode nije takvo, voda se mora podvrgnuti preradi sa efikasnim i permanentnim uinkom, to je prilino skup postupak. Temperatura- je pored bistrine i ukusa najmerodavniji inilac za ocenu upotrebljivosti vode za pie, pa je i tu podzemna voda u prednosti, zbog svoje konstantne temperature u odnosu na povrinske vode kod kojih temperatura varira od 1-22 oC. Temperatura je vaan inilac pri oceni ravnotee vode u odnosu na kalcijum i na obrade kojima e se ona podvrgavati. to je temperatura vode nia, utoliko su hemijski procesi oko flokulacije-dekantacije sporiji i osetljiviji, naroito ako joj je temperatura ispod 10oC. S druge strane, ako je temperatura via, moe doi do intenzivnog razvijanja planktona ili do prezasienosti rastvorenim gasovima, to uslovljava pojavu bele vode ili pak izaziva velike smetnje u radu stanica za preradu. Vie od drugih karakteristika vode, vano je poznavati brzinu promene tmperature, isto toliko koliko i amplitude tih promena. Sadraj suspendovanih materija- procenjuje se samo delimino i to na osnovu zamuenosti kao jedne od najuoljivijih karakteristika. Voda za pie ne treba da sadri suspendovane materije koje se mogu taloiti. Danas se (u Francuskoj) tolerie zamuenost od 15 kapi

24

mastike (priblino jedna Deksonova jedinica) ali se nastoji da voda za distribuciju nema vie od 5 kapi zamuenosti. Tanije je zamuenost izraavati u jedinicama NTU (nefelometric turbidity units), pri emu je vrednost dozvoljenog zamuenja do 1NTU (dok se za manje vodovode, do 5.000 stanovnika, tolerie zamuenost i do 5 NTU).

25

pH- vode mora biti u definisanim granicama od 6.8-8.5. Ukoliko je koncentracija vodonikovih atoma izvan ove granice, tehnolokim postupkom se mora dovesti na propisanu meru.

HHpH 1010 log 1log OHHOH2

KOH

OHH

2

Koncentracija vode u vodenim rastvorima je konstantna pa se njena vrednost moe ukljuiti u vrednost konstante, tako da je pri temperaturi od 25 oC: 14101 wKOHH odnosno,

14 pOHpH

Mineralizacija vode- se ee javlja kod dubinskih nego kod povrinskih voda. Viak krea u vodi je nepoeljan ali je jo gore, ak i tetno, ako mineralizovana voda sadri viak nekih jona, kao to su arsen, olovo, fluor idr. Sulfati i hloridi- mereni zajedno ili odvojeno u veoj ili manjoj meri indiciraju salinitet vode namenjene potronji. Vea koliina ovih soli je tetna za oveka (mada se posle izvesnog perioda prilagodjavanja mogu podnositi i koliine koje znatno prelaze normalnu jedinicu od 250 mg/l), a pored toga izazivaju i koroziju metalnih cevovoda. Dubinske vode raspolau najveim salinitetom, pa malo zagadjena povrinska voda ima prednost nad njima. Gvodje i mangan- sami po sebi nisu tetni ali ih treba eliminisati, jer, iako se tolerie sadraj (Mn+Fe) od 0.3 mg/l sa granicom od 0.1mg/l za Mn, moe doi do velikih smetnji i sa manjim sadrajem u provodnicima sa sporom cirkulacijom vode, pa se i sa sadrajem

26

mangana od 0.05 mg/l moe javiti crna voda, kao i kod gvodja. Stoga je neophodno ispitati koncentraciju ovih metala u vodi, a podzemne vode ih esto sadre. Analiza dalje odredjuje izbor koagulanata koje treba koristiti u pojedinim sluajevima. Rastvoreni kiseonik- je vodi neophodan zbog ukusa, kao i da voda ne bi postala uzronik korodiranja metalnih cevi kroz koje tee. Ako podzemna voda nema rastvorenog kiseonika, ne znai da je zagadjena jer poetni sadraj kiseonika moe biti utroen na prirodno samopreiavanje prilikom poniranja. Takva voda se mora obavezno aerisati pre upotrebe. Kalcijum- najvie utie na pojavu tvrdoe vode i to tzv. karbonatne tvrdoe, koju je u procesu pripreme vode potrebno svesti na odgovarajuu meru.

Sadraj organskih materija- mora se paljivo ispitati ako je voda namenjena ljudskoj potronji. U podzemnim vodama obino ima malo organskih materija osim ako nisu u dodiru sa nekim izvorom zagadjenja, to je pored temperature njihova osnovan prednost u odnosu na povrinske vode. Sadraj organskih materija u vodi je potrebno vezati za konkretne sluajeve, a posebno da li je sadraj sa biljnim poreklom, koji nije tetan. Postavljena granica da oksidabilnost vode za pie ne bi trebalo da predje 3 mg/l ako se merenje vri u alkalnoj sredini, moe se razliito tumaiti, jer ta da se zameri vinu ili aju koji imaju mnogo vei sadraj organskih materija. Plankton- izaziva ozbiljne smetnje kako u stanici za preradu vode tako i u distribucionoj mrei ili rezervoarima. Javlja se u povrinskim vodama u obliku fitoplanktona (biljnog) i zooplanktona (ivotinjskog porekla). Pored mehanikih problema u stanicama za preradu i cevovodu, plankton daje i rdjav ukus vodi. Zooplankton se jo manje tolerie jer ako se zapate u mrei veoma ih je teko odstraniti, a jo gore ih je ostaviti u stanju suspenzije. Bakterije i virusi- moraju se odstraniti sterilizacijom a veinom su prisutni u povrinskim vodama, premda se i podzemne vode moraju preventivno tretirati.

