PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW
ZAOPATRZENIA W WOD

- STACJE UZDATNIAIA WODY
doc. dr inż. Małgorzata Perchuć
1. Rozwiązania układów hydraulicznych
WODA POWIERZCHNIOWA
SUW
UJ
CIE WODY
PODZIEMNEJ
ZP
OÅš 1OSUW
1OSUW
BUP
3ODSDW
2OLSDW
Rys. 1 Cykl gospodarowania wodą. BUP  budynki użyteczności publicznej, ZP  zakłady przemysłowe, OŚ 
Oczyszczalnia ścieków, SUW  Stacja uzdatniania wody, LSDW  lokalna stacja doczyszczania wody, DSDW-
Domowa stacja doczyszczania wody.
Schemat występowania WPdz: 1  warstwy wodonośne, 2. Warstwy
nieprzepuszczalne, 3. woda gruntowa, 4. woda wgłębna o swobodnym
zwierciadle, 5. woda artezyjska, 6. woda powierzchniowa płynąca,
7. linia ciśnienia hydrostatycznego horyzontu II, 8. linia ciśnienia
hydrostatycznego horyzontu III, 9. studnia wody gruntowej , 10. studnia wody
wgłębnej, 11,13 studnie artezyjskie, 12, 14 studnie subartezyjskie
Parametr Woda powierzchniowa Woda podziemna
zmienna; zależna od pory roku. W
Temperatura w zasadzie stała 5- 10 C
zimie 0 - 4 C, w lecie 10 - 26 C
Mętność;
substancje
poziom zmienny; czasami wysoka od niska lub zerowa (z wyjÄ…tkiem
zawieszone
kilku do kilkuset mg/l wód krasowych)
(zawiesiny lub
czÄ…stki koloidalne
przeważnie powodowana przez zwykle bezbarwna; powodowana
substancje zawieszone (gliny, algi) z rozpuszczonymi substancjami
Barwa wyjątkiem wód bardzo miękkich lub organicznymi (kwasy humusowe)
kwaśnych (kwasy humusowe) od może dochodzić do kilkuset mg
kilku do kilkudziesięciu mg Pt/l Pt/l
zawartość w zasadzie stała, z
zawartość zmienia się w zależności
Substancje reguły wyższa niż w wodach
od rodzaju gleby, opadów, spływów
mineralne powierzchniowych z tego samego
powierzchniowych itp.
terenu
zwykle nie ma, z wyjÄ…tkiem dennych
zwykle obecne w różnych
Fe (II) i Mn (II) w partii jezior lub stawów w procesie
ilościach; najczęściej: Fe(ll)śl.-
roztworze eutrofizacji. W okresach jesiennych
10mg/l i Mn(ll)śl.-1,5mg/l
może pojawiać się Mn
Parametr Woda powierzchniowa Woda podziemna
Agresywny często obecny w
zwykle nie ma
CO2 podwyższonych ilościach
często w stopniu bliskim
Rozpuszczony nasycenia; nie występuje w
zwykle w ogóle nie występuje
O2 wodach bardzo
zanieczyszczonych
H2S zwykle nie ma często obecny
znaczne wahania w ciągu często występuje w sposób
NH4
roku; małe stężenia latem 0,2 naturalny w ilościach śl.  1 ,5
- 0,5 mg/l i znaczne w zimie mg/l; nie jest systematycznym
do kilku mg/l wskaz
nikiem zanieczyszczenia.
czasami wysoki poziom. W
generalnie niski poziom w
wodach naturalnych 1 - 2 mg/l;
wodach
NO3
w wodach zanieczyszczonych
czystych na ogół śl. - 3 mg/l
od kilku do kilkuset mg/l
Parametr Woda powierzchniowa Woda podziemna
średnia zawartość na ogół często wysoki poziom;
Krzemiany
poniżej 5 mg/l najczęściej 10 -20 mg/l
zwykle nie ma, ale
Mikrozanie - obecne w wodach krajów
każde przypadkowe
czyszczenia rozwiniętych; szybko
zanieczyszczenie
mineralne i znikają po usunięciu
utrzymuje siÄ™ bardzo
organiczne z
ródła zanieczyszczenia.
długo
bakterie (też
Organizmy często znajdowane są
chorobotwórcze), wirusy,
żywe bakterie żelaziste
plankton, (organizmy
zwierzęce i roślinne)
często; zjawisko nasila
Natura
się w wysokich nie występuje
eutroficzna
temperaturach.
