Když se řekne úprava vody, máme na mysli celou řadu technologických procesů pro úpravu fyzikálních, chemických, biologických a mikrobiologických vlastností vody za různým účelem. Nejčastěji jde o výrobu vody pro zásobení obyvatelstva pitnou vodou, dále pak pro potřeby průmyslu, zemědělství atd.

Pitná voda, která je pro 92,7% obyvatelstva České republiky (ČSÚ, 2008) dostupná prostřednictvím veřejných vodovodních sítí, je vyráběna ve více než 1700 úpravnách vody různé technologické skladby a velikosti. Nejmenší úpravny vody začínají na výkonech nižších než 1 l/s, ty největší naopak vyrábějí každou sekundu stovky nebo i tisíce litrů pitné vody. Např. úpravna vody Švařec, která je jedním ze zdrojů pitné vody pro Brno, byla původně projektována na maximální výkon 2 300 l/s, dnes je však její maximální možný výkon přibližně poloviční.

Skladba technologické linky na každé úpravně vody je závislá na typu a kvalitě surové vody. Surová voda pochází buď z podzemního, nebo povrchového zdroje, přičemž v ČR jsou oba typy vodních zdrojů využívány přibližně stejnou měrou (49:51).

Technologický proces

Úpravny vody jsou obvykle označovány přívlastkem jednostupňová či dvoustupňová, podle čehož lze usuzovat na složitost používané technologie. Onen přívlastek vyjadřuje počet separačních stupňů dané úpravny. Ty nejjednodušší úpravny však mohou být i bez separačního stupně nebo naopak mohou být více než dvoustupňové. Pokud zdroj vody poskytuje dostatečně kvalitní surovou vodu, pak nemusí být vyžadována žádná technologie úpravy. Vždy ale platí jedna výjimka: před použitím vody pro pitné účely bývá voda minimálně dezinfikována. Takových zdrojů však není příliš mnoho. Všechny ostatní jsou zatříděny do jedné ze tří kategorií A1, A2 nebo A3 na základě požadavků na jakost surové vody stanovené vyhláškou ministerstva zemědělství. Zatřídění surové vody do jedné z těchto kategorií pak předurčuje náročnost technologického procesu úpravy vody. Jsou využívány jak procesy fyzikální, tak chemické, někdy i biologické. Mohou to být tedy procesy bez či s využitím různých chemických látek nebo procesy využívající metabolismu některých mikroorganismů. Mnohé procesy je možné použít pro úpravu i několika různých nežádoucích vlastností, a proto jsou vhodně kombinovány – tak např. vápno lze použít pro úpravu pH i pro úpravu tvrdosti.

Podzemní voda

Obecně platí, že v případě využití podzemní vody je vyžadována méně náročná technologie úpravy. U podzemních zdrojů vody můžeme obvykle očekávat z nevyhovujících vlastností nízké pH (resp. vysokou kyselost), vysoké koncentrace rozpuštěného železa a manganu, dusičnanů, vysokou tvrdost či výskyt radonu. Jedná se spíše o vlastnosti nežádoucí z hlediska technického než zdravotního (kromě dusičnanů a radonu). Voda totiž musí kromě požadavků na jakost ze zdravotního hlediska vyhovovat i po stránce technické – nesmí být agresívní ani inkrustující především ve vztahu k vodovodnímu potrubí. Nevyhovující pH může být upravováno velmi jednoduše, dokonce bez přídavku chemikálií – provzdušněním např. na aeračních věžích. Vysoké koncentrace železa a manganu ve vodě jsou obvykle snižovány procesem zvaným oxidace a následnou separací. Pro oxidaci je možné použít taktéž již zmíněný proces provzdušnění, ale často se zde už neobejdeme bez přídavku chemikálií – pro odželezování a odmanganování se používá manganistan draselný, chlór či ozón.

Povrchová voda

Pokud je upravována surová voda pocházející z povrchových zdrojů, jde nejčastěji o úpravu zákalu, což je vlastnost souvisejících především s přítomností velmi jemných částic ve vodě – látek koloidních a jemně suspendovaných, a to organického i anorganického původu. Druhou velmi významnou vlastností, kterou je třeba upravovat, je barva. Většinou se setkáváme se žlutým nebo žlutohnědým zabarvením od huminových látek ve vodě. Obě tyto vlastnosti jsou upravovány za přídavku chemikálií pomocí souboru poměrně složitých elektrochemických dějů. Celý proces, který je nazýván koagulace, má dvě fáze, na něž pak navazuje separace. V první fázi je do vody nejprve nadávkováno určité množství koagulantu za velmi intenzivního a krátkého míchání, které trvá od několika až do maximálně desítek sekund. Ve druhé fázi je prováděno pomalé míchání v tzv. vločkovacích nádržích po dobu 10-30 minut, kde se mají vytvořit vločky o velikosti řádově v milimetrech, které jsou směsí nadávkovaného koagulantu a nežádoucích nečistot (zákalu a barvy) přítomných v surové vodě. Takto vytvořené vločky jsou snadno separovatelné. Proces koagulace a jeho výsledný efekt je závislý na celé řadě faktorů. Velmi důležitý je výběr správného koagulantu a také jeho přesná dávka, správná intenzita míchání v obou fázích, příznivé hodnoty pH, …

Jádrem je separace

Jádrem každé úpravny, ať už pro podzemní nebo povrchové vody, jsou separační procesy (pokud jsou na úpravně použity). Dnes jsou nejčastěji pro tyto účely používány usazovací nádrže nebo evropské rychlofiltry. V poslední době se začíná u nás využívat další ze separačních procesů – flotace (nadnášení částic mikrobublinkami vzduchu a jejich stírání u hladiny). Účelem těchto separačních zařízení je z vody odstranit všechny (nebo alespoň co nejvíce) nežádoucí látky – původně obsažené v surové vodě a také některé látky přidané do vody při její úpravě (např. koagulant).

Dezinfekce je nezbytná

Technologickou tečku každé úpravny představuje dezinfekce vody, která má za úkol paralyzovat choroboplodné mikroorganismy, které případně zůstaly ještě ve vodě po předchozí úpravně tak, aby voda byla zdravotně nezávadná. K dezinfekci je používán jednak tradiční plynný chlór, ale stále častěji i jiné jeho sloučeniny: oxid chloričitý nebo chlornan sodný a dále také ozón či UV záření. Každý ze způsobů dezinfekce má své výhody a nevýhody, které je třeba zvážit pro konkrétní podmínky.

Vždy nezávadná

Ať taková či jiná technologie, každá úpravna je navržena a provozována tak, aby dodávala do veřejných vodovodních sítí především zdravotně nezávadnou pitnou vodu, jejíž výroba, dodávka a kvalita jsou u nás velmi přísně legislativně vymezeny – vyhláškou ministerstva zdravotnictví č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné. Vodárenské společnosti by však měly mít za cíl nejen dodávat vodu zdravotně nezávadnou a vyhovující vyhlášce, ale také vodu chutnou, svěží, bez nežádoucích pachů, která se těší důvěře spotřebitelů.

V ČR je více než 4400 vodovodů, jimiž ročně proteče téměř 670 mil. m³ vody (rok 2008), která je odběratelům k dispozici 24 hodin denně, přičemž je legislativou zaručena jednak její zdravotní nezávadnost, ale často jde o velmi kvalitní chutnou vodu, kterou je možno naprosto bez obav dlouhodobě požívat.

Statistické údaje byly převzaty z internetových stránek Českého statistického úřadu a Ministerstva zemědělství.