27

FIZIKE, FIZIKO-HEMIJSKE I HEMIJSKE OSOBINE VODE ZA PIE KOJE MOGU IZAZVATI PRIMEDBE POTROAA Redni Parametri Maksimalno doputene vrednosti broj ili koncentracije

1. Boja 5 stepeni Co-Pt skale 2. Miris i ukus bez 3. Mutnoa do 1 NTU* 4. Koncentracija jona vodonika (pH) 6,8 8,5 5. Oksidabilnost (mg KMnO4/l) do 8 ** 6. Provodljivost (Scm, na 20 C) do 1000 7. Temperatura Temperatura izvorita illi nie 8. Rastvoreni kiseonik (% saturacije) 50*** 9. Sulfati 250**** 10. Vodonik sulfid bez***** 11. Ukupni organski ugljenik * Za vodovade do 5000 stanovnika dozvoljena je mutnopa do 5 NTU (nefelometrijska jedinica mutnoe) ** Smatra se da je voda ispravna u sluaju da oko 20% merenja koja nisu uzastopna u toku godine, vrednost ovog parasmetra dostigne do 12 mg KMnO4/l. Frekvencija merenja po vaeem Pravilniku. *** Ne odnosi se na podzemne vode **** Ne sme se osetiti miris

PRINCIPI PRERADE VODE ZA PIE Prerada vode na osnovu ispitanog porekla, fizikih, hemijskih i biolokih karakteristika, kao i njene mikrozagadjenosti moe biti vie ili manje kompletna. Ponekad je potrebno primeniti mnogobrojne postupke i njih treba tako kombinovati da se nedostaci vode eliminiu na najbolji mogui nain a da u isto vreme najbolje odgovaraju mogunostima koje uredjaj prua. Izabrani nain prerade treba da bude ekonomian u pogledu poetnog investiranja i ekploatacionih trokova. Prerada vode se vri ve na zahvatu vode ili kod crpki. Kod podzemnih voda potrebno je obezbediti takvu kaptau ili potiskivanje da se tom prilikom zhvati to manje zemlje i peska. Zahvat povrinske vode treba prilagodjavati nanosu koji ona sadri. Dobro zahvatanje vode predstavlja prvi stadijum prerade vode. Koncepcija zahvata vode U jezeru sa ustaljenim nivoom, kotu zahvata treba tako izabrati da tokom itave godine sadraj suspendovanih i koloidnih materija u vodi, kao i sadraj planktona bude to manji, a temperatura vode to nia. Ako je jezero dovoljno duboko, zahvatanje vode se vri na dubini od 30-35 m, ime je uticaj osvetljenosti znaajno smanjen a time i ogranien sadraj planktona. U svakom sluaju zahvatanje vode treba da se vri bar na 7 m od dna, kako bi se izbegao uticaj kretanja nataloenih estica i vodenih struja na dnu, ako i posledice vertikalnog kretanja usled temperaturne razlike (prevrtanje jezera). Zahvat vode iz jezera sa promenljivim nivoom se vri uz potovanje prethodnih kriterijuma, s tim to je potrebno obezbediti zahvatanje sa razliitih dubina, zavisno od doba godine. Na zahvatu vode iz reke treba se obezbediti od nanosa zemlje, peska, lia, trave, povrinske pene, ugljovodonika itd. Ne postoji model idealnog vodozahvata, tako da savisno

28

od sluaja voda moe biti zahvaena sa dna, bono, putem sifona itd. Svaki od ovih naina zahteva posebnu studiju.

Slika Izvorite Potkop - aht

Slika. Vodozahvat na reci Brvenici Prethodna prerada vode U okviru prethodne prerade sirove vode, u savremenim sistemima za pripremu vode, primenjuju se sistemi sa reetkama, talonici i sita, za uklanjanje inertnog materijala, kao i hemijska obrada i aeracija. Prvi nain prerade po zahvatu je: Cedjenje kroz reetku Vri se kako bi se eliminisao krupniji materijal, koji moe ometati dalje faze prerade. Efikasnost operacije zavisi od razmaka izmedju ipki reetke i razlikuju se: grubo cedjenje kroz reetku sa otvorima 40-100 mm finije cedjenje kroz reetku sa otvorima 10-40 mm fino cedjenje kroz reetku sa otvorima 3-10 mm

29

Reetke se mogu istiti runo ili automatski. Najee se za stanice veih razmera upotrebljavaju automatske reetke ( ili mehanike reetke), ali se one takodje mogu primeniti i kod manjih stanica kod kojih postoji opasnost od naglog nanoenja materijala biljnog porekla, koji ima tendenciju da obloi reetku i tako izazove prekid doticaja vode. Tipovi reetki: a) Reetke za runo ienje Koriste se jednostavne eline ipke vertikalne ili pod uglom 60-80o prema horizontali. Na manjim i srednjim stanicama usisne korpe imaju ulogu reetke, koje se mogu ititi `kontramlazom` . b) Mehanike reetke koje se iste sa uzvodne strane: - krive reetke - reetke na zupanicima - reetke sa grabuljama na uetu (za vodu sa malo nanosa) - reetka sa etkama na beskrajnoj traci (slui za fino cedjenje) c) Mehanike reetke koje se iste sa nizvodne strane: - reetka sa eljevima na beskrajnoj traci (koristi se i kod otpadnih voda jer ima veliki kapacitet) - reetka sa grabuljama na beskrajnoj traci ( u stanju je da odstrani velike koliine otpadaka iz vode) Odstranjivanje peska Zavisno od uslova zahvatanja, moe se postaviti pre ili posle procedjivanja kako bi se u daljem postupku zatitili ugradjeni aparati. Odstranjuju se ljunak, pesak i manje ili vie fine estice minerala. Dimenzije estica koje se ovom prilikom odstranjuju su vee od 200 mikrona. estice nieg granulometrijskog sastava odstranjuju se tokom procesa dekantacije ili odstranjivanja mulja. Odstranjivanje peska se vri u talonicima, a zavisno od uslova u taloniku i vrsti materijala projektuje se i odgovarajui talonik, pri emu se koriste formule Stoksa, za laminarno, Njutna, za turbulentno i Alena , za taloenje u prelaznoj oblasti. U praktine svrhe, za pesak gustine 2.65 g/cm3, mogu se koristiti sledei podaci: d (mm) 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 10 Vo 0.2 0.7 2.3 4.0 5.6 7.2 15 27 35 47 74 Vcr 0 0.5 1.7 3.0 4.0 5.0 11 21 26 33 V0.3 0 0 1.6 3.0 4.5 6.0 13 25 33 45 65 Ucr 15 20 27 32 38 42 60 83 100 130 190 gde su sve vrednosti izraene u cm/s i oznaavaju: Vo vrednosti za brzinu taloenja u fluidu ija je horizontalna brzina jednaka 0, Vcr brzina taloenja u fluidu ija je horizontalna brzina jednaka Ucr, V0.3 brzina taloenja u fluidu ija je horizontalna brzina jednaka 0.3 m/s i Ucr kritina horizontalna brzina za pokretanje istaloene estice. Pored standardnih talonica ili talonica kanalskog tipa koje se ispiraju hidraulinim mlazom, u ovu svrhu se mogu upotrebiti i ciklonski separatori (hidrocikloni) koji su veoma efikasni ali se uvek javlja problem abrazije uredjaja. Odstranjivanje ulja i masnoa

