Jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi jest w Polsce ściśle regulowana i monitorowana na etapie jej uzdatniania. W praktyce eksploatacyjnej coraz częściej obserwuje się jednak sytuacje, w których woda spełniająca wszystkie wymagania na wyjściu ze stacji uzdatniania ulega pogorszeniu w trakcie transportu do odbiorcy końcowego. Zjawisko to określane jest mianem wtórnego zanieczyszczenia i stanowi istotne wyzwanie zarówno dla eksploatatorów sieci, jak i dla projektantów systemów dystrybucji. Może przejawiać się ono wzrostem mętności, zmianą barwy, pojawieniem się zapachu/smaku, a także podwyższonymi stężeniami żelaza, manganu czy zwiększoną liczbą mikroorganizmów. W wielu przypadkach jest bezpośrednio odczuwalne przez odbiorców i generuje skargi, mimo że woda opuszczająca zakład produkcyjny charakteryzuje się bardzo dobrą jakością. 

Charakterystyka systemu dystrybucji wody 

System zaopatrzenia w wodę obsługiwany przez PWiK Okręgu Częstochowskiego to jedna z bardziej rozbudowanych sieci wodociągowych w Polsce. Całkowita długość wynosi 2603,86 km, przy rozpiętości przestrzennej sięgającej 41 km oraz różnicy wysokości terenu rzędu 160 m. Do systemu przyłączonych jest 58 735 nieruchomości, a jego infrastruktura obejmuje około 12 000 zasuw sieciowych oraz podobną liczbę hydrantów. Układ dystrybucji oparty jest na czterech ujęciach głównych oraz 14 pomocniczych, wspieranych przez 53 studnie głębinowe i jedno źródło. W systemie funkcjonuje 9 zbiorników wody, których podstawowymi zadaniami są: stabilizacja ciśnienia, magazynowanie wody oraz zapewnienie ciągłości dostaw. W celu poprawy kontroli pracy sieci oraz ograniczenia strat wody, obszar zasilania został podzielony na 57 wydzielonych stref. Zdecydowana większość systemu – około 93% jego powierzchni – funkcjonuje w strukturze obszarów DMA (District Metered Area), natomiast pozostałe 7% stanowią obszary AKW (Aktywnej Kontroli Wycieków). W obrębie obszarów DMA wyróżnia się strefy o podwyższonym ciśnieniu (zasilane przez pompownie), strefy zredukowanego ciśnienia (z zastosowaniem reduktorów) oraz obszary opomiarowania, w których prowadzony jest bilans przepływów.

Tak rozbudowany i zróżnicowany hydraulicznie system, obejmujący zarówno gęsto zurbanizowane centrum miasta, jak i rozległe obszary peryferyjne, jest szczególnie podatny na zjawiska stagnacji wody, zmienność czasów jej przebywania w sieci oraz lokalne zaburzenia przepływu. Czynniki te powodują pojawianie się procesów prowadzących do wtórnego pogorszenia jakości wody.

Mechanizmy wtórnego zanieczyszczenia wody

Wtórne zanieczyszczenie wody w sieci wodociągowej ma charakter złożony i jest wynikiem oddziaływania wielu procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych. Do najważniejszych z nich należą:
• korozja materiałów przewodów i armatury, prowadząca do uwalniania związków żelaza i manganu,
• odkładanie się osadów mineralnych i organicznych na wewnętrznej powierzchni rurociągów,
• rozwój biofilmu,
• resuspensja zgromadzonych osadów w wyniku nagłych zmian przepływu/ciśnienia,
• wydłużony czas przebywania wody w sieci (tzw. wiek wody).

W warunkach stabilnej pracy systemu procesy te zachodzą stopniowo i często pozostają niezauważone. Problemy pojawiają się w momentach zaburzenia hydrauliki sieci – podczas awarii, prac remontowych lub gwałtownego wzrostu rozbioru wody. W takich sytuacjach dochodzi do odrywania nagromadzonych osadów oraz biofilmu, co objawia się wzrostem mętności, zmianą barwy wody oraz pogorszeniem jej walorów organoleptycznych.

Czytaj ciąg dalszy w cyfrowym wydaniu Kierunku Wod-Kan (s. 54)

Materiał pierwotnie ukazał się w czasopiśmie Kierunek Wod-Kan 1/26.