Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky (AF) Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu Diplomová práce Vedoucí práce Ing. Bc. Petr Junga, Ph.D. Vypracovala: Bc. Martina Viktorinová Brno 2014

2 2

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem práci: Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne: Podpis 3

4 PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu diplomové práce panu Ing. Bc. Petru Jungovi, Ph.D. za odborné připomínky, cennou pomoc a ochotu při konzultacích diplomové práce. 4

5 ABSTRAKT Tato diplomová práce na téma Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu se v literární rešerši zabývá problematikou technologií čistíren odpadních vod a legislativou s problematikou související. Dále práce řeší charakteristiku zemědělského areálu v návaznosti na širší územní vztahy. Zabývá se popisem a analýzou původního stavu nakládání s odpadními vodami a to jak z hlediska kvalitativních, tak kvantitativních hospodářských údajů, stanovením návrhových parametrů pro novou čistírnu odpadních vod a návrhem variantních řešení čistíren odpadních vod. Výhodami a nevýhodami jednotlivých navrhovaných řešení a jejich srovnáním z hlediska technologického a finančního. Jednotlivé varianty řešení jsou zapracovány do grafické části. Klíčová slova: čistírna odpadních vod, odpadní vody dešťové, odpadní vody splaškové, vodoprávní legislativa ABSTRACT This diploma thesis presents a design of a wastewater treatment plant for a selected agricultural estate. Its literature research deals with technologies for wastewater treatment plants and relevant legislation. Furthermore, the characteristics of the agricultural estate are discussed in relation to the given area. The original state of wastewater treatment is presented and analysed both in terms of qualitative and quantitative agricultural data. Parameters of a new wastewater treatment plant and possible alternatives are designed and their advantages and disadvantages compared. Each of the possible solutions is then presented in the graphical part of the thesis. Keywords: wastewater treatment plant, sewage water, rain water, water legislation 5

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE LITERÁRNÍ REŠERŠE Legislativa Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, v platném znění Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění Zákon o odpadech 185/2001 Sb., v platném znění Technologie čistíren odpadních vod Přírodní způsoby čištění odpadních vod Vegetační kořenové čistírny Výhody a nevýhody přírodního způsobu čištění Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod Výhody a nevýhody mechanicko-biologických čistíren Malé balené ČOV Septik Jímka na vyvážení METODIKA ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ BOHDALICE-PAVLOVICE POPIS AREÁLU Stávající stav Množství splaškových vod Složení odpadních vod Množství srážkových vod ze střech

7 6.1.4 Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m 2 ) Nový stav Množství splaškových vod Množství srážkových vod ze střech Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m 2 ) Požární nádrž Odpadní vody ve specifických provozech areálu NÁVRH ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD Varianta A Vegetační kořenová čistírna s horizontálním podpovrchovým průtokem Výpočet základních návrhových parametrů Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV Finanční vyčíslení varianty A Varianta B Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod Vlastní uspořádání mechanicko-biologické čistírny Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV Finanční vyčíslení varianty B Varianta C Jímka na vyvážení Finanční vyčíslení varianty C DISKUZE ZÁVĚR SEZNAM INFORMAČNÍCH ZDROJŮ SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK SEZNAM TABULEK PŘÍLOHY

8 1 ÚVOD Voda je základní podmínkou pro život na naší planetě. Stabilita všech společností od dávných civilizací Blízkého východu a Asie až po soudobé státy vždy závisela na dostatku vodních zdrojů a na jejich kvalitě. Voda ovlivňuje budoucnost celého lidstva, proto je nutné zabývat se její ochranou a jakostí. Stejně tak je důležité zabývat se vodami odpadními, které vznikají v důsledku lidské činnosti a mohou negativně ovlivnit jakost vod povrchových a podzemních zejména obsahem organických látek, patogenních mikroorganismů, toxinů a dalších látek (www. 1). Abychom dosáhli obnovy přirozené funkce kvality vody a současně zajistili ochranu životního prostředí a zejména vodních ekosystémů, je nutné přistoupit k efektivnímu čištění odpadních vod. Účelem čištění odpadních vod je mechanicky odstranit větší část nerozpuštěných látek obsažených v odpadních vodách a fyzikálně-chemickými a především biologickými způsoby rozložit látky rozpuštěné tak, aby na odtoku z čistíren odpadních vod nepředstavovaly žádnou významnou zátěž pro recipient. Jakost vody v tocích má zásadní význam pro ekologickou hodnotu krajiny. Je možno konstatovat, že na mnoha místech stále vzrůstá potřeba vybudování čistíren odpadních vod (Vítěz, Groda, 2008). Výstavba klasických (mechanicko-biologických) čistíren je v menších obcích mnohdy nereálná vzhledem k vysokým finančním nákladům na vybudování a provoz. Z tohoto a z dalších důvodů můžeme přistoupit k úvaze o alternativních technologiích. Ty využívají pro čištění odpadních vod přírodní procesy podobné těm, které probíhají v mokřadech a vodních nádržích. Pro vypracování této diplomové práce jsem se rozhodla, protože je důležité řešit nakládání s odpadními vodami pro zlepšení stavu životního prostředí. V zemědělském areálu v Bohdalicích-Pavlovicích je nutné hledat řešení přímo v místě vzniku odpadních vod a přihlížet na jejich charakter a množství. Tato diplomová práce by měla sloužit jako podklad při rozhodování občanského sdružení Manner, o. s., o konečném řešení nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu. 8

9 2 CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE Cílem této diplomové práce je v teoretické části zpracovat literární rešerši o problematice čištění odpadních vod a v praktické části řešit konkrétní návrh způsobu čištění odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu ve více variantách. Na základě návrhu jednotlivých variant budou vyhodnoceny jejich výhody a nevýhody z finančního a technologického hlediska. Součástí práce jsou přílohy obsahující grafickou část s navrženými variantami. 9