30

Poto su ulja i masti uglavnom laki od vode, oni tee da isplivaju na povrinu, pa smanjenjem brzine proticanja celokupne tenosti, dolazi do separacije, a celokupna tenost postaje `prirodni separator`. Posebno konstruisanim obrtnim cevima na povrini vode se vri `skidanje` pene ulja i masti sa povrine vode. Procedjivanje Primenjuje se u sluaju da je koliina planktona ograniena i da u daljoj preradi nije predvidjena nikakva dekantacija. Dejstvo ovih sita je ogranieno pa pri njihovoj primeni treba biti oprezan, posebno u kontekstu prethodnih procesa. Razlikujemo makro (otvori vei od 0.3 mm) i mikro procedjivanje (otvori manji od 0.1 mm) a koriste se rotaciona sita ili sita na beskrajnoj traci, specijalno ako se menja nivo vode koja se tretira. Prethodna prerada hlorom Vri se u cilju zatite cevi kroz koje prolazi nepreradjena voda. Ukoliko se ne izvri prethodno hlorisanje, na cevovodima se taloi plankton koji smanjuje propusnu mo cevi pa do njihovog potpunog zaepljenja. Gvodjevite i sulfatoredukcione bakterije mogu da razaraju gvodje metalnih cevi, pa se zapaa vei sadraj gvodja u vodi, naroito u toku privremenih prekida rada. Dejstvo hlorisanja ne smanjuje boju vode sem u sluajevima humusnih materija, ali se dobija bistrija i filtrabilnija voda kao posledica oksidacije raznih materija u vodi:

jona gvodja i mangana amonijaka, stvarajui hloramine ili izazivajui njegovo raspadanje (preko

kriti.take) nitrita koji se prevode u nitrate organskih materija podlonih oksidaciji mikroorganizama (bakterija, algi, planktona)

Prethodno hlorisanje moe biti prosto, hlorisanje do kritine take ili superhlorisanje. Pri prethodnom hlorisanju uvek je bolje upotrebiti sadraj hlora koji je malo vei od sadraja u kritinoj taki. Tako treba uvek postupiti kada je to mogue i kad takav postupak ne zahteva velike koliine hlora. Pored unitenja patogenih klica i bakterija, planktona, bezopasnih klica i drugih, dobija se i najnia granica pojave ukusa vode. Kada je voda boljeg kvaliteta u pojedinim periodima godine mogue je vriti prosto hlorisanje. Hlor deluje veoma brzo i to u prvim minutima nakon injektiranja u vodu, pri emu u fazi prethodnog hlorisanja vreme nije tako vaan faktor kao pri sterilizaciji, jer se traeni rezultati postiu veoma brzo. Kada su u pitanju povrinske vode u kojima se lako mogu nai virusi, praktikuje se superhlorisanje i to sa produenim trajanjem kontakta. Aeracija Vri se u sluajevima kada sirova voda sadri viak gasova: sumporvodonik- koji vodi daje neprijatan ukus kiseonik- kada je u stanju presienosti jer njegovo izdvajanje izaziva negativne posledice

u taloniku, jer se podie mulj sa dna, kao i kod filtriranja kada nastaje lano zaptivanje, izdvajanjem gasa.

ugljen dioksid- koji vodu ini agresivnom

31

ako u vodi nema dovoljno kiseonika da bi se obezbedila oksidacija jona gvodja i mangana, nitrifikacija amonijaka i da bi se vodi dao prijatan ukus, kao i spreavanje korozije metalnih cevi.

Osnovni procesi prerade vode Koji e osnovni procesi i kojim redosledom biti ukomponovani u proces prerade vode, zavisi od kvaliteta sirove vode i kvaliteta preradjene vode koji se eli ostvariti. Osnovni kriterijumi, na osnovu kojih se vri izbor hemikalija koje e se primenjivati u procesu, su njihova efikasnost u obavljanju eljene reakcije i njihova cena. Tako, na primer za kontrolu ukusa i mirisa vode mogu se koristiti aktivni ugalj, hlor, hlordioksid, ozon i kalijum permanganat. Obino je najjeftinije reenje primena velike doze hlora (superhlorisanje), ali je aktivni ugalj daleko efikasniji u pogledu uklanjanja jedinjenja koja utiu na ukus i miris vode. U sistemima za preradu povrinskih voda esto se praktikuje instaliranje dozirne opreme za dve ili ak tri od navedenih hemikalija, tako da se, zavisno od trenutnog kvaliteta sirove vode, moe uvek primeniti najefikasnija i najekonominija varijanta. U sledeoj tabeli dat je saeti prikaz parametara kvaliteta prirodnih voda, njihov uticaj na kvalitet tih voda i uobiajeni naini njihovog korigovanja.

Parametar (primesa)

Posledica Nain prerade Manjak Viak

Najea primena

Nerastvorne primese Suspendovane i koloidne materije

Mutnoa Bistrenje Povrinske vode

ive primese Bakterije i virusi Plankton

Javno zdravlje Izgled i korozija

Dezinfekcija Dezinfekcija

Sve vode, povrinske-patogeni organizmi podzemne-ferozne i manganozne bakterije

Rastvorne primese Organske materije

Boja Septinost

Bistrenje i primena O3 i/ili aktivnog uglja

Sve vode

Mikrozagadjivai (pesticidi, fenoli, detergenti....)