Parametr Woda powierzchniowa Woda podziemna
Zmienność sezonowa naturalna
stały skład naturalny
składu zmiana jakości wody
duże, ściekami miejskimi i
małe
Zagrożenie przemysłowymi zasolenie,
antropogeni- metale ciężkie, Cl, SO4,
NH4, N03, WWA,
czne detergenty, pestycydy,
pestycydy
WWA,
Główne
substancje organiczne i CO2, H2S, Fe, Mn, NH4,
problemy
mineralne zawieszone, F, czasami NO3,
technologi-
koloidalne i rozpuszczone, pestycydy
czne
Parametr Woda powierzchniowa Woda podziemna
Podstawa jednorazowy pobór
co najmniej roczne
wyboru wody po okresie
badania technologiczne
technologii próbnego pompowania
Konieczność
zawsze czasami
dezynfekcji
proste układy
Sposób skomplikowane układy technologiczne
uzdatniania technologiczne (wielostopniowa
filtracja)
Koszt
bardzo wysoki racjonalnie niski
inwestycyjny
Koszt
bardzo wysoki racjonalnie niski
eksploatacyjny
 Uzdatnianie wody
ma zapewnić wodę o składzie
wymaganym dla każdego rodzaju użytkownika.
Woda uzdatniona powinna być stabilna
nie może utrudniać bądz
uniemożliwiać powstanie
produktu końcowego
o założonej przez producenta jakości
Woda przeznaczona do spożycia przez ludzi to:
a) woda w stanie pierwotnym lub po uzdatnieniu,
przeznaczona do picia, przygotowania żywności lub
innych celów domowych, niezależnie od jej
pochodzenia i od tego, czy jest dostarczana z sieci
dystrybucyjnej, cystern, w butelkach lub
pojemnikach,
b) woda wykorzystywana przez przedsiębiorstwo
produkcji żywności do wytworzenia, przetworzenia,
konserwowania lub wprowadzania do obrotu
produktów albo substancji przeznaczonych do
spożycia przez ludzi,"
(na podst. Dz. U. Nr 85 z 2005 r., poz. 729)]
Prawo wodne 2005r
ROZWI
ZANIA UKA
ADÓW HYDRAULICZNYCH WODOCI
GÓW W
ZALEŻNOŚCI OD
Qujęcia, Qhmax i Co
PROJEKTOWANIE MAA
YCH I ÅšREDNICH WODOCI
GÓW
I. Wodociągi muszą być tak zaprojektowane i wybudowane aby:
1. dostarczać odpowiednią ilość wody o wymaganej jakości
wszystkim odbiorcom podłączonym do danego systemu
2. dostawa wody musi być ciągła pod odpowiednim
ciśnieniem
3. praca SUW powinna być zautomatyzowana
II. Koszty inwestycyjno - eksploatacyjne zależą od:
1. wymaganej maksymalnej wydajności obiektu
2. przyjętej technologii uzdatniania wody wynikającej z
różnicy jakości wody surowej i uzdatnionej (Co - CD)
3. przyjętego rozwiązania układu hydraulicznego
4. kosztów reagentów, energii elektrycznej i obsługi
III. Wybór układu hydraulicznego SUW zależy od:
1. maksymalnej dopuszczalnej wydajności z
ródła wody,
QU (zatwierdzone zasoby ujęcia)
2. maksymalnego zapotrzebowania na wodÄ™ przez dany system
(Qhmax)
3. nierównomierności poboru wody przez dany system
dystrybucji Nd, Nh
4. jakości ujmowanej wody (CO  CD)
IV. Rozróżniamy układ:
" bezpośredniego zasilania wodociągu z ujęcia dla QU > Qhmax
" pośredniego zasilania wody z ujęcia z zastosowaniem
zbiornika wieżowego dla QU < Qhmax