10 3 LITERÁRNÍ REŠERŠE V České republice žije více než 10,5 milionů obyvatel. Odpadní vody produkované touto populací a průmyslem jsou jednou z příčin znečištění životního prostředí. Mohou nejen ohrozit jakost pitné vody, ale také urychlit ubývání biologické rozmanitosti a narušit stabilitu celých ekosystémů. Chceme-li přistupovat k přírodě zodpovědně, je nutné budovat čistírny odpadních vod na co nejvíce zdrojích znečištění, neustále zlepšovat technologie čištění odpadních vod a přistupovat k jednotlivým zdrojům znečištění odpadních vod individuálně klást tedy důraz na efektivní odstraňování odpadních vod bez negativních dopadů na životní prostředí. 3.1 Legislativa Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod Tato směrnice je základním právním nástrojem v Evropské unii řešícím problematiku odpadních vod. Směrnice má za cíl zajistit ochranu povrchových vod před znečišťováním způsobeným vypouštěním komunálních odpadních vod a biologicky odbouratelných průmyslových odpadních vod a ochranu životního prostředí před nepříznivými účinky vypouštění výše uvedených odpadních vod (Vítěz, Groda, 2008). Pro Českou republiku tato směrnice znamenala povinnost vybudovat kanalizaci a čistírny odpadních vod pro obce s vyšším počtem než 2000 EO do roku 2005 respektive do roku 2000 pro průmyslové zdroje znečištění nad 4000 EO (Vítěz, Groda, 2008). Pro tuto směrnici bylo vyjednáno přechodné období k zajištění potřebných opatření do roku Nyní by měly všechny obce a města nad 2000 EO a průmyslové zdroje nad 4000 EO mít dokončenou a provozovanou kanalizaci a čistírnu odpadních vod s biologickým stupněm čištění. Pro vypouštěné vody z čistíren odpadních vod požaduje směrnice stanovit emisní limity a systém vzorkování a kontroly (www. 2). Podmínky směrnice Rady č. 91/271/EHS v roce 2010 nebyly splněny. Nesplnění termínu je spojeno se sankcí, kterou mohou orgány EU uplatnit vůči ČR (www. 3). Dle 10

11 odborného článku z internetového zdroje (www. 4), který se zabývá plněním požadavků Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod, lze konstatovat, že Česká republika má stejně tak jako další členské státy problémy s naplněním požadavků směrnice, kterých mělo být dosaženo před více než 9 lety Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, v platném znění Základním právním předpisem českého právního řádu mimo mezinárodní smlouvy a právo EU upravujícím ochranu vod je zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, ve znění pozdějších předpisů. Zákon nabyl účinnosti Účelem tohoto zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit hospodárné podmínky pro využívání vodních zdrojů a pro zachování i zlepšení jakosti povrchových a podzemních vod. Předmětem je úprava právních vztahů k povrchovým a podzemním vodám, vztahy fyzických a právnických osob k využívání povrchových a podzemních vod, a to v zájmu zajištění trvale udržitelného užívání těchto vod ( 1, účel a předmět zákona č. 254/2001 Sb., v platném znění). Odpadní vody Odpadní vody jsou definovány v 38, díle 5, Ochrana jakosti vod, zákonem č. 254/2001 Sb., v platném znění. Zákon tyto vody definuje jako vody použité v obytných, průmyslových, zemědělských, zdravotnických a jiných stavbách, zařízeních nebo dopravních prostředcích, pokud mají po použití změněnou jakost (složení nebo teplotu), jakož i jiné vody z těchto staveb, zařízení nebo dopravních prostředků odtékající, pokud mohou ohrozit jakost povrchových nebo podzemních vod. Odpadní vody jsou i průsakové vody z odkališť, s výjimkou vod, které jsou zpětně využívány pro vlastní potřebu organizace, a vod, které odtékají do vod důlních, a dále jsou odpadními vodami průsakové vody ze skládek odpadu. 11

12 3.1.3 Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění (o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech) Nařízení vlády stanovuje ukazatele a hodnoty přípustného znečištění odpadních vod a náležitosti povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a podzemních. Dle tohoto nařízení se řídí vodoprávní orgán, který při povolování vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních stanovuje nejvýše přípustné hodnoty jejich množství a znečištění. V citlivých oblastech jsou požadavky na čištění odpadních vod přísnější. Za citlivou oblast byla vyhlášena celá Česká republika (Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění). Vymezuje také pojem: Emisní standard, což jsou nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění odpadních vod uvedených v příloze č. 1 k tomuto nařízení. Emisní limity, jako nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění odpadních vod, které stanoví vodoprávní úřad v povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových. Imisní limity jako nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod v jednotkách hmotnosti, radioaktivity nebo bakteriálního znečištění na jednotku objemu, které jsou stanoveny v příloze č. 3 k tomuto nařízení Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění Tento zákon se zabývá provozováním vodovodů a kanalizací a dle 1 se nevztahuje na vodovody a kanalizace, u nichž je průměrná denní produkce nižší než 10 m 3 nebo je-li počet fyzických osob trvale využívajících vodovod nebo kanalizaci nižší než 50. Provozování vodovodů nebo kanalizací je souhrn činností, kterými se zajišťuje dodávka 12

13 pitné vody nebo odvádění a čištění odpadních vod. Rozumí se jím zejména dodržování technologických postupů při odběru, úpravě a dopravě pitné vody včetně manipulací, odvádění, čištění a vypouštění odpadních vod, dodržování provozních nebo manipulačních řádů, kanalizačního řádu, vedení provozní dokumentace. ( 2, Vymezení základních pojmů, zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění) Zákon o odpadech 185/2001 Sb., v platném znění Tento zákon vymezuje povinnosti při nakládání s čistírenskými kaly. V Díle 4 Kaly z čistíren odpadních vod a další biologicky rozložitelné odpady, 32 vymezuje zákon kal jako kal z čistíren odpadních vod zpracovávajících městské odpadní vody nebo odpadní vody z domácností a z jiných čistíren odpadních vod, které zpracovávají odpadní vody stejného složení jako městské odpadní vody a odpadní vody z domácností. Upraveným kalem je dle 32, b), kal, který byl podroben biologické, chemické nebo tepelné úpravě, dlouhodobému skladování nebo jakémukoliv jinému vhodnému procesu tak, že se významně sníží obsah patogenních organismů v kalech, a tím zdravotní riziko spojené s jeho aplikací. Zákon definuje povinnosti při ukládání kalu. (Zákon o odpadech č. 185/2001 Sb., v platném znění) Rozdělení odpadních vod Podle svého původu můžeme vody odpadní natékající na ČOV rozdělit na: Odpadní vody splaškové Splaškové odpadní vody jsou odpadní vody vypouštěné do veřejné kanalizace obyvateli z bytů a obytných domů. Patří k nim i odpadní vody z obecní vybavenosti, jako jsou školy, restaurace, kulturní zařízení, hotely apod., mající podobný charakter jako odpadní vody od obyvatel. Specifické množství splaškových odpadních vod (množství na jednoho obyvatele za den) závisí na bytové vybavenosti a je prakticky shodné se 13