Toksinost Ukus Miris

Cl2+bistrenje+O3 +aktivni ugalj (Cl2 po potrebi)

Povrinske i aluvijalne podzemne vode

Halo-forme (trihalometani)

Miris, Javno zdravlje

Aeracija+aktivni ugalj

Podzemne vode

Soli HCO3-, CO32-

Korozija Remineralizacija Uklanjanje karbonata

Sve vode

Cl-, SO4 2- Ukus, Korozija Reversna osmoza Morska i boate vode

NO3- Methemoglobinemia Denitrifikacija Podzemne vode PO43- Bioprodukcija Bistrenje Sve vode SiO3 Ometanje reversne

osmoze Jonska izmena Podzemne vode

F- Zubi, kosti, nervni sis Fluoridizacija Defluoridizacija Podzemne vode Ca 2+, Mg 2+ Korozija, Kamenac Remineralizacija Omekavanje Sve vode Na+, K+ Javno zdravlje Membranski i

termiki procesi Morska i boate vode

NH4+ Septinost Hlorisanje, nitrifikacija

Sve vode

Fe2+, Mn2+ Obojenost, Korozija Deferizacija, Podzemne vode

32

demanganizacija Ukupan salinitet Javno zdravlje,

Korozija Membranski i

termiki procesi Sve vode

Rastvoreni O2 Gasovi, Ukus, Korozija

Aeracija Deoksigenacija Podzemne vode

CO2 Korozija Aeracija, Neutralizacija

Podzemne vode

H2S Miris Aeracija Podzemne vode Standardi kvaliteta, karakteristike vode prijemnika i namena vode koja se iz njega zahvata odredjuju potrebni stepen njene prerade. Uticaj pojedinih vrsta zagadjujuih supstancija ima svoju karakteristinu vremensku i prateu prostornu dimenziju, zavisno od procesa kojima se oni transformiu u svoj konani oblik ili koji ga spreavaju da dospe u vodu prijemnika. 103 (s) 104 105 106 107 108 109

1010

sat

dan

mesec

godina

dekada

sedmica sezona Klasifikacija prirodnih voda prema kvalitetu (Prati et al. 1971)

Parametar Kvalitet vode kvaliteta odlian prihvatljiv blago

zagadjena zagadjena jako

zagadjena pH 6.5-8.0 6.0-8.4 5.0-9.0 3.9-10.1 >10.1 Rastvor.O2 % 88-112 75-125 50-150 20-200 >200 BPK5 mg/l 1.5 3.0 6.0 12.0 >12.0 HPK mg/l 10 20 40 80 >80 Susp.mat. mg/l 20 40 100 278 >278 Amonijak mg/l

0.1 0.3 0.9 2.7 >2.7

Nitrati mg/l 4 12 36 108 >108 Hloridi mg/l 50 150 300 620 >620 Gvodje mg/l 0.1 0.3 0.9 2.7 >2.7 Mangan mg/l 0.05 0.17 0.5 1.0 >1.0

Flotabilne materije

Bakterije

Rastvoreni O2

Suspendovane vrste materije Nutrijenti

Rastvorene vrste mat. Akutni toksini efekti Dugoroni toksini efekti

33

Zbog svega do sada reenog i vrednosti prikazanih u tabelama, izuzetno je znaajno, pre nego se napravi krajnji izbor izmedju povrinske i podzemne vode, posedovati potpunu informaciju kako o karakteristikama sirove vode, tako i o veliini rizika od njenog incidentnog zagadjenja. Uzvodno od zahvata sirove vode, locirani industrijski pogon, ne samo da moe biti uzrok sezonskih varijacija njenog kvaliteta, ve pri incidentnim situacijama moe ozbiljno naruiti njen kvalitet, a kadkad moe dovesti i do prekida rada postrojenja za pripremu vode. Koliko e taj prekid rada trajati, zavisi od stepena sloenosti primenjenog sistema i to je sistem sloeniji i sofisticiraniji to e i prekid rada sistema biti krai (Slika 1) Kriterijumi kvaliteta sirovih povrinskih voda koje se koriste za javno snabdevanje vodom za pie (U.S. Federal ater Pollution Control Administration, 1968) Supstancija Kriterijumi za povrinske vode Dozvoljeni sadraj Poeljan sadraj Koliformni organizmi (NBO) 10000 100 Fekalni koliformi (NBO) 2000 20 Neorganske supstance, mg/l Amonijani azot 0.5 0.01 Arsen* 0.05 odsutan Barijum* 1.0 odsutan Bor* 1.0 odsutan Kadmijum* 0.01 odsutan Hloridi* 250 250 Hrom (VI)* 0.05 odsutan Bakar* 1.0 praktino odsutan Rastvoreni O2 4 blizu zasienja Gvodje 0.3 praktino odsutan Olovo* 0.05 odsutno Mangan* 0.05 odsutan Nitratni azot * 10 praktino odsutan Selen* 0.01 odsutan Srebro* 0.05 odsutno Sulfati* 250 50 URM* 500 200 Uranil jon* 5 odsutan Cink* 5 praktino odsutan Organske supstance mg/l ABS 0.5 odsutan Ugljentetrahlorid* 0.15 0.04 Cijanidi* 0.20 odsutni Pesticidi * Adrian 0.017 odsutan Flordan 0.003 odsutan DDT 0.042 odsutan Dieldrin 0.017 odsutan Endrin 0.001 odsutan Heptahlor 0.018 odsutan Lindan 0.056 odsutan Metoksihlor 0.035 odsutan

34

Toksafen 0.005 odsutan Fenoli* 0.001 odsutni * Supstance na koje u znaajnoj meri ne utiu sledei osnovni procesi obrade: koagulacija - manje od oko 50 mg/l Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 ili FeSO4 7H2O, uz dodatak alkalija prema potrebi, a bez pomonog koagulanta ili aktivnog uglja, taloenje - 6 sati ili manje brza peana filtracija - brzina filtracije 7 m3/m2h ili manje dezinfekcija hlorom - bez obzira na koncentraciju ili na oblik rezidualnog hlora

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16vreme

konc

entr

acija

zag

adje

nja

u s

irovo

j vod

i

slozena obrada vreme prekida radarelativno kratko

standardan obrada prekid relativno dug

jednostavna obradaC1 max

C2 max

C3 max

Uticaj zagadjujueg talasa na rad postrojenja za pripremu vode Zbog svega navedenog pri projektovanju postrojenja za preradu vode neophodno je nai kompromis izmedju cene sloenijeg postrojenja (investicioni i operativni trokovi) i ekonomskih i drugih posledica koje moe imati prekid proizvodnje vode za pie.