V. Podział wg stopni pompowania:
Jednostopniowa stacja wodociągowa (tylko pompy 1o głębinowe)
Dwustopniowa stacja wodociÄ…gowa (pompy 1o i 2o)
Trzystopniowa stacja wodociÄ…gowa (pompy 1o, 2o i 3o)
Stosowane rozwiÄ…zania hydrauliczne
STUDNIA  P Io + HYDROFOR + sieć
1. CO < CD
STUDNIA  P Io + ZBIORNIK WIEŻOWY + sieć
STUDNIA + P Io + HYDROFOR + SUW (w układzie
CO > CD
QU > Qhmax
ciśnieniowym) + sieć
SUW +
Płukanie filtrów wodą ze studni
HYDROFOR
STUDNIA +P Io +ZBIORNIK NAZIEMNY +P(IIo) + sieć
2. CO < CD
STUDNIA  P Io + ZBIORNIK WIEŻOWY + sieć
STUDNIA + P Io + SUW (w układzie ciśnieniowym) +
CO > CD
QU < Qhmax
HYDROFOR + sieć
SUW
STUDNIA + P Io + SUW (w układzie ciśnieniowym) +
ZBIORNIK WIEŻOWY + sieć
Płukanie filtrów wodą ze studni
STUDNIA + P Io + SUW [N otwarte +P IIo + 1oFPciÅ›. +
CO >> CD
2oFPciś.] + ZBIORNIK WIEŻOWY/HYDROFOR + sieć
SUW +
Płukanie filtrów wodą czystą
ZBIORNIK
STUDNIA + P Io + SUW [N otwarte +P IIo + KR+
CO >> CD
1oFP otwarte] + ZBIORNIK NAZIEMNY + P IIIo+ sieć
SUW +
Płukanie filtrów wodą czystą
ZBIORNIK
STACJE WODOCI
GOWE
Schemat technologiczny układu bezpośredniego zasilania wodociągu,
z hydroforem Qujęcia > Qhmax
- woda nie wymaga uzdatniania Co < CD
- jednostopniowe pompowanie ze studni P Io , dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
STACJE WODOCI
GOWE
Schemat technologiczny układu pośredniego zasilania wodociągu,
ze zbiornikiem wieżowym Qujęcia < Qhmax
- woda nie wymaga uzdatniania Co < CD
- jednostopniowe pompowanie ze studni P Io ; dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
STACJE WODOCI
GOWE Qujęcia > Qhmax
Schemat technologiczny układu bezpośredniego zasilania wodociągu,
z hydroforem i z jednostopniowÄ… filtracjÄ… wody Co > CD
- jednostopniowe pompowanie ze studni P Io dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
STACJE WODOCI
GOWE Qujęcia > Qhmax
Schemat technologiczny układu bezpośredniego zasilania wodociągu,
z hydroforem i z dwustopniowÄ… filtracjÄ… wody Co >CD
- jednostopniowe pompowanie ze studni P Io dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
STACJE WODOCI
GOWE Qujęcia < Qhmax
Schemat technologiczny układu pośredniego zasilania wodociągu,
z zbiornikiem naziemnym i z jednostopniowÄ… filtracjÄ… wody Co > CD
- dwustopniowe pompowanie wody P Io + P IIo
- dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
STACJE WODOCI
GOWE Qujęcia < Qhmax i woda bardzo zła Co >> CD
Schemat technologiczny układu pośredniego zasilania wodociągu,
z zbiornikiem naziemnym i z jednostopniowÄ… filtracjÄ… wody
- trzystopniowe pompowanie wody P Io + P IIo + P IIIo
- dwie studnie pracujÄ…ce naprzemiennie
UKA
ADY TECHNOLOGICZNE STACJI WODOCI
GOWYCH
Legenda
1. Pompa głębinowa 11. Przepustnica z siłownikiem
2. Sondy elektropneumatycznym
konduktometryczne
3. Zawór zwrotny 12. Filtr
4. Przepustnica odcinająca 13. Przepustnica z siłownikiem