14 spotřebou pitné vody. V praxi se počítá se specifickou produkcí splaškových vod přibližně 150 l na obyvatele a den, která v sobě zahrnuje i jistou rezervu. Látky obsažené ve splaškových vodách mají původ v pitné vodě, kterou je zásobeno obyvatelstvo, v produktech metabolizmu a v produktech lidské činnosti v domácnostech, které jsou splachovány do veřejné kanalizace (Vítěz, Groda, 2008). Průměrná koncentrace nerozpuštěných látek je 350 mg.l -1 s podílem organické hmoty 72,7 %, koncentrace rozpuštěných látek je 800 mg.l -1 s organickým podílem 40 % a průměrné BSK 5 je 400 mg.l -1. Z nerozpuštěných látek lze cca 70 % odstranit usazováním, což má technologický význam při čištění těchto vod. Poměr CHSK Cr : BSK 5 je cca 2:1 (Vítěz, Groda, 2008). Z organických látek jsou ve splaškových vodách zastoupeny jejich tři hlavní skupiny obsažené v přírodních materiálech: proteiny (bílkoviny), sacharidy a lipidy (z nich především tuky). Sacharidy tvoří velký podíl z rozpuštěných organických látek a jejich koncentrace bývají v desítkách mg.l -1. Produkce lipidů hodnocených jako polární extrahovatelné látky bývá 15 g/obyvatele/den (Vítěz, Groda, 2008). Fosfor se vyskytuje v metabolitech především ve formě fosfátové (fosforečnany). Vylučuje se močí. Specifická produkce fosforu je však podstatně vyšší než odpovídá metabolickým produktům, neboť značný jejich podíl je obsažen zejména v polyfosfátech, které bývají součástí pracích prostředků a prostředků na mytí nádobí (Vítěz, Groda, 2008). Dusík je v odpadních splaškových vodách přítomen ve formě organických sloučenin i v anorganických formách (amoniakové, dusitanové a dusičnanové). Amoniakální dusík tvoří ve splaškové vodě dominantní podíl z dusíku celkového (10 50, mg.l -1 ), dusík dusitanový a dusičnanový jsou v tomto prostředí velmi labilní a vyskytují se řádově v mg.l -1 (Vítěz, Groda, 2008). Odpadní vody srážkové Odpadní vody srážkové jsou vody odváděné ze střech, komunikací, parkovišť atd. do kanalizace. Jejich množství závisí na velikosti odvodňované plochy, její kvalitě (povrchu) a intenzitě srážek. Kvalita dešťových vod je velice proměnlivá a závisí na 14

15 mnoha okolnostech. Zvláště dešťové vody z povrchu vozovek můžou být silně znečištěny. Při velké intenzitě dešťů může docházet ke splachování písku. Všeobecně lze konstatovat, že srážkové vody v průměru odpadní vody zřeďují, a to někdy velmi podstatně (Hlavínek, Mičín, Prax, 2003). Odpadní vody průmyslové Odpadní vody průmyslové jsou odpadní vody vypuštěné do veřejné kanalizace z průmyslových závodů, příp. předčištěné v závodě, tj. zbavené toxických a pro provoz veřejné kanalizace a čistírny odpadních vod jinak škodlivých látek. Řadí se k nim i odpadní vody ze zemědělství (Vítěz, Groda, 2008). Vody balastní (vody cizí) Balastní vody jsou především vody podzemní, které se do kanalizace dostávají netěsnostmi a také povrchové vodní toky, které ústí do kanalizace v zásadě bez ohledu na to, jestli se jedná o vodu čistou či nikoliv (Vítěz, Groda, 2008). 3.2 Technologie čistíren odpadních vod Čistírna odpadních vod je zařízení, ve kterém dochází k čištění odpadních vod. Čistírny mohou být mnoha typů. Podle množství produkovaných odpadních vod, stupně jejich znečištění a průběhu vypouštění v čase se rozhoduje o tom, jaký zvolit systém pro čistírnu odpadních vod, jaké objekty a jaké detaily řešení. Rozhodujícím faktorem při volbě technologie čištění vod jsou podmínky pro vypouštění odpadních vod. Malé zdroje znečištění se vyznačují velkou nerovnoměrností hydraulického i látkového zatížení čistíren. Jako hlavní čistírenská technologie se proto u malých čistíren odpadních vod preferuje aktivační proces. Jediným konkurentem pro tuto technologii jsou vegetační čistírny, popřípadě stabilizační nádrže. 15

16 3.3 Přírodní způsoby čištění odpadních vod Přírodní způsoby čištění odpadních vod využívají přirozené, běžně v přírodě se vyskytující samočisticí procesy, které probíhají v půdním, vodním a mokřadním prostředí. Vegetace se přímo podílí na čistícím procesu zejména tvorbou příznivých podmínek pro rozvoj mikroorganismů a současným využíváním uvolněných rostlinných živin k tvorbě biomasy (Šálek, Tlapák, 2006). Do přírodních způsobů čištění odpadních vod patří: půdní filtry, závlaha čištěnými odpadními vodami, akvakultury, biologické nádrže, vegetační kořenové čistírny. (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008) Půdní filtr Půdní filtry se používají zejména k dočištění odpadních vod velmi malých producentů přibližně pro 80 až 100 EO, k zadržení odpadní vody za biologickými septiky. (Zajoncová, 2010). K dosažení požadovaného čistícího účinku využívají zemní filtry procesy probíhající ve filtračním prostředí. Těleso půdního filtru se skládá z vrchní rozvodné zóny, kterou tvoří hrubé kamenivo a drenáž, a z vlastního filtračního tělesa, které je tvořeno pískem a sběrnou vrstvou na dně drenáže, odkud jsou vody odváděny do odtokové šachty. Čištění probíhá pomocí biologické membrány, která je vytvořena na povrchu filtračního písku. Nad biologickou membránou dochází k zadržení odpadní vody až do výše 0,2 m. Tím dojde k biologickému čištění vody. V nižších částech tělesa dochází k usazení vyplavených, většinou odumřelých látek. Ty vlivem dlouhé doby zdržení mineralizují (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). 16

17 Závlaha čištěnými odpadními vodami Závlaha čištěnými odpadními vodami patří k nejstarším a velmi účinným způsobům nakládání s odpadními vodami. Odpadní voda musí splňovat hygienické aspekty závlah a nesmí obsahovat toxické látky v množstvím převyšující hranici toxicity (www. 5). Akvakultury Nádrže s akvakulturami tvoří v jednodušším případě makrofyty (u nás převážně okřehky). U jednotlivých obydlí připadají v úvahu jako koncový stupeň ve formě dočišťovacích biologických rybníčků (www. 5). Biologické nádrže Aerobní stabilizační nádrže Klasické biologické nádrže slouží k čištění znečištěné povrchové vody a odpadní vody v aerobních podmínkách. Jsou to mělké zemní nádrže, jejichž hloubka se pohybuje od 0,6 do 1,5 m. Mohou být průtočné nebo akumulační, obvykle s upraveným prostorem pro snadnější mechanické vyklízení. Čistící proces v těchto nádržích spočívá v sedimentaci látek, biologické a chemické flokulaci, oxidaci apod. V nádržích dochází k intenzivnímu odstranění mikrobiálního znečištění. Zřejmě nejdůležitějším faktorem pro správnou funkci těchto nádrží je dostatek kyslíku. Aerobní stabilizační nádrže pracují s dlouhou dobou zdržení odpadní vody, řádově v týdnech až měsících. Za těchto podmínek stačí kyslík difundující hladinou do vody zajistit v nádrži průběh aerobních pochodů (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Anaerobní biologické nádrže Tyto nádrže využívají rozkladu v bezkyslíkatém prostředí. V tomto prostředí převládají kvasné a vyhnívající procesy. Využívají se zejména u kampaňových producentů odpadů, jako jsou cukrovary, lihovary apod. (www. 5). 17