OSNOVNE LINIJE PRERADE Nakon zahvatanja vode i obavljenog predtretmana vode, pristupa se tretmanu u osnovnim linijama prerade. One mogu biti alternativne i svaka mora da obezbedi vodu za pie iji je kvalitet u skladu sa zakonskim propisima, ukoliko je njen izbor uinjen na osnovu karakteristika sirove vode koja se preradjuje. Stepen sloenosti osnovnih linija kree se od veoma niskog (samo dezinfekcija) do veoma veoma visokog (kombinacije relativno velikog broja osnovnih procesa). Efikasnost adabrane linije moe se poveati ukljuivanjem u nju dodatnih, specifinih osnovnih procesa, koji su efikasni u smislu uklanjanja odredjene vrste zagadjujue materije.

35

Osnovne linije prerade se mogu predstaviti sledeom emom: 1. Dezinfekcija 2. Filtracija Dezinfekcija 3. Koagulacija Filtracija Dezinfekcija Flokulacija

4. Koagulacija Filtracija Dezinfekcija Taloenje 5. Adsorpcija (PAK) Adsorpcija (GAK) 6. Oksidacija Oksidacija hlor hlor hlordioksid ozon ozon kalijumpermanganat 7. Bioloki efekat Linija prerade 1. Ova linija prerade primenjuje se kada je kvalitet sirove vode identian kvalitetu vode za pie, koji zakon zahteva, odnosno kada nije potrebno nikakvo njeno preiavanje. Dezinfekcija se vri iskljuivo iz preventivnih razloga, odnosno da kvalitet vode ne bi bio umanjen pri transportu kroz distribucionu mreu. Ova linija prerade takodje se primenjuje i u onim sluajevima kada jedino mikrobioloki kvalitet sirove vode nije u skladu sa zakonskim propisima. Kao novija tehnoloka poboljanja u okviru ove linije treba pomenuti proizvodnju hlora elektrohemijskim putem na mestu upotrebe i proizvodnju hlordioksida, ClO2 delovanjem hlorovodonine kiseline na natrijumhlorit

takodje na mestu upotrebe. Primenom bilo koga od ova dva reenja eliminie se potreba za skladitenjem gasovitog hlora, a time i oigledna opasnost u gusto naseljenim sredinama. Primeri primene: neke podzemne vode i vode nekih prirodnih ili vetakih jezera.

36

Linija prerade 2. Ovaj nain prerade podoban je za vode zagadjene iskljuivo suspendovanim materijama ija je priroda estica takva da je dovoljna primena filtracije da bi se one iz vode izdvojile. To je sluaj sa nekim podzemnim vodama u krastnim podruijima, koje su obino najvei deo vremena potpuno bistre, ali koje posle kinih padavina postaju visoko optereene suspendovanim materijama. Osim suspendovanih materija takve vode ne sadre nijednu drugu vrstu zagadjenja. I u ovom sluaju naravno neophodna je takodje i dezinfekciona obrada, iz potpuno istih razloga kao i prethodnom sluaju. Znaajnije tehnoloke inovacije u oblasti filtracije su: Dvomedijumna filtracija (filtri sa dve vrste ispune), koja je posebno korisna za preradu

voda optereenih suspendovanim materijama koje su heterogene, kako u pogledu veliine, tako i u pogledu prirode svojih estica. Primeri primene dvomedijumne filtracije su direktna filtracija i in line koagulacija.

Potpuna automatizacija i kontrola filtracionog ciklusa. Linija prerade 3. Ova linija koja sadri in line koagulaciju, filtraciju i dezinfekciju se primenjuje kod prirodnih voda koje sadre suspendovane materije koje se ne mogu izdvojiti samo filtracijom. To su uglavnom materije koloidne prirode i da bi se pretvorile u separabilni oblik, moraju se njene estice prethodno destabilizovati a potom aglomerisati. Naime, koagulacijom prethodno destabilizovane koloidne estice aglomeriu se oko flokula, koje se obrazuju unutar filtarske ispune. Kada je koliina ovako obrazovanog floka relativno mala, u ispuni se stvaraju uslovi i za adsorpciju dela u vodi prisutnih organskih materija koji je adsorbilan, odnosno, osim uklanjanja suspendovanih materija, na ovaj nain se ponekad u znaajnoj meri smanjuje i ukupna organska zagadjenost vode. Ovaj nain prerade pogodan je za manje zagadjene vode, kao to su vode nekih prirodnih jezera i akumulacija. Neka od ovakvih postrojenja funkcioniu najvei deo godine samo sa direktnom filtracijom, a in line koagulacija se u proces ukljuuje samo tokom njenog manjeg dela. Linija prerade 4. U sebi ova linija sadri bistrenje i dezinfekciju, naime, kada doza koagulanta potrebna da se ostvari prethodni nain prerade, postane suvie velika, odnosno kada se previe povea zapremina flokakoji se obrazuje tokom koagulaciono-flokulacione faze prerade dolazi do suvie brzog poveanja hidraulikih otpora u filtarskoj ispuni i skraenja filtracionog perioda. Ovo se donekle moe prevazii pogodnim odabirom granulometrijskog sastava filterske ispune, medjutim ee je potrebno u proces ukljuiti i talonik u kome se onda pre filtracije uklanja najvei deo obrazovanog floka, odnosno otpadnog mulja. Primenu ove linije prerade zahtevaju mnoge povrinske vode koje su visoko zagadjene organskim materijama. Linija prerade 5. Adsorpcija predstavlja dodatnu fazu prerade koja se moe ukljuiti po potrebi u svaku od prethodnih linija prerade. Koristi se onda kada je adsorpcija organskih materija na floku obrazovanom tokom koagulaciono-flokulacione faze prerade nedovoljna da se njihova koncentracija u preienoj vodi svede ispod zahtevane vrednosti. Adsorbent, aktivni ugalj u