z dz
wignią ręczną elektrycznym
14. Odstojnik wód popłucznych
5. Wodomierz z wyjściem 15. Dmuchawa powietrza
kontaktronowym 16. Pompa płuczna
6. Przetwornik ciśnienia 17. Zestaw pompowy
7. Dozownik podchlorynu 18. Wyłączniki poziomu w
zbiorniku otwartym
8. Naziemny zbiornik 19. Zawory odpow -
wyrównawczy napowietrzający
9. Napowietrzanie otwarte
10. Pompownia pośrednia
21
STACJE WODOCI
GOWE ujmujÄ…
ZWYKA
E WODY PODZIEMNE
- wody podziemne o zawartości
substancji rozpuszczonych poniżej 1 g/L
i temperaturze poniżej 20 oC
Waloryzację zwykłych wód podziemnych dokonano w oparciu
o kryterium:
" jakości wody  klasyfikacja elementów fizykochemicznych
stanu WPdz obejmuje 5 klas jakości wody
" ilości WPdz występujących w jednolitej części WPdz
" stopnia izolacji poziomu wodonośnego
do 50 m - brak izolacji (płytki poziom wodonośny)
50-150 m - izolacja częściowa (średnio głęboki poziom
wodonośny)
ponad 150 m - izolacja pełna (głęboki poziom wodonośny)
RMÅš z 23.07.2008, Dz.U. nr 143 poz.896 z 6.08.08)
w sprawie kryteriów i sposobu oceny
stanu wód podziemnych
Klasyfikacja elementów fizykochemicznych stanu WPdz:
I klasa - woda bardzo dobrej jakości; bardzo dobra
bez uzdatniania
II klasa - woda dobrej jakości; woda dobra z nieznacznym
uzdatnianiem, bez środków chemicznych,
III klasa - woda zadowalającej jakości; woda średnia, zdatna do
picia po nieskomplikowanych zabiegach uzdatniajÄ…cych
IV klasa - woda niezadowalającej jakości; wymagająca
wieloetapowego oczyszczania
V klasa - wody złej jakości
Klasy I, II, III oznaczajÄ… dobry stan chemiczny,
Klasy IV , V oznaczają słaby stan chemiczny,
RMÅš z 23.07.2008, Dz.U. nr 143 poz.896 z 6.08.08)
w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych
c.d wg 3.1 Ocena stanu chemicznego WPdz :
Dobry stan chemiczny WPdz  to stan chemiczny WPdz, w którym
są spełnione warunki:
1. Skład chemiczny wód jest taki że:
a) stężenia substancji zanieczyszczających nie wskazuje efektów
dopływu wód słonych ani innych wód o jakości zagrażającej
zanieczyszczeniem wód
b) stężenia substancji zanieczyszczających nie przekraczają
standardów jakości ustalonych dla WPdz w przepisach odrębnych;
2. Poziom stężenia substancji zanieczyszczających nie może
prowadzić do:
a) nieosiągnięcia przez powiązane z nimi wody powierzchniowe
celów środowiskowych,
b) obniżenia jakości chemicznej lub ekologicznej tych części wód
c) powodowania znacznych szkód w ekosystemach lądowych
bezpośrednio zależnych od WPdz
RMÅš z 23.07.2008, Dz.U. nr 143 poz.896 z 6.08.08)
w sprawie kryteriów i sposobu oceny
stanu wód podziemnych c.d wg 3.1 :
Dobry stan chemiczny WPdz  to stan chemiczny WPdz, w którym
są spełnione warunki c.d 1, 2 :
3. Zmiany przewodności elektrolitycznej nie wskazują na
dopływ wód słonych ani innych wód o jakości zagrażającej
zanieczyszczeniem wód.