18 3.3.1 Vegetační kořenové čistírny První zmínky o využití mokřadních rostlin pro čištění odpadních vod pocházejí z počátku 50. let 20. století. První plnoprovozní mokřadní čistírny byly uvedeny do provozu koncem 60. a začátkem 70. let v Nizozemí a v Německu (Vymazal, 1995). V České republice je historie použití kořenových čistíren odpadních vod v porovnání s jinými Evropskými státy poměrně krátká. První zmínka o kořenové čistírně se objevila až v roce V následujícím roce byl uveden do provozu malý poloprovozní model. Čistící efekt byl velmi dobrý především pro organické a nerozpuštěné látky. V roce 1989 byla uvedena do provozu naše první plnoprovozní kořenová čistírna v Petrové u Jílového (Vymazal, 1995). Vegetační kořenové čistírny jsou určeny především k čištění odpadních vod malých producentů. Čištění odpadní vody v kořenové čistírně probíhá nejprve formou mechanického předčištění odstranění pevných nečistot. Mechanický stupeň čištění se navrhuje u jednotlivých budov nebo malé skupiny domků jako vícekomorový biologický septik. Pro nejmenší producenty odpadních vod do 60 EO je vhodné biologický septik doplnit kalovou clonou, lapákem tuků a snadno čistitelným sítovým filtrem, které také zamezí úniku vzplývavého kalu a jeho zachycování ve filtračním loži. U sídel s větším počtem obyvatel se používá úplné mechanické čištění pomocí česlí, lapáku písku a tuku a usazovací nádrže (Šálek, Tlapák, 2006). Následuje biologický stupeň čištění, ke kterému slouží filtrační pole. Zde probíhají procesy fyzikální (sedimentace, filtrace, adsorpce), chemické (rozklad, srážení, oxidace a redukce) a procesy biologické (bakteriologické procesy, biologické metabolismy, např. nitrifikace amoniaku). Koncepce čistírny je provozně velmi jednoduchá, čistící funkce probíhá přirozeně. Stupeň dočištění je prováděn z důvodů zlepšení fyzikálních, chemických a biologických vlastností odpadních vod odtékajících z VKČ. K dočištění se používají např. biologické nádrže, viz výše (Šálek, Tlapák, 2006). 18

19 Dle druhu proudění dělíme vegetační čistírny odpadních vod do těchto základních skupin: a) vegetační kořenové čistírny s horizontálním průtokem s povrchovým horizontálním průtokem, s horizontálním podpovrchovým průtokem; b) vegetační kořenové čistírny s vertikálním prouděním s prouděním dolů, s prouděním vzhůru. Doposud u nás převažují jednoduché VKČ s horizontálním podpovrchovým průtokem, ostatní uspořádání nedoznala doposud širšího uplatnění (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační kořenové čistírny s horizontálním prouděním Vegetační kořenové čistírny s povrchovým horizontálním průtokem Základním principem tohoto způsobu čištění je horizontální průtok odpadní vody propustným substrátem, který je osázen mokřadními rostlinami. Povrchový tok vody je charakteristický malými průtočnými rychlostmi v nízké vrstvě vody. Tím je dosaženo ideálního prostředí k sedimentaci usaditelných částic na počátku půdního filtru. Díky tenké vrstvě vody dochází k dobrému okysličování. Při průchodu odpadní vody substrátem tak dochází k vysokému stupni odstraňování organických a nerozpuštěných látek a mikrobiálního znečištění. Odstraňování dusíku a fosforu je nižší. Z důvodů zachování funkce VKČ je nutné v zimním období zvýšit hladinu protékající vody (Vymazal, 1995). Dle Šálka a Tlapáka, 2006, je tento druh kořenových čistíren v podmínkách České republiky vhodný pro dočištění odpadních vod v příznivých klimatických podmínkách a k čištění znečištěních povrchových vod. 19

20 Pro návrh dobrého čistícího účinku se pro VKČ navrhuje minimální délka protékaného pole 20 m. Poměry stran obdélníkového navrhovaného pole se volí 1:8 až 1:10. Výška vodního sloupce se pohybuje od 20 do 80 mm (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační čistírny s horizontálním podpovrchovým průtokem Při tomto způsobu čištění je odpadní voda přerušovaně přiváděna na povrch lože osázeného mokřadními rostlinami. Výška hladiny se reguluje speciálními zařízeními. Voda prosakuje vrstvami štěrku a písku a je sbírána na dně drenážními trubkami a poté odváděna ze systému. Dle Šálka a Tlapáka, 2006, je tento druh kořenových čistíren v podmínkách České republiky vhodný pro čištění odpadních vod do 600 EO a dočištění umělými způsoby čištěných komunálních odpadních vod. Vegetační kořenové čistírny s vertikálním prouděním Vegetační kořenová čistírna s prouděním dolů U této kořenové čistírny dochází k přivádění odpadní vody na povrch, respektive mělce pod povrch vegetační čistírny. Odpadní voda filtruje porézním prostředím a je odváděna sběrným drénem, uloženým na dně těsněné jímky. Vegetační kořenová čistírna s prouděním vzhůru U tohoto typu kořenové čistírny dochází k přivádění odpadní vody ke dnu vegetační kořenové čistírny. Filtruje se přechodovým filtrem a filtračním prostředím směrem vzhůru, na povrchu přepadá do sběrného žlábku, resp. je odváděna sběrným drénem uloženým pod povrchem (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační kořenové čistírny druhé generace Zařízení druhé generace se navrhuje v případě, kdy se vyžaduje na odtoku z čistírny odpadních vod minimální obsah amonných iontů nebo minimální obsah dusíku (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Uspořádání spočívá v kaskádovitém uspořádání sériově zapojených dvou, resp. tří samostatných filtračních polí. Jednou z možností je návrh kombinace horizontálně 20