37

praksi se koristi u dva oblika, kao aktivni ugalj u prahu (PAK) i kao granulisani aktivni ugalj (GAK). Linija prerade 6. Pored dezinfekcije, koja u sutini takodje predstavlja oksidacionu obradu (osim kada se vri UV zraenjem), proirenje asortimana zagadjujuih materija koje se pojavljuju u prirodnim vodama uslovilo je primenu oksidacionih sredstava i u drugim fazama procesa pripreme vode za pie. Najee take primene oksidacionog agensa du linije prerade su sam poetak linije, intermedijarna oksidacija neposredno pre GAK filtracije ili na samom kraju linije. Pred razliita oksidaciona sredstva koja se za ovu svrhu mogu koristiti, postavljaju se vrlo specifini zahtevi. TALOENJE

Termin taloenje se primenjuje za izdvajanje i neorganskog i organskog sastava u vodi, koji se moe taloiti u kontinualnom procesu.

Klasian teorijski pristup taloenju je podrazumevao da su estice sferine u prirodi. Dobijeni rezultati su povezivani sa nesferinim esticama, uz korienje razliitioh koeficijenata koji su se odnosili na uticaj oblika estica. Brzine taloenja suspendovanih estica u vodi (T=10oC, =2650 g/cm3, sferine estice) Prenik estica, m Priblino potrebno vreme za

taloenje na dubini od 1m Tipini materijal

10.000 1.2 s ljunak 1.000 9 s Pesak 100 2 min Fini pesak 10 2 h Mulj 1 6 d Bakterije 0.1 800 d estice gline 0.01 250godina Pigmenti boja

Prema nainu taloenja estica u otpadnoj vodi, razlikujemo etiri tipa taloenja: 1. diskretno (pojedinano), 2. agregatno, 3. zonalno i 4. stenjeno (kompresiono) taloenje. Na slici su ematski prikazani tipovi taloenja i morfoloki oblik estica pri taloenju.

38

Bistrenje vode po mehanizmu diskretnog taloenja Newton 1647. i Stokes 1845. godine su postavili jednaine koje mogu biti koriene za odredjivanje brzine taloenja (terminalne brzine) diskretnih estica u vodi. Sile koje deluju na esticu tokom taloenja u vodi su prikazane na sledeoj slici.

39

Bilans sila koje deluju na esticu pri kretanju kroz fluid nanie, moe se predstaviti sledeom jednainom: 2

2s

pdpppdbgsp uACgVgVFFFF

dtumd

gde su: mp - masa estica us - brzina taloenja (settling velocity) u bilo kom vremenu t, m/s t - vreme, s Fg - sila gravitacije, N Fb - sila potiska, N Fd - sila trenja izedju estice i vode, N p - gustina estica, kg/m3 Vp - zapremina estica, m3 g - ubrzanje zemljine tee, m/s2 - gustina vode (ili bilo kog drugog fluida), kg/m3 Cd - koeficijent trenja, bezdimenziona veliina Ap - projektovana povrina estice u pravcu taloenja estica, m2 Koeficijent trenja za sferine estice zavisi od Rejnoldsovog broja i ta zavisnost je pokazana na sledeoj slici:

40

Za sferine estice se zapremina, projektovana povrina u pravcu taloenja, masa i Rejnoldsov broj, mogu izraziti sledeim jednainama:

3

6 ppdV

2

4 ppdA

ppppp dVm 36

spsp udud Re

gde je: dp - prenik estice, m p - gustina estice, kg/m3 Re - Rejnoldsov broj - dinamiki viskozitet, Ns/m2 - kinematski viskozitet, m2/s

Re24dC za Re 1, (laminarno podruije)

34.0Re3

Re24 dC , 1 < Re 10.000 (preobraajno podruije)

41

spsp

sp

spdd ud

udud

uACF 3

2424

2

222

spppps

p udgVgVdtdum 3

pp

s

p

ps

dug

dtdu

218

U stacionarnim uslovima je dus/dt=0, pa samim tim je brzina taloenja u laminarnim uslovima, kada vai CD=24/Re:

18

2pp

s

dgu

Ova jednaina reprezentuje Stoks-ov zakon. U uslovima taloenja estica u nelaminarnim uslovima, bilans sila se moe opisati sledeom jednainom:

20

2s

pdpppdbgsp uACgVgVFFFsila

dtumd

U stacionarnom stanju, kada se estica taloi konstantnom brzinom, bilans sila se moe predstaviti jednainom, koja je poznata i kao Njutnov zakon:

d

pps C

dgu

34

Braunovo kretanje Mnoge prirodne vode sadre dovoljno sitne estice koje se ne mogu taloiti same od sebe i koje se usled kolizije sa molekulima vode kreu tako da sila zemljine tee ne utie na smer njihovog kretanja, pa samim tim i ne dolazi do njihovog taloenja. Takve estice se nazivaju koloidne estice, a njihovo kretanje kroz fluid je opisano Braunovim kretanjem. Brzina kojom se kreu koloidne estice u x smeru, moe se opisati jednainom koju je 1905 godine postavio Ajntajn (Einstein):

pB dkT

xu 3

21

gde je: uB - kretanje estica u jednom smeru, m/s

42

k - Bolcmanova konstanta, 1.38x10-23 Nm/K T - apsolutna temperatura, K(273+oC) x - neto distanca kretanja estica u x pravcu tokom Braunovog kretanja, m Kada je uB>us onda ne dolazi do taloenja estica, poto je kretanje estica upravljeno kolizijom sa molekulima vode. Diskretno taloenje u pravougaonom taloniku U taloniku ija je dubina h0 i povrina A, potrebno je neko vreme, t, za koje e se odredjena diskretna estica staloiti. Brzina taloenja koja se dobija deljenjem predjenog puta od vrha do dna talonika, sa potrebnim vremenom taloenja, naziva se kritina brzina taloenja, za tu esticu, odredjenog prenika i gustine.