Słaby stan chemiczny WPdz  to stan chemiczny WPdz, w którym
nie jest spełniony co najmniej jeden z warunków o których mowa w
ustępie 2 czyli że poziom stężenia substancji zanieczyszczających
prowadzi do:
a) nieosiągnięcia przez powiązane z nimi wody powierzchniowe
celów środowiskowych,
b) obniżenia jakości chemicznej lub ekologicznej tych części wód
c) powodowania znacznych szkód w ekosystemach lądowych
bezpośrednio zależnych od WPdz
RMÅš z 23.07.2008, Dz.U. nr 143 poz.896 z 6.08.08)w sprawie
kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych c.d :
Uwaga !
Cyt. 4 pkt 3. Przy określaniu klasy jakości WPdz w punkcie
pomiarowym dopuszcza się przekroczenie wartości granicznej
elementów fizykochemicznych,
gdy jest ono spowodowane przez naturalne procesy,
z zastrzeżeniem, że to przekroczenie
nie dotyczy elementów fizykochemicznych
oznaczonych w załączniku do RMŚ symbolem  H
i mieści się w granicach przyjętych dla kolejnej niższej klasy.
*
Cyt. 4 pkt 4. W przypadku większej liczby badań
monitoringowych w ciągu roku, do porównań przyjmuje się
wartość średniej arytmetycznej stężeń badanych
elementów fizykochemicznych uzyskanych
z rocznych wyników badań monitoringowych w punkcie
pomiarowym.
Załącznik do RMŚ z 23.07.2008 Dz.U. 143 poz.896
Wartości graniczne elementów fizyko-chemicznych stanu wód poziemnych w klasach jakości
Jednostka TÅ‚o
Element
Wartości graniczne w klasach I - V
hydrochemiczne
Elementy ogólne (5 elementów)
I II III IV V
pH
6,5  8,5 6,5  9,5 <6,5 lub > 9,5
OWO
mgC/l 1-10 5 10* 10* 20 >20
Przewodność w
µS/cm 200  700 700 2500 2500 3000 >3000
20o C
o
Temperatura
C 4-20 <10 12 16 25 >25
Tlen rozp.
mg/l 0-5 >1 0,5-1 <0,5 <0,5 <0,5
Elementy nieorganiczne (36 elementów)
Amonowy jon
mg/l 0-1 0,5 1,0 1,5 3 >3
Azotany H
mg/l 0-5 10 25 50 100 >100
Azotyny H
mg/l 0-0,03 0,03 0,15 0,5 1 >1
Chlorki
mg/l 2-60 60 150 250 500 >500
Chrom H
mg/l 0,0001-0,010 0,01 0,05 0,05 0,1 >0,1
FluorkiH
mg/l 0,05-0,5 0,5 1 1,5 2 >2
KadmH
mg/l 0,0001-0,0005 0,001 0,003 0,005 0,01 >0,01
Załącznik do RMŚ z 23.07.2008 Dz.U. 143 poz.896 c.d
Wartości graniczne elementów fizyko-chemicznych stanu wód poziemnych w klasach jakości
Jedn.
