Pitná voda je v Českej republike ľahko dostupná, ale jej množstvo nie je neobmedzené. Na mnohých miestach je nutné hľadať nové zdroje vody alebo posilniť tie existujúce. Tiež proces úpravy vody treba ďalej zdokonaľovať, pretože kvalita povrchovej i podzemnej vody klesá. To sa týka aj regiónu Pardubíc a okolia, kde sa o dodávky vody obyvateľom stará spoločnosť Vodovody a kanalizácia Pardubice, a. s.
Otočíme kohútikom a tečie voda. Kvalitná pitná voda. Voda, ktorú môžeme piť, variť z nej, umývať sa v nej. Tiež ju napúšťame do bazénov a zalievame s ňou trávniky. Považujeme to za samozrejmosť. „Žijeme v dobe vodného blahobytu,“ hovorí Oldřich Kupa, predajný špecialista pre vodohospodárstvo spoločnosti Siemens. Lenže to samozrejmosť nie je. Stámilióny ľudí vo svete nemajú šancu dostať sa ku kvalitnej pitnej vode. Nedostatok vody je jedným z veľkých globálnych rizík. V Českej republike je spotreba vody v domácnostiach na obyvateľa okolo 90 l za deň (viď napr. www.komunalniekologie.cz). Z tohto hľadiska patríme k najúspornejším krajinám v Európe. V dlhodobom trende spotreba vody v ČR klesá (napr. v roku 1989 bola spotreba 171 l na osobu za deň). Ľudia vnímajú vodu ako dôležitú komoditu a šetrenie vodou nie je len snahou znížiť účty za vodné, ale aj súčasť spoločenskej zodpovednosti.
Voda pre Pardubice
Vodovody a kanalizácie Pardubice sú akciová spoločnosť, kde väčšinový vlastník sú mestá a obce bývalého okresu Pardubice. Spoločnosť vyrába a dodáva pitnú vodu obyvateľom pardubickej aglomerácie, na Holicko aj Přeloučsko. Zdrojom vody pre Pardubice je pramenisko medzi obcami Hrobice a Čeperka a povrchová voda z neďalekého piesnika Oplatil. Od roku 1959 tu stojí úpravňa vody Hrobice. Upravená voda z Hrobíc sa čerpá do vodojemu Kunětická hora s kapacitou 15 000 m3. Väčšina vody, ktorá je dodávaná do Pardubíc, pochádza teda z úpravne v Hrobiciach. Nie všetky: vodojem Kunetická hora je prepojený s vodojemom na Mikulovickom kopci, kam sa čerpá voda z úpravne Monaco neďaleko Slatiňan. Tá patrí spoločnosti Vodovody a kanalizácie Chrudim, ale obe spoločnosti si dokážu vzájomne vypomáhať. Podobne si spoločnosť Vodovody a kanalizácie Pardubice dokáže pomáhať aj vodou z vodojemu Nový Hradec Králové, ktorý patrí spoločnosti Královéhradecká prevádzková, a. s. Nadregionálna Vodárenská sústava Východné Čechy, siahajúca až na Náchodsko, významne pomáha zvyšovať spoľahlivosť zásobovania obyvateľov vodou pri plánovaných opravách aj v mimoriadnych.
Prečo sa zhoršuje kvalita vodných zdrojov a čo s tým robiť?