21 podpovrchově protékané VKČ s vertikálně protékanou VKČ. V první nádrži probíhají anaerobní procesy, ve vertikální nádrži je proces aerobní a probíhá zde intenzivní proces nitrifikace amoniaku na dusitany a dusičnany. Nádrže se navrhují s obtoky pro možné krátkodobé vyřazení jedné z nádrží z provozu (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Rostliny vegetačních kořenových čistíren Rostliny jsou důležitou součástí vegetačních čistíren a při správném návrhu významným způsobem ovlivňují funkci vegetačních čistíren i výsledný čistící účinek. K vegetačnímu čištění vody je možno použít mnoho druhů vodních a mokřadních rostlin. Jako nejvhodnější a nejčastěji používané mokřadní rostliny je možno označit následující rostliny: rákos obecný, chrastice rákosovitá, orobinec úzko/širokolistý, skřípinec jezerní, zblochan vodní, sítina rozkladitá (autorský kolektiv, 1998). Vlivy na snížení účinnosti VKČ Kolmace filtračního prostředí Kolmace filtračního prostředí je proces, který se projevuje postupným zaplňováním pórů filtračního prostředí organickými a minerálními částicemi. Dochází při něm ke snížení propustnosti zeminy. K tomuto jevu dochází především v důsledku nekvalitního mechanického čištění. Při vysokém stupni kolmace dochází ke vzniku povrchového proudění na zakolmatovaném prostředí. Dle stupně kolmace je nutno zakolmatovaný materiál vyměnit nebo promýt vodou (Šálek, Tlapák, 2006). Zimní provoz V zimním období pokračují téměř všechny čistící procesy s nižší účinností. Kořenová čistírna by však měla požadované limity plnit i v zimě. Vegetační klid rostlin má za následek snížení účinnosti odstraňovat dusík z důvodu nižšího obsahu kyslíku v podzemní části čistírny. K tomuto jevu dochází v horizontálních kořenových čistírnách, na funkci vertikálních filtrů zima významný vliv nemá. Z těchto důvodů jsou v kořenových čistírnách odpadních vod II. generace navrhovány kombinace horizontálních a vertikálních kořenových filtrů, kdy impulsně plněné podzemní 21

22 vertikální kořenové filtry zajišťují odstraňování dusíkatých znečištění i v zimním období (www. 6). Odstraňování důležitých skupin látek v kořenové čistírně Organické znečištění Přibližně 1/3 organického znečištění je z odpadní vody zachycena v lapáku písku a ve štěrbinové nádrži. Současně je organické znečištění rozkládáno mikroorganismy na látky jednodušší. Po nátoku odpadní vody do vegetačního pole dochází k filtraci částic a jejich usazování ve štěrkovém substrátu. Mikroorganismy postupně organické látky odbourávají a přeměňují na plynné látky těkající do atmosféry (oxid uhličitý a metan). Nejintenzivněji k tomu dochází v první třetině délky kořenového pole (Zajoncová, 2010). Dusík Ve splaškové odpadní vodě je většina dusíku v organických sloučeninách a amonných iontech, přičemž organický dusík se snadno rozkládá na amoniakální dusík. Koloběh dusíku můžeme rozdělit na tři po sobě jdoucí a návazné děje: Amonifikace je proces, při kterém je organický dusík převáděn na anorganický, zvláště pak na dusík ve formě amoniaku. Nitrifikace je definována jako biologická oxidace amoniaku na dusičnany s dusitany jako mezistupněm v sekvenci reakcí. Rychlost nitrifikace v mokřadním prostředí je závislá na přísunu NH + 4 do aerobních zón, ph, teplotě, přítomnosti nitrifikačních bakterií a velikosti aerobních zón. Denitrifikace je proces, při kterém se dusičnany rozkládají na molekulární dusík a amoniak. Jedná se o anaerobní proces. Denitrifikace je uskutečňována dvěma skupinami denitrifikačních bakterií. Jejich činnost je ale limitována nedostatečnou nitrifikací. Denitrifikace v kořenové čistírně probíhá i za velmi nízkých teplot v zimním období. Naopak nitrifikace neprobíhá při teplotách pod 8 C. Část dusíku v amoniakální formě může být také vázána na povrch částic filtrační náplně (Vymazal 1995). 22

23 Nitrifikace a denitrifikace probíhají v zaplavených půdách současně. Rychlost denitrifikace je závislá na rychlosti přísunu dusičnanů. Přísun dusičnanů v mokřadních půdách je odvozen od nitrifikace amoniaku v aerobní zóně. Denitrifikace je závislá na rychlosti nitrifikace (Zajoncová, 2010). Fosfor Je z odpadní vody odbouráván zejména díky sorbci fosfátů na substrát vegetačního pole (hlavně jemnější frakce, např. jíl) a srážením fosfátů do nerozpuštěných sloučenin s kovy železem, hliníkem. Množství sorbovatelného fosforu v půdě lze předpovědět velmi přesně podle obsahu amorfního hliníku extrahovatelného v oxalátu. Sorbce fosforu v mokřadech je nižší během období vyšších stavů a zaplavení (Vymazal, 1995). Při použití materiálů se zvýšenou sorpční schopností (např. termicky expandované jíly, vysokopecní struska) lze eliminaci fosforu výrazně zlepšit. V tom případě je nutné systém navrhnout tak, aby bylo možné relativně jednoduše vyměňovat sorpční materiál (využití gabionů, pytlů, apod.) (www. 7). Těžké kovy Těžké kovy u malých producentů odpadních vod nepředstavují příliš velký problém. V kořenové čistírně zůstává velká většina těžkých kovů kumulována v zemním loži, kde se vážou na podloží ve formě tzv. komplexů, a částečně též v biomase rostlin. Mokřadní rostliny přivádějí ke kořenům kyslík, což rostlinám napomáhá překonávat efekt rozpuštěných fytotoxinů, které mohou být přítomny v anoxickém substrátu. Kosením a odklízením biomasy je část toxických látek z cyklu odstraněna. Pokud by ph substrátu kleslo pod 7, mohou se kovy uvolňovat z komplexních sloučenin opět do vody. Při vhodném provozu by však k výraznému poklesu ph nemělo dojít (Zajoncová, 2010). 23