Element TÅ‚o hydro-
Wartości graniczne w klasach 1 - 5
chemiczne
Elementy nieorganiczne (36 elementów)
I II III IV V
Kobalt
mg/l 0,001 0,02 0,05 0,2 1 >1
Magnez
mg/l 0,5-30 30 50 100 150 >150
Mangan
mg/l 0,01-0,4 0,05 0,4 1* 1* >1
Miedz

mg/l 0,001-0,020 0,01 0,05 0,2 0,5 >0,5
Ołów
mg/l 0,001-0,010 0,01 0,025 0,1 0,1 >0,1
Siarczany
mg/l 5-60 60 250 250 500 >500
Wapń
mg/l 2-200 50 100 200 300 >300
Żelazo
mg/l 0,02-5 0,2 1 5 10 >10
Elementy organiczne (13 elementów)
AOX H
mg/l 0-0,0001 0,01 0,02 0,06 0,3 >0,3
-adsorbowane
BenzenH
mg/l 0 0,001 0,005 0,01 0,1 >0,1
Fenole
mg/l 0-0,001 0,001 0,005 0,01 0,05 >0,05
WWAH
mg/l 10-6 - 10-4 10-4 2 x10-4 3x10-4 5x10-4 >5x10-4
RMÅš z 23.07.2008, Dz.U. nr 143 poz.896 z 6.08.08)
w sprawie kryteriów i sposobu oceny
stanu wód podziemnych c.d
wg 8.1 Ocena stanu ilościowego WPdz :
Cyt. pkt 3 Ocenę stanu ilościowego WPdz przeprowadza się przez ustalenie
wielkości rezerw zasobów WPdz jednolitej części WPdz
i interpretację wyników badań położenia zwierciadła WPdz
Cyt. pkt 5 Interpretcja wyników badań położenia zwierciadła WPdz polega
na ustaleniu skutków:
1) Zmian położenia zwierciadła WPdz, wynikających z działalności
człowieka, które może spowodować:
a) Niespełnienie celów środowiskowych& &
b) Wystąpienie znacznych szkód w ekosystemach lądowych
bezpośrednio zależnych od WPdz
c) Wystąpienie znacznego obniżenia zwierciadła WPdz
2) Krótkotrwałych lub ciągłych zmian kierunku przepływu WPdz...
występujących w ograniczonym obszarze, które mogą powodować dopływ
wód słonych lub innych o jakości zagrażającej zanieczyszczeniem WPdz.
WARUNKI ZAOPATRZENIA W WOD

przez STACJE WODOCI
GOWE :
1. zapewnienie odpowiedniego z
ródła wody kierując się zasadą, że
czasem lepiej jest ujmować wodę o dobrej jakości z dalszej odległości
niż bardziej zanieczyszczoną choć ujmowaną w miejscu jej
zaopatrzenia
2. zabezpieczenie ujęcia wody przed wtórnym zanieczyszczeniem
(strefy ochronne)
3. dokładne określenia składu fizyko-chemicznego i biologicznego
ujmowanej wody - opracowanie wstępnej koncepcji
technologicznej (kilka wariantów do badań technologicznych)
4. uwzględnienie zmienności wody w czasie eksploatacji studni.
Zmienność składu wody w studni może trwać nawet kilka lat i na ogół
związana jest ze wzrostem zawartości żelaza i manganu, siarczanów,
twardości, amoniaku, znaczny spadek pH i wzrost zasolenia wody.
WARUNKI ZAOPATRZENIA W ZDROW
I CZYST
WOD

przez STACJE WODOCI
GOWE :
5. wykonanie dokładnych badań technologicznych nad doborem
optymalnego układu jej uzdatniania (nie należy dobierać układu
technologicznego na podstawie jednokrotnej analizy wody ze studni
wykonanej dla prób pobranych podczas próbnego 72 godzinnego
pompowania wody)
6. dobranie właściwej technologii uzdatniania wody dostosowanej
do składu ujmowanej wody i dostatecznie efektywnej do
spełnienia wymagań stawianych wodzie do spożycia -
opracowanie końcowej koncepcji technologicznej uzdatniania wody
(określenie wszystkich parametrów technologicznych zalecanych
procesów jednostkowych)
7. zastosowanie technologii, która będzie skuteczne w przypadku
pogorszenia się jakości wody w studnie w czasie jej eksploatacji