Úpravňa vody Hrobice nedávno prešla rekonštrukciou a modernizáciou. O nej sme hovorili, okrem Oldřicha Kupu, s Jaroslavom Kubínkom, výrobným námestníkom spoločnosti Vodovody a kanalizácie Pardubice, a Kamilom Škreptáčom, vedúcim úpravne vody Hrobice. Cieľom rekonštrukcie úpravne bola nutnosť reagovať na zhoršujúcu sa kvalitu surovej vody. „Projekt modernizácie a intenzifikácie úpravne vody v Hrobiciach sa začal 9. júla 2020. V rámci projektu bol v areáli úpravne vybudovaný nový objekt, kde je umiestnená mikrofiltrácia na úpravu povrchovej vody z piesnika Oplatil, lamelové separátory na úpravu podzemnej vody a tiež kalové hospodárstvo. Modernizáciou spojenou s výmenou technológie prešiel aj existujúci objekt úpravne vody. Súčasťou projektu bolo aj vybudovanie tridsiatich nových vrtov na pramenisku Hrobice a Čeperka, výmena prepojovacieho potrubia z čerpacej stanice v Čeperke, vybudovanie nového zachytávacieho objektu a technická rekonštrukcia čerpacej stanice Oplatil,“ povedal Jaroslav Kubínek. Prečo sa vlastne kvalita vody zhoršuje? Dajme opäť slovo Jaroslavovi Kubínkovi: „Meniace sa klimatické podmienky v posledných rokoch výrazne ovplyvnili kvalitu surovej vody odoberanej z piesnika Oplatil. Najväčším problémom je zvyšujúca sa koncentrácia mikroorganizmov a organických látok, ktorá narastá najmä v suchom období, keď hladina vody v piesníku klesá.“
Druhým problémom sú pesticídy, ktoré sa vyskytujú aj v podzemnej vode čerpanej z hĺbky 8–10 m. „Naše zdroje sú v Polabí, kde je veľmi intenzívna poľnohospodárska výroba. V snahe zvyšovať výnosy sa predtým pesticídy používali vo veľkom množstve a postupne prenikli až do spodných vôd. Aj keď súčasní poľnohospodári pesticídy používajú v menšej miere, v podzemnej vode nachádzame aj látky, ktoré sa už mnoho rokov nepoužívajú,“ hovorí Jaroslav Kubínek. Nie je to problém len tunajšieho prameniska: podľa šetrenia Štátneho zdravotného ústavu je pesticídmi zasiahnutých zhruba 75 % zdrojov pitnej vody v ČR. Povolená koncentrácia je však stanovená s predbežnou opatrnosťou ako veľmi nízka, 0,1 μg/l, teda na hranici analytických možností. Avšak to nič nemení na tom, že v pitnej vode nemajú pesticídy čo robiť.
Technológie úpravy vody
Voda sa v úpravni vody Hrobice upravuje v dvoch prúdoch: zvlášť povrchová voda a zvlášť voda podzemná. Až na konci sa oba prúdy spoja a finálna úprava je spoločná. Povrchová voda z piesnika Oplatil sa upravuje mikrofiltráciou s keramickou membránou, ktorá je schopná z vody odstrániť všetky mikroorganizmy, pevné mikročastice a zákal. „Systém membránovej mikrofiltrácie Amaya nám dodala firma Envi-Pur. Ide o priamu filtráciu s predradeným koagulačným stupňom. Pri zanesení membrány sa automaticky spustí spätný tok a membrána sa fyzikálnymi a chemickými procesmi vyčistí. Celý proces sa automaticky prispôsobuje kvalite upravovanej vody,“ popisuje úpravu povrchovej vody Kamil Škreptáč. Ďalej popisuje úpravu podzemnej vody: „Na úpravu podzemnej vody slúžia lamelové separátory a pieskové filtre. Pri vode sa najskôr upraví pH, potom sa v lamelových separátoroch odstráni železo a mangán a ďalej voda prechádza dvojvrstvovými filtrami s pieskom a antracitom.“ Potom sa oba prúdy spájajú v akumulačnej nádobe, kam sa pridáva ozón, voda prechádza ošetrením UV lampou a filtrami s aktívnym uhlím, kde sa okrem iných škodlivých látok odstraňujú aj spomínané pesticídy. Nakoniec sa voda chlóruje.
Automatizovaný systém riadenia úpravne
Úpravňa vody Hrobica má automatizovaný systém riadenia s viacvrstvovou architektúrou. Na chrbticovej zbernici s kruhovou topológiou sú pripojené podsiete jednotlivých technologických zariadení. Táto topológia má výhodu vo veľkej odolnosti proti zlyhaniu. Činnosť jednotlivých filtrov riadi samostatná PLC SIMATIC S7-1500. Z hľadiska komunikácie sa využíva ako Profibus-DP, tak Profinet. V infraštruktúre komunikačnej siete Profinet sú využité prvky SCALANCE. Súčasťou pohonov sú meniče SINAMICS G120 a softštartéry od spoločnosti Siemens. Operátorské panely sú SIMATIC Comfort Panel a od firmy Siemens je aj časť prevádzkovej meracej techniky, napr. ultrazvukové hladinomery na pieskových filtroch. PLC SIMATIC S7-1500 nahradili pôvodné riadiace jednotky SC3000 s procesorom, relé a motorovými vývodmi, taktiež od firmy Siemens. Už pred modernizáciou mal každý filter svoju vlastnú riadiacu jednotku, ktoré navzájom komunikovali prostredníctvom siete Profinet. „To bolo v roku 2010, takže sme boli v Česku jedni z prvých, kto Profinet využíval,“ poznamenáva hrdo Jaroslav Kubínek.