24 3.3.2 Výhody a nevýhody přírodního způsobu čištění Výhody přírodního způsobu čištění Výhodou využití přírodního způsobu čištění je využívání samočistících procesů. Jeho přednosti spočívají zejména v možnosti bezproblémového začlenění do okolní krajiny, poměrně nízkých počátečních i provozních nákladech a jednoduchém technologickém provedení, minimální potřebě energií, možnostech nárazového přetížení balastními vodami a vhodnosti užití pro izolované lokality. Výhodou je i odolnost při krátkodobém a dlouhodobém přerušení provozu (Šálek, Tlapák, 2006). Nevýhody přírodních způsobů čištění Nevýhodou přírodního způsobu čištění je zejména snížená schopnost provozu v zimě, problematika kyslíkového režimu a náročnost na plochu u kořenových čistíren. Významným problémem jsou zařízení na odkalování nádrží a vyřešení environmentálního způsobu nakládání s odpadem. Další problémy představují technologie pro odstraňování přebytečné plovoucí biomasy z nádrží, omezená schopnost odstraňovat živiny (dusík, fosfor) a dlouhá doba zdržení nezbytná pro odstranění amoniakálního znečištění. Tyto slabé stránky mohou být úspěšně odstraněny propracováním biologického a technického uspořádání, kvalitní obsluhou apod (Šálek, Tlapák, 2006). 3.4 Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod Jedním z nejvýznamnějších kroků v oblasti čistíren odpadních vod bylo zbudování Bubenečské ČOV Praze v roce 1906, která byla založena pouze na mechanickém čištění. Čistírna byla postupně modernizována a poté nahrazena mechanickobiologickou. Poválečný rozvoj ČSR vedl k nárůstu obyvatel a odpadních vod, a tím i k budování dalších ČOV s modernějšími technologiemi. Například v Praze byla v roce 1967 zřízena největší aktivační čistírna ve střední Evropě Ústřední čistírna odpadních vod Praha (Vítěz, Groda, 2008). 24

25 Nejčastějším typem používaných čistíren odpadních vod v České republice je mechanicko-biologická čistírna odpadních vod. Proces čištění probíhá ve třech stupních: mechanické přečištění, biologické čištění a terciální dočištění (další dočištění odpadních vod za dosazovací nádrží). Dalším technologických celkem každé velké ČOV je kalové hospodářství. Malým ČOV (do 2000 EO) na rozdíl od ČOV velkých nejčastěji chybí usazovací nádrž, kde probíhá velmi problematické aerobní stabilizování reaktivního primárního kalu a u jednotných kanalizačních systémů by hrozil nedostatek organického substrátu, což by mohlo vést až ke zhroucení procesu denitrifikace (Vítěz, Groda, 2008). Mechanické předčištění Každá mechanicko-biologická čistírna začíná hrubým předčištěním, jehož hlavním úkolem je odstranit nerozpuštěné látky a ochránit hlavní procesy a zařízení. Dochází zde k odstranění hrubých mechanických nečistot, odstranění písku a jemných mechanických nečistot (Vítěz, Groda, 2008). Hrubé předčištění Cílem předčištění je odstranění velkých plovoucích nebo vodou sunutých nečistot a látek. K hrubému předčištění slouží zejména lapáky štěrku a česle. Lapák štěrku V tomto zařízení dochází k odstranění velkých a těžkých předmětů. Česle Česle jsou důležité jak pro zachycení větších předmětů, tak hrubých nerozpuštěných částic. Je to objekt tvořený řadou česlic (řada ocelových prutů), které mohou být dle vzdálenosti jednotlivých česlic hrubé nebo jemné. Pruty jsou osázeny v přítokovém žlabu za lapákem štěrku. Průtočná rychlost ve žlabu by se měla pohybovat mezi 0,3 0,9 m/s. Shrabky, které se hromadí mezi česlicemi, jsou odstraňovány strojně nebo ručně a poté jsou spáleny nebo zkompostovány (Vítěz, Groda, 2008). 25

26 Lapák písku Lapák písku slouží pro zachycení suspendovaných látek. Toto zařízení je založeno na snížení rychlosti průtoku vody. Podle směru průtoku vody rozlišujeme lapáky písku horizontální, vertikální a lapáky s příčnou cirkulací (Dohányos, Koller, Strnadová, 1994). Usazovací nádrž Usazovací nádrže slouží k odstranění usaditelných organických i anorganických sedimentů menších než 0,2 mm. Současně umožňují stírat nečistoty plovoucí na hladině. Sediment a plovoucí nečistoty tvoří tzv. primární kal, který je vysoce reaktivní. Problémem proto může být jeho další zpracování. (Vítěz, Groda, 2008) Biologické čištění Proces biologického čištění je založen na principu oxidačně redukčních biochemických reakcí. Tyto reakce je možno rozdělit na oblast aerobní a anaerobní. Hlavním rozdílem mezi těmito oblastmi je konečný akceptor elektronů. Aerobní biologické čištění Biologický stupeň čištění je založen na rozkladu organického materiálu mikroorganismy. Konečným produktem tohoto děje jsou oxid uhličitý, voda a amoniak. Kultura se buď vznáší ve vodním prostředí, pak se hovoří o tzv. aktivovaném kalu, nebo se jedná o kulturu žijící přisedle na nosiči. Aktivovaný kal je směsná kultura, v níž se bakterie vyskytují převážně ve formě zoogleí. V optimálních podmínkách tvoří aktivovaný kal flokulující sedimentující vločky. Nositelem mikroorganismů jsou biofiltry nebo rotující disky. V aktivační nádrži je udržována určitá koncentrace kalu biomasy, která pomocí svého metabolismu rozkládá organické látky v odpadních vodách na H 2 O a CO 2. Aby byla možná oxidace organických látek, je nutné aktivační nádrž udržovat v aerobním stavu, k čemuž slouží provzdušňovací systém. Oxidací organických sloučenin a anorganických redukovaných sloučenin získávají mikroorganismy energii. Mikroorganismy rostou, dochází 26

27 k odstraňování substrátu z roztoku, ale také ke zvyšování koncentrace kalu. Část kalu je nutno po určité době odstraňovat. Za aktivační nádrží se nachází nádrž dosazovací, v níž dochází k sedimentaci kalu (Hlavínek, Mičín, Prax, 2003). Anaerobní čištění U anaerobních procesů je jako konečný akceptor elektronů použita jiná látka než kyslík. Při první fázi anaerobního rozkladu dochází k hydrolýze. Produkty hydrolýzy jsou postupně rozkládány na jednodušší organické látky. Poté dochází k oxidaci dále na CO 2 a H 2 a kyselinu octovou. Poslední fází rozkladu je methanogeneze, kdy se konečným produktem rozkladu stává methan a oxid uhličitý. Při tomto procesu má velký vliv zejména teplota. Vyššího rozkladu organické hmoty se dosahuje při teplotě kolem 35 C. Pro správný průběh anaerobního rozkladu je dále nutné sledovat ph, obsah mastných kyselin v odpadní vodě, složení substrátu (zejména poměr CHSK:N:P) a obsah mikronutrientů, těžkých kovů apod. (Vítěz, Groda, 2008). Anaerobní čistírny odpadních vod slouží zejména u objektů s přerušovaným provozem, jako jsou chaty a chalupy, rekreační střediska a zemědělské objekty. Výhody anaerobního čištění: nízké provozní náklady (čistírna pracuje bez potřeby elektrické energie), možnost přerušovaného chodu, nízké požadavky na živiny, nižší produkce biomasy (kalu). Nevýhody anaerobního čištění: relativně vysoká koncentrace organických látek na odtoku, nutno řešit dočištěním, citlivost metanogenních bakterií (Vítěz, Groda, 2008). 27