0hukr

Vreme za koje e fluid protokom Q, protei kroz odredjenu zapreminu V, dobija se iz izraza:

QV

to, omoguava da se zamenom u prethodnu jednainu dobije sledea jednakost:

VQh

QVhukr 00

Istovremeno zapremina talonika je jednaka proizvodu povrine i dubine talonika, tj: 0hAV

Nakon ega se moe dobiti izraz za kritinu brzinu taloenja, pri protoku fluida Q, u taloniku ija je povrina A:

AQ

AhQhhukr

0

00

Sve estice koje imaju veu ili najmanje jednaku brzinu taloenja jednaku kritinoj brzini taloenja e biti istaloene, dok estice, koje imaju manju vrednost brzine taloenja, nee biti istaloene u razmatranom taloniku. Udeo estica koje e biti uklonjene:

kr

sss

uu

hh

hhUdeo

00

43

Taloenje u krunim talonicima Uvaavajui isti princip taloenja, kao i kod pravouglih talonika i koristei iste jednaine koje definiu vrednost kritine brzine taloenja i efikasnosti taloenja, na sledeoj slici je predstavljen mehanizam taloenja u krunim talonicima.

44

Kreui se od centra prema periferiji talonika (izbistrivaa), fluid menja svoju brzinu shodno sledeoj jednaini:

02 hrrQu

if

gde su: uf - brzina fluida (vode), m/s Q - zapreminski protok fluida, m3/s r - rastojanje mereno od centra talonika (izbistrivaa), m ri - poluprenik ulazne centralne cevi (zone) u talonik (izbistriva), m h0 - debljina talone zone, m Trajektorija estice 1 na prethodnoj slici, koja polazi sa vrha talonika i dospeva na sam kraj talonika, pokazuje vrednosti kritine brzine estice koja e biti istaloena tokom prolaska fluida kroz talonik. Shodno tome, rastojanje na kojoj e ona biti istaloena zavisi od distance r na kojoj se nalazi u samom taloniku, pa je:

kri

kr uQhrrtuh 0

22 gde je: h - rastojanje estice od povrine vode u taloniku, m t - vreme taloenja, h ukr - brzina taloenja estica, Q/A, m/h Saglasno ovome, trajektorija diskretnih estica u krunom taloniku ima parabolian oblik. Sve estice koje imaju brzinu taloenja veu ili najmanje jednaku kritinoj brzini taloenja, istaloie se.

AQrr Qrrh Qhhu iikr 2202200 00 Kao to se vidi vrednost kritine brzine taloenja kod krunog talonika, identino se izraunava kao i kod pravougaonog taloenja, stim samo to se mora voditi rauna o izraunavanju vrednosti povrine talonika. Sve prethodno definisano, vai za idealne uslove. U praksi se, naravno, sistemi ne ponaaju idealno. Pored toga to uvek postoji i medjusobno dejstvo, iako mi usvajamo da je re o diskretnom taloenju, u nekim sluajevima horizontalna brzina fluida poinje da podie sa dna ve istaloene estice i jednopstavno ih spira i odnosi u izlaznoj struji. Time se smanjuje efikasnost taloenja estica, koja se dobija prethodnom analizom. Jasno je da se ista vrednost povrine talonika moe dobiti za razliite vrednosti duine i irine talonika, pa je stoga veoma vano definisati optimalan odnos duine i irine koji e preduprediti spiranje nataloenog materijala iz talonika. Uobiajeni odnosi u praksi, kreu se u intervalu od 4:1 pa do 8:1. Kritina brzina spiranja za pojedinane estice je definisana od strane Camp-a i ima sledei oblik:

45

pp

kr dgfku

ispiranja

8 gde su: ukr ispiranja- kritina vrednost brzine fluida koja proizvodi spiranje, m/s k - konstanta koja zavisi od tipa estica koje se spiraju, za pesak je 0.04 a za lepljive

estice 0.06 f - Darcy -Weisbach-ov faktor trenja, koji se kree u granicama 0.02 do 0.03, tipina

vrednost je 0.03 U praksi se esto, na poetku pogona za pripreme vode ugradjuju predtalonici koji imaju funkciju da odstrane lako talone materije (na primer pesak i drugi krupniji materijal), a u cilju zatite uredjaja koji slede i olakavanja izvodjenja procesa koji slede. Tipine vrednosti za projektovanje talonika za predtaloenje (peskolova) date su u sledeoj tabeli: Parametar Jedinice Vrednosti Minimalan broj tankova

2

Dubina (bez automatskog odnoenja mulja)

m 3.5-5

Dubina (sa automatskim odnoenjem mulja)

m 3-4

Minimalan odnos duina:dubina

6:1

Minimalan odnos duina:irina

4:1 - 8:1

Brzina napajanja talonika

m3/m2 dan 200-400

Srednja brzina proticanja fluida

m/s 0.05

Vreme zadravanja min 6-15 Minimalna veliina estice koja e biti iztaloena

mm 0.1

Nagib dna talonika m/m Minimum 1:100 po duini nagiba

Prihvatajui idealne kriterijume za projektovanje, zahtevana duina talonika se radi obezbedjenja sigurnosti rauna po sledeoj jednaini:

fs

uuhKL

0

Gde je: K - sigurnosni faktor, u granicama 1.5-2, bezdimenziona veliina uf - srednja brzina vode pri maksimalnom dnevnom protoku vode u sistemu, m/s

46

Primer: Predtalonik, napravljen od betona i podeljen u dva dela, koristi se za uklanjanje peska prenika od najmanje 0.08 mm i veih, za protok vode od 1.1 m3/s. Maksimalni protok je oko 1.6 puta vei od srednjeg, a temperatura vode je 10oC. Usvajajui da je dubina talonika 3.5 m i da je faktor sigurnosti 1.5, odrediti duinu i irinu svakog tanka i proveriti da li je povrinska brzina i vreme zadravanja u preporuenom opsegu. Brzine taloenja su date u sledeoj tabeli. Podaci o brzini taloenja za pesak gustine 2.65 g/cm3, koji se taloi u vodi temperature 10oC. Prenik estice, mm

