Úprava vody


Úprava pitné vody je technologické odvětví, jehož cílem je dosažení takových vlastností, aby byly splněny požadavky na kvalitu vody z hlediska jejího dalšího použití. Využívá poznatků mnoha vědních disciplín, např. hydrochemie, biochemie, koloidní chemie, fyzikální chemie povrchů, hydrodynamiky, stavebního a chemického inženýrství nebo matematického modelování. Zejména úprava vody pro pitné účely je s rostoucí populací stále aktuálním tématem. Úprava vody (z povrchových zdrojů) na vodu pitnou zahrnuje následující technologické procesy: úprava pH, případně předoxidacetvorba suspenze (destabilizace/koagulace a agregace/flokulace znečišťujících příměsí pomocí železitých/hlinitých činidel); separace suspenze (sedimentaceflotacefiltrace) a hygienické zabezpečení. Procesy tvorby a separace suspenze lze také spojit do jednoho technologického kroku s využitím tzv. čiření ve speciálně konstruovaných zařízeních - čiřičích. K odstranění nežádoucích látek (především v nižších koncentracích), které není možné odstranit výše uvedeným způsobem, lze použít proces adsorpce (na aktivním uhlí, organických pryskyřicích, ionexech) nebo membránové procesy (mikro-, ultra-, nanofiltrace, reversní osmóza).

Skupina úpravy vody se zabývá studiem mechanismů odstraňování problematických příměsí z vody. Jsou to jednak tzv. AOM (Algal Organic Matter), organické látky pocházející z metabolické činnosti a rozkladu sinic a řas, odstraňované konvenční technologií, tj. koagulací (tvorba suspenze pomocí železitých/hlinitých koagulačních činidel a její následná separace), případně s použitím tzv. předoxidace (např. manganistanem draselným, ozónem, chlórem nebo UV zářením). Za druhé jsou to mikropolutanty (pesticidy, léčiva atd.), které jsou odstraňovány pomocí adsorpce na aktivním uhlí. Nově se skupina úpravy vody zabývá výskytem a charakterizací mikroplastů v pitné vodě. Jelikož se jedná o mikropolutanty s potenciálním negativním vlivem na lidské zdraví, je jejich přítomnost v pitné vodě nežádoucí. Výzkum v této oblasti se zaměřuje také na přítomnost mikroplastů ve zdrojích surové vody a na účinnost odstranění mikroplastů jednotlivými procesy úpravy, které se při výrobě pitné vody používají. Je velmi důležité zaměřit se právě i na možnosti odstraňování mikroplastů během úpravy vody, protože doposud pro jejich eliminaci není navržena žádná speciální technologie. Dalším předmětem výzkumu je vliv fyzikálně-chemických parametrů (typ a dávka koagulačního činidla, pH, KNK4,5, teplota) a hydrodynamických podmínek (především velikost a distribuce gradientu rychlosti) na vlastnosti vloček (velikost, struktura, porosita, tvar) při konvenční úpravě vody. Vlastnosti vloček (agregátů) zásadně ovlivňují účinnost jejich následné separace. Aby bylo možné tvorbu agregátů optimalizovat pro konkrétní separační procesy, je důležité pochopit mechanismy agregace a vývoj vlastností agregátů v závislosti na zmíněných podmínkách.

Pivokonsky, M., Cermakova, L., Novotna, K., Peer, P., Cajthaml, T., Janda, V., 2018. Occurrence of microplastics in raw and treated drinking water. Science of The Total Environment. 643, 1644-1651.

Branyikova I., Filipenska M., Urbanova K., Ruzicka M., Pivokonsky M., Branyik T., 2018. Physicochemical approach to alkaline flocculation of Chlorella vulgaris induced by calcium phosphate precipitates. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 166, 54-60.

Barešová, M., Pivokonský, M.; Novotná, K.; Načeradská, J.; Brányik, T., 2017. An application of cellular organic matter to coagulation of cyanobacterial cells (Merismopedia tenuissima). Water Research 122, 70-77. 

Čermáková, L., Kopecká, I., Pivokonský, M., Pivokonská, L., Janda, V., 2017. Removal of cyanobacterial amino acids in water treatment by activated carbon adsorption. Separation and Purification Technology 173 (1), 330-338.

Načeradská, J., Pivokonský, M., Pivokonská, L., Barešová, M., Henderson, R.K., Zamyadi, A., Janda, V., 2017. The impact of pre-oxidation with potassium permanganate on cyanobacterial organic matter removal by coagulation. Water Research 114, 42-49. 

Pivokonský, M., Načeradská, J., Kopecká, I., Barešová, M., Jefferson, B., Li, X., Henderson, R.K., 2016. The impact of algogenic organic matter on water treatment plant operation and water quality: a review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 46, 291-335.

Pivokonský, M., Načeradská, J., Brabenec, T., Novotná, K., Barešová, M., Janda, V., 2015. The impact of interactions between algal organic matter and humic substances on coagulation. Water Research 84, 278-285.

Pivokonský, M., Šafaříková, J., Barešová, M., Pivokonská, L., Kopecká, I., 2014. A comparison of the character of algal extracellular versus cellular organic matter produced by cyanobacterium, diatom and green alga. Water Research 51, 37-46.

Kopecká, I., Pivokonský, M., Pivokonská, L., Hnaťuková, P., Šafaříková, J., 2014. Adsorption of peptides produced by cyanobacterium Microcystis aeruginosa onto granular activated carbon. Carbon 69, 595-608.

Šafaříková, J., Barešová, M., Pivokonský, M., Kopecká, I., 2013. Influence of peptides and proteins produced by cyanobacterium Microcystis aeruginosa on the coagulation of turbid waters. Separation and Purification Technology 118, 49-57.

Bubáková, P., Pivokonský, M., Filip, P., 2013. Effect of shear rate on aggregate size and structure in the process of aggregation and at steady state. Powder Technology 235, 540-549.

Pivokonský, M., Šafaříková, J., Bubaková, P., Pivokonská, L., 2012.  Coagulation of peptides and proteins produced by Microcystis aeruginosa: Interaction mechanisms and the effect of Fe-peptide/protein complexes formation. Water Research 46, 5583-5590.

Patent č. 305 835Způsob zvýšení efektivity odstranění organických látek produkovaných sinicemi a řasami při úpravě vlastností vody koagulací

  • Mgr. Lenka Čermáková
  • Bc. Kateřina Fialová
  • Mgr. Monika Filipenská
  • Mgr. Kateřina Novotná
  • Ing. Radim Petříček