28 Odstraňování důležitých skupin látek v mechanicko-biologické čistírně Princip odstranění organických látek uhlíku Aerobní postupy jsou založeny na biologicky zprostředkované oxidaci organických látek přímo nebo po předchozím enzymatickém rozkladu. C + CO 2 + biomasa = přebytečný kal + CO 2 Anaerobní postupy jsou založeny na vyhnívání za nepřístupu vzduchu. Biologické odstraňování dusíku Vzhledem k nežádoucím vlastnostem sloučenin dusíku z odpadních vod dochází k jeho odstraňování, a to pomocí těchto procesů: Nitrifikace Přeměna amoniakálního dusíku pomocí oxidace na dusitany pomocí bakterií rodu Nitrosomonas, Nitrosococcus aj., a následná oxidaci dusitanů na dusičnany pomocí bakterií rodu Nitrobacter, Nitrocistis aj. Denitrifikace Jedná se o odbourání organické hmoty za současné redukce dusičnanů a dusitanů na oxid dusný nebo plynný dusík. Dusík je možno odstraňovat v jednokalovém nebo dvoukalovém systému. Nejběžnější je systém jednokalový, v němž jedna směsná kultura zajišťuje odstraňování organických látek, nitrifikaci i denitrifikaci (Vítěz, Groda, 2008). Odstraňování fosforu Fosfor se z odpadní vody může odstranit pomocí fyzikálně-chemických nebo biologických metod. Biologická metoda 28

29 Využívá schopnosti některých bakterií aktivovaného kalu akumulovat fosfor ve formě polyfosfátů. Tento proces probíhá při využití anaerobních podmínek (Vítěz, Groda, 2008). Fyzikálně-chemické metody Srážení pomocí solí Fe 3+ nebo Al 3+ v aktivaci Srážení pomocí solí Fe 3+ nebo Al 3+ odděleně ve 3. stupni čištění Srážení pomocí solí Fe 3+ nebo Al 3+ v kalové vodě Dosazovací nádrže V dosazovací nádrži dochází k separaci vyčištěné vody od aktivovaného kalu v důsledku jeho sedimentace. Část aktivovaného kalu je vrácena zpět do biologického reaktoru a část je oddělena jako přebytečný kal a odváděna ke zpracování do kalového hospodářství. Dosazovací nádrže se umisťují za aktivační nádrž. Využívají se vždy, když není přítomna primární usazovací nádrž (Vítěz, Groda, 2008). Kalové hospodářství Kal je nevyhnutelným odpadem při čištění odpadních vod. Cílem úpravy kalů je zabránit nepříznivým dopadům na životní prostředí a lidské zdraví. Odpadová politika EU potlačuje ukládání odpadů na skládky a podporuje předcházení vzniku odpadů, jejich minimalizaci a recyklaci. Produkci kalů nelze zabránit, pouze lze výběrem technologie zmenšit jeho množství (www. 8). Povinnosti při nakládání s čistírenskými kaly jsou zakotveny v zákoně o odpadech č. 185/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů (vyhláška MŽP č. 382/2001 Sb., v platném znění). Hlavním cílem kalového hospodářství je zajistit stabilizaci a hygienizaci produkovaného kalu tak, aby bylo možno kal dále využít, nebo ekonomicky únosným způsobem zlikvidovat (Vítěz, Groda, 2008). 29

30 Zahušťování kalu Zahušťování kalu je proces, kdy dochází ke snížení obsahu vody v kalu před jeho dalším zpracováním. Tento proces má následovat bezprostředně po separaci kalu. Obvykle se zahušťuje směsný surový kal. V čistírnách určených pro více než 100 tisíc EO je vhodné zahušťovat primární a sekundární kaly odděleně. Kal se zahušťuje sedimentací, flotací, a dalšími způsoby. Primární kal má zpravidla zrnitou strukturu a je tvořen NL, které prošly lapákem písku a česlemi. Vyznačuje se těmito vlastnostmi: vysoká reaktivita, anaerbní prostředí, dobré sedimentační vlastnosti, vysoký obsah patogenů (Vítěz, Groda, 2008). Stabilizace kalu Stabilizace kalu je proces, při němž dochází k úpravě konečných vlastností kalu tak, aby dále nepodléhal samovolnému rozkladu. Při stabilizaci kalu dochází ke snížení obsahu patogenních mikroorganismů, zároveň může docházet k hygienizaci kalu. Aerobní stabilizace kalu je proces, při němž mikrobiální rozklad organického podílu sušiny kalu probíhá v aerobních podmínkách při provzdušování. Tato metoda je používána u čistíren odpadních vod s kapacitou EO (Vítěz, Groda, 2008). Anaerobní stabilizace kalu (vyhnívání, anaerobní fermentace) je proces, při němž dochází k mikrobiálnímu rozkladu organického podílu sušiny kalu v anaerobních podmínkách za současného vzniku bioplynu. Terciální čištění Terciální čištění slouží k dočištění odpadních vod, především k odstranění fosforu, nerozpuštěných látek a k hygienizaci vody (odstranění patogenů). 30

31 3.4.1 Výhody a nevýhody mechanicko-biologických čistíren Výhody mechanicko-biologických čistíren Výhodou mechanicko-biologické čistírny odpadních vod je menší požadavek na plochu než u přírodního způsobu čištění. U velkých čistíren odpadních vod je zajištěno zpracování kalu. Přínosem je též schopnost odstraňovat dusík, fosfor a organické znečištění v míře stanovené legislativou. Nevýhody mechanicko-biologických čistíren Nevýhodou mechanicko-biologické čistírny odpadních vod jsou vysoké počáteční náklady a stálá potřeba elektrické energie. Dalším problémem mechanicko-biologických čistíren odpadních vod (,,aerobních ) je nutnost permanentního provozu, jinak bakterie hynou. 3.5 Malé balené ČOV Malé ČOV jsou určeny kapacitou 50 EO. Jedná se o kompletní celek montovaný již při výrobě, který je možno umístit k objektu a napojit na vodní recipient. Malé ČOV se využívají, není-li možno napojit objekt na kanalizační síť. 3.6 Septik Septiky jsou objekty sloužící převážně k mechanickému předčištění komunálních odpadních vod. Slouží hlavně k zachycení nerozpuštěných látek. Tím dojde i ke snížení BSK 5, CHSK Cr, hodnota snížení závisí na době zdržení. Použití těchto zařízení bez návaznosti na ČOV je jen velmi výjimečné. Největší nevýhodou je nižší účinek čištění i v případě, kdy je septik doplněný o zemní filtr. Proto se jejich použití doporučuje zejména tam, kde je nerovnoměrný provoz a tam, kde by bylo biologické čištění problematické. Rozdíl mezi jímkou na vyvážení a septikem spočívá ve faktu, že septik je průtočné zařízení sloužící k předčištění odpadních vod a jímka na vyvážení je 31