1 0.6 0.4 0.2 0.15 0.1 0.08 0.06

Brzina taloenja, m/s

0.1 0.063. 0.042 0.023 0.015 0.008 0.006 0.0038

Resenje: 1. Preporuena horizontalna brzina vode pri maksimalnom protoku je 0.05 m/s. Povrina poprenog preseka svake komore u pravcu proticanja vode, rauna se sa protokom koji je jednak polovini maksimalnog protoka, pa je:

5.1705.0

6.11.15.05.0 fuQA m2

Vrednost 0.5 se uzima jer kroz jednu komoru prolazi polovina protoka. Za dubinu vode od 3.5 m, irina talonika e biti oko 5 m. 2. Za izraunavanje duine talonika, potrebno je da znamo brzinu taloenja za zrno peska od 0.08 mm i iz tabele se vidi da je to 6 mm/s. Horizontalna brzina pri srednjem protoku vode se rauna po jednaini:

031.06.105.0

max,

max, f

f

ff

uu

uu m/s

Pa se duina talonika rauna po jednaini: 27031.0

006.03055.10

f

s

uuhKL m

3. Potrebno je proveriti da li odnosi duine i dubine, kao i duine i irine talonika ulaze u preporueni opseg.

Odnos duine i dubine treba da bude minimalno 6:1.

16

17.7

5.327

dL dakle ovaj odnos je prihvatljiv.

Odnos duine i irine bazena treba da bude minimalno 4:1.

14

14.5

527

wL

4. Potrebno je proveriti i vreme zadravanja vode u taloniku kao i povrinsku brzinu vode. Vreme boravka vode u taloniku se rauna po jednaini:

0.14min/60/1.15.0

5.35273

ssmmmm

QV min

Vrednost povrinske brzine vode je:

47

3522527

/24/3600/1.1 3

komoremmdanhhssm

AQu

krs m3/m2d

Povrinska brzina je u preporuenom opsegu (izmedju 200 i 400 m3/m2dan). Preporuene mere i odnosi za pravougaone talonike sa horizontalnim tokom: Parametar Jedinice Vrednosti Minimalan broj tankova

2

Dubina m 3-5 Minimalan odnos duina:dubina

15:1

Minimalan odnos irina:dubina

3:1 do 6:1

Minimalan odnos duina:irina

4:1 - 5:1

Povrinska brzina napajanja talonika

m/h 1.25-2.5

Srednja brzina proticanja fluida (pri maksimalnom dnevnom protoku)

m/s 0.3-1.1

Vreme zadravanja min 1.5-4 Prelivni protok iz talonika

m3/mh 9-13

Rejnoldsov broj 10-5

Nagib dna bazena bez i sa mehanikim ienjem mulja

m/m 1:300 i 1:600

Brzina strugaa mulja

m/min 0.3-0.9

Brzina strugaa mulja u povratnom toku

m/min 1.5-3

Talonici sa ugradjenim lamelama U cilju poboljanja karakteristika i efikasnosti taloenja, u postojee talonike se mogu ugradjivati segmenti sa paralelnim lamelama izmedju kojih struji fluid sa esticama. Kako je rastojanje izmedju lamela dovoljno malo, to omoguava da se estice za krae vreme staloe na lamelu, a time da se znatno pospei izdvajanje i sitnijih frakcija. ematski prikaz lamelnog talonika je dat na sledeoj slici:

48

Lamelasti talonik moe biti suprotno strujni, kada se estice taloe suprotno od smera kretanja fluida (kao to je primer na slici), istostrujni i unakrsni.

Vreme, potrebno za taloenje pojedinane estice izmedju paralelnih lamela, moe se izraunati po jednaini:

cossudt

gde je: d - rastojanje izmedju dva paralelna panela, m - ugao panela u odnosu na horizontalu, o

49

Ukoliko se usvoji da je brzina fluida izmedju dva panela uniformna, onda je vreme potrebno da estica provede izmedju dva panela, pri kome e doi do njenog taloenja, dato jednainom:

sinsfp

p uuL

t gde je: tp - vreme potrebno da estica provede izmedju dva panela, s Lp - duina panela, m uf - brzina fluida izmedju panela, m/s Ukoliko je vreme potrebno da estica provede u taloniku, tp, jednako vremenu potrebnom za taloenje, onda e sve estice biti istaloene ukoliko im je brzina taloenja:

sincos dLu

up

fs

Brzina fluida izmedju panela, uf zavisi od broja ugradjenih panela, N i odredjuje se po jednaini:

NdwQu f

Gde je: w - irina kanala izmedju panela Na isti nain, moe se koristiti i ukupan protok fluida u odnosu na povrinu talonika (vodeno ogledalo), ukoliko se zanemari povrina ela panela koji su potopljeni u vodu, u odnosu na ukupnu povrinu talonika, pa je:

sinAQ

NdwQu f

Na slian nain se mogu analizirati i drugi naini korienja panela u talonicima. U realnim sistemima, na proces taloenja utiu i fiziki parametri, kao to su: Gustina vode- pri ulazu u talonik, voda moe imati razliitu gustinu u odnosu na ostatak vode u taloniku, to omoguava pojavu prirodne konvekcije i kruenje vode u samom taloniku, a to se svakako negativno odraava na proces taloenja i efikasnost rada uredjaja. Temperatura vode- izaziva negativne efekte poto dolazi do razvoja mikrostrujanja, kao i tenje da topla voda izlazi na povrinu, to opet dovodi do negativnih efekata. Koncentarcija estica- ukoliko je razliita tokom vremena u napojnoj struji moe izazvati negativne efekte. Vetar deluje na povrinu vode u taloniku koja moe izazvati negativno kretanje vode u itavom taloniku i na taj nain moe dovesti do smanjenja efikasnosti talonika.

50

FILTRACIONI PROCESI U PRERADI VODE

Filtracija je razdvajanje ili separacija vrste i tene faze pod dejstvom pritiska ili vakuuma. Postupak se izvodi tako to voda prolazi kroz jedan pregradni sloj, koji zadrava vrste estice na ili unutar sebe. Izlazna tenost iz filt