Monitorovanie spotreby energií
V súčasnej dobe je energetický manažment úpravne súčasťou účtovného informačného systému a údaje z elektromerov sa do neho zadávajú ručne alebo sa sťahujú zo systému SCADA, ale to neumožňuje optimalizovať spotrebu elektriny, pretože nie sú k dispozícii dáta v reálnom čase. Spoločnosť sa preto teraz intenzívne zaujíma o systém Siemens Energy Manager. Vzhľadom na to, že systém automatického riadenia úpravne využíva digitálnu komunikáciu, je získanie dát z jednotlivých spotrebičov jednoduché a náklady na implementáciu systému by preto neboli nijako vysoké. Analýza a optimalizácia súbehu okamžitej spotreby jednotlivých technologických zariadení je dôležitá aj preto, že úpravňa vlani prešla na spotové ceny elektriny meniace sa každú hodinu. Ako podotýka Oldřich Kupa, systém Siemens Energy Manager má certifikáciu pre použitie v systémoch monitorovania spotreby energie podľa ISO 50001, čo veľmi pomôže pri auditovaní systému energetického manažmentu aj pri vyčíslovaní uhlíkovej stopy, nefinančného ukazovateľa, ktorý budú musieť priemyselné spoločnosti v budúcnosti vykazovať.
Zásobovanie vodou je súčasťou kritickej infraštruktúry
Spoločnosť Vodovody a kanalizácia Pardubice, podobne ako iné vodárenské spoločnosti, je Národným úradom pre kybernetickú bezpečnosť zaradená medzi tzv. prevádzkovateľov základnej služby. „Z toho pre nás vyplývajú povinnosti popísať a riadiť bezpečnostné riziká súvisiace s výrobou a distribúciou vody. Preto postupne zavádzame fyzické a organizačné opatrenia na zaistenie kybernetickej bezpečnosti. Venujeme sa napr. analýze rizík, tvorbe smerníc pre našich zamestnancov aj externé firmy, inštalácii firewallov a ďalšieho bezpečnostného hardvéru a softvéru alebo zálohovaniu dát,“ vysvetľuje Jaroslav Kubínek. Pre úpravňu vody to znamená, že jej riadiaca infraštruktúra musí byť maximálne izolovaná od vonkajšieho sveta. Všetka komunikácia musí byť vedená len vyhradenými kanálmi, kde sú inštalované nástroje vyhodnocujúce hroziaci hackerský útok. Z tohto hľadiska je veľmi výhodné, že na celej vnútornej sieti sú použité výhradne prvky SCALANCE.
Proč právě Siemens?
Na závěrečnou otázku, proč si společnost Vodovody a kanalizace Pardubice vybrala právě Siemens, odpověděl Jaroslav Kubínek trochu překvapivě: „Ale my jsme si Siemens nevybrali.“ Siemens totiž vybrala dodavatelská firma. Projektovou dokumentaci připravila společnost VIS – Vodohospodářsko-inženýrské služby. Vítězem výběrového řízení na zhotovitele projektu se stalo sdružení reprezentované společnostmi VCES, KUNST a GDF. Zatímco firma VCES realizovala stavební část projektu, firma KUNST dodala strojně[1]technologickou část a GDF elektroinstalace včetně ASŘ. „Projekt byl spolufinancován Evropskou unií, takže jsme v zadání výběrového řízení ani nemohli uvést požadavek na konkrétní firmu a konkrétní zařízení. Celkové náklady na projekt byly 596 milionů korun. Fond soudržnosti v rámci Operačního programu Životní prostředí přispěl částkou 190 milionů a 49 milionů Kč poskytlo Ministerstvo zemědělství České republiky,“ vysvětluje Jaroslav Kubínek a dodává: „Nicméně jsme byli rádi, když zhotovitel vybral jako dodavatele řídicího systému právě Siemens, protože to pro nás je pokračování kontinuity a záruka kvality řídicí techniky. Původní systém automatického řízení od firmy Siemens tu pracoval dvanáct let a v podstatě jsme o něm nevěděli, neměl žádnou závažnou poruchu.“ Oldřich Kupa vysvětluje: „Siemens v České republice v oblasti vodárenství nedodává ucelená řešení. Jdeme cestou maximální podpory významných partnerů, kteří pracují pro koncové zákazníky, jako jsou například právě Vodovody a kanalizace Pardubice. To znamená, že jsme vytvořili tým složený z odborníků na řízení pohonů, automatizaci a průmyslovou komunikaci a s nimi jsme firmě GDF pomáhali pro Vodovody a kanalizace Pardubice vytvářet optimální řešení.“
Více informací o řešení pro vodohospodářský průmysl se dozvíte zde.