32 bezodtokové zařízení sloužící ke skladování odpadních vod před jejich dalším čištěním (Šálek, 2012). Vypouštění odpadních vod ze septiku přímo do vod povrchových nebo podzemních podléhá 8 odst. 1 písm. c) zákona č. 254/2001 Sb., v platném znění, povolení vodoprávního úřadu. Ten většinou stanoví povinnost doplnit septik na odtoku zemním (pískovým) filtrem nebo vegetační čistírnou odpadních vod. 3.7 Jímka na vyvážení Jímka je podzemní vodotěsná nádrž bez odtoku používaná ke shromažďování splaškových a srážkových odpadních vod. Podle ČSN se žumpy budují pouze tam, kde není možno splaškové a odpadní vody s toxickými látkami odvádět do stokové sítě s centrální ČOV nebo kde odpadní vody nemohou být z technických či jiných důvodů čištěny v samostatné ČOV (Šálek, 2012). 32

33 4 METODIKA V této části je navržena metodika na vypracování návrhu tří řešení nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu v obci Bohdalice-Pavlovice. V úvodu praktické části bude provedena charakteristika širšího území geomorfologie, biogeografie, poměry geologické, pedologické, hydrologické, klimatologické, socioekonomické, popis zemědělského areálu. K tomuto účelu budou sloužit zejména informace poskytnuté Občanským sdružením Manner, o. s. a firmou GEODRILL, s.r.o., která zpracovala inženýrsko-geologický průzkum v zemědělském areálu, a firmou ProjektPoint, s.r.o., která zpracovala zásady rozvoje tohoto areálu. Dále bude analyzován současný stav nakládání s odpadními vodami. Na terénní průzkum bude navazovat odběr vzorků odpadní vody ze stávajícího septiku a vypracovány rozbory v laboratořích společnosti Vodovody a kanalizace Vyškov, a.s. Poté budou vyhodnoceny ukazatele jakosti odpadní vody, a to biologická spotřeba kyslíku a chemická spotřeba kyslíku dichromanem draselným. Dalším sledovaným parametrem budou nerozpuštěné látky. Získané hodnoty budou porovnány s limitními hodnotami v platné legislativě. Po zhodnocení současného stavu nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu budou stanoveny návrhové parametry pro nové řešení nakládání s odpadními vodami. Výpočty budou provedeny po nastudování odborné literatury a internetových zdrojů. Na základě zjištěných parametrů budu navrhovat variantní řešení čištění odpadních vod. Technologické výpočty budou vycházet z informací získaných studiem přístupných informačních zdrojů. Variantní řešení budu porovnávat z technologického hlediska a vhodnosti pro daný areál. Zpracuji grafickou část. 33

34 5 ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ BOHDALICE-PAVLOVICE Charakteristika území Obec Bohdalice-Pavlovice se nachází v mírně kopcovitém terénu v okrese Vyškov, kraji Jihomoravském. Obec leží na okraji regionu Haná podle říčky Haná, která protéká krajinou od Vyškova ke Kojetínu, v nadmořské výšce 296 m n. m. Obec leží 9 km jižně od města Vyškova a zahrnuje 2 katastrální území Bohdalice a Pavlovice. Celková rozloha katastrálního území obce Bohdalice-Pavlovice zaujímá 888 ha, nejvíce je zastoupena zemědělská půda, která zaujímá rozlohu 530 ha. K obci byla připojena i osada Manerov. Ke dni v obci žilo 838 obyvatel. Obec je součástí Mikroregionu Svazku obcí Větrník (www. 9) (příloha č. 7, 8). Geomorfologie Z hlediska geomorfologického členění řadíme zájmové území k jednotkám dle uvedené tabulky: Tabulka č. 1 Začlenění dle geomorfologického systému Začlenění dle geomorfologického systému systém provincie subprovincie oblast celek podcelek Alpinsko-himalájský Západní Karpaty Vnější západní Karpaty Středomoravské Karpaty Litenčická pahorkatina Orlovická vrchovina (www. 10) Biogeografické členění Zájmovému území náleží kód bioregionu 3, tedy Ždánicko-Litenčického. Podle fytogeografického členění náleží kódu 20a Bučovická pahorkatina, geomorfologické 34

35 jednotky kódu IXB2 Litenčická pahorkatina, přírodně lesní oblast kódu 36 Středomoravské Karpaty (www. 10). Geologické poměry Obec Bohdalice-Pavlovice leží dle regionálního zařazení v oblasti kvartéru, soustavě Český masiv. Převažující horninou na území obce jsou kvartérní sedimenty spraš a sprašová hlína. V zemědělském areálu se také nachází nivní sedimenty (www. 10). Pedologické poměry Území obce tvoří z největší části černozemě (modální a černická), v aluviích se nachází fluvizem glejová, v severní části převažuje kambizem luvická. V zemědělském areálu se nachází pelozem karbonátová, v místě výskytu občasného toku glej modální a hnědozem modální (www. 11). Hydrogeologické poměry Území patří do rajonu 2230, Vyškovské brány, leží na terciálních a křídových pánevních sedimentech. Na území obce Bohdalice-Pavlovice se převážně nachází neogenní sedimenty, které se střídají s jíly, štěrky a písky. Hydrologické poměry Území patří do povodí Moravy, hlavního povodí Dunaje. Katastrální území Bohdalice je odvodňováno Bohdalickým potokem, který je na 13,2 km pravostranným přítokem Roštěnického potoka a nachází se přibližně 0,5 km jihovýchodně od záměru výstavby ČOV. Z hydrologického hlediska zemědělský areál náleží k povodí 4. řádu Pruský potok, který spadá pod povodí 3. řádu Haná a Morava od Hané po Břevnici. Území je odvodňováno severním směrem k Pruskému potoku. Nejbližším tokem zemědělského areálu je občasný tok evidován jako povrchový pod ID o délce 1,363 km, jehož recipientem je Roštěnický potok. Koryto vodoteče má přibližně trojúhelníkový průřez o šířce v úrovni terénu 5 6 m a hloubce 2,5 3m, sklony břehů jsou 1:1, koryto je zahloubeno do neogenních jílů (GEODRILL, s.r.o., říjen 2013). 35