Vodohospodářské stavby BS001 Stokování a čištění odpadních vod

Transkript

1 Vodohospodářské stavby BS001 Stokování a čištění odpadních vod CZ.1.07/2.2.00/ Posílení kvality bakalářského studijního programu Stavební Inženýrství

2 Harmonogram přednášek 1. Úvod a základní informace o předmětu, úvod do vodního hospodářství ČR 2. Vodní nádrže, přehrady a využití vodní energie 3. Jezy, odběry vody z vodních toků, vodní cesty a plavba 4. Vodní toky a jejich úprava, hrazení bystřin 5. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 6. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 7. Základní pojmy a vztahy hydrauliky 8. Hydrologie, koloběh vody v přírodě, hydrologie nádrží 9. Rybníky a účelové nádrže, ochrana před velkými vodami, ochranné hráze 10. Závlahy, odvodnění, ochrana a organizace povodí 11. Inženýrské sítě 12. Zásobování pitnou vodou, úprava a doprava vody, balneotechnika 13. Stokování a čištění odpadních vod

3 Kanalizace Úlohou stokových systémů je spolehlivé a hygienické odvedení odpadních vod z místa jejich vzniku na čistírnu odpadních vod a jejich následná likvidace. Kanalizace = stoková síť + ČOV

4 Odpadní voda Odpadní voda definici odpadní vody zavádí 38 odst. 1 zákona č. 254/2001 Sb. (Vodní zákon). Odpadní vody jsou 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. Co se do kanalizace nesmí vypouštět Infekční odpadní vody jsou odpadní vody odcházející z nemocnic (vody z operačních sálů, patologií a další, léčeben a sanatorií, výzkumných ústavů atd. Nesmějí být vypouštěny do veřejné kanalizace. Odpadní vody obsahující materiály narušující stokové sítě. Odpadní vody ohrožující bezpečnost obsluhy. Vody teplejší než 40 C, vody obsahující jedy a těžké kovy, obsahující hořlavé, výbušné či těkavé látky, radioaktivní látky. Látky způsobující provozní závady. Látky rychle sedimentující (ucpávají stokové sítě) Odpadní voda s obsahem látek, které se nalepují, nabalují nebo tvoří těžké soudržné sedimenty.

5

6 Zdroje odpadní vody Splaškové vody z domácností Odpadní vody z průmyslu Dešťový odtok Tající sníh Drenážní voda Přepady z vodojemů do kanalizace Napojené podzemní a povrchové vody bez ohledu na jejich množství a stupeň znečištění Balastní vody

7 Složení splaškových vod Ukazatel Rozmezí hodnot Jednotky Hodnota ph 6.5 ~ 8.5 [-] Nerozpuštěné látky 200 ~ 700 mg/l z toho usaditelné 73 % z toho neusaditelné 27 % Rozpuštěné látky 600 ~ 800 mg/l BSK 5 s potlačením nitrifikace 100 ~ 400 mg/l CHSK Cr 250 ~ 800 mg/l TOC (DOC) asi 250 mg/l N celk 30 ~ 70 mg/l N-NH 4 20 ~ 45 mg/l P celk 5 ~ 15 mg/l Poměr BSK 5 : CHSK Cr 0,5 [-] Až 80 % látek ve splaškové vodě je organických a pocházejí z moči a fekálií.

8 Stokové soustavy Podle způsobu odvádění odpadních vod rozeznáváme stokové soustavy: Jednotná stoková soustava (menší investice, hygienické problémy - odlehčovací komory) Oddílná stoková soustava (dešťová kanalizace, splašková kanalizace) (i dešťové vody mohou být závadné - lapáky ropných látek) Podle způsobu uvedení vody do pohybu: Gravitační Tlaková Podtlaková

9 Jednotná stoková soustava ČOV 2 Výusť vyčištěné o.v. 3 Výusť odlehčovací stoky 4 Odlehčovací komora 5 Kmenová stoka

10 Oddílná stoková soustava Stoky městských o.v. Stoky dešťové ČOV 2 Výusť vyčištěné o.v. 3 Výusť dešťové stoky 4 Kmenová stoka 2

11 Technické podmínky navrhování stok Výškové uspořádání stok Pod chodníkem 1,0 m Pod vozovkou 1,8 m Ve volném terénu 1,0 m Maximální hloubka 6 m Odkanalizovat i suterénní a sklepní prostory Nesmí vzniknout protisklon Směrové vedení stok U jednotné soustavy - pod osu komunikace U oddílné soustavy - splašková mimo osu, dešťová pod osu Nenavrhovat stoky pod stromy, min. vzdálenost 1.5 m

12 Technické podmínky navrhování stok Průleznost U kruhových stok DN 800 U ostatních tvarů profil s minimální šířkou 600 mm a minimální výškou 800 mm Průchodnost Minimální průchozí profil má šířku 600 a výšku 1500mm. Minimální rozměry stok (gravitační stokové sítě) DN 250 kamenina a plasty DN 300 ostatní materiály Minimální průměry přípojky DN 150 min. sklon 2% (PVC) DN > 200 min. sklon 1%

13 Technické podmínky navrhování stok Rychlost proudění závisí na použitém materiálu Maximální rychlost by neměla překročit 5 m/s V monolitických stokách z prostého betonu nebo ŽB se doporučuje chránit vnitřek stok vystýlkou při rychlostech nad 3 m/s Kamenina, litina, sklolaminát, čedič, PVC nebo zděné stoky odolávají rychlostem až 10 m/s Minimální rychlosti kritérium unášecí síly Imin [%] = 163/DN[mm]

14 Příčný profil stok KRUHOVÝ TLAMOVÝ VEJČITÝ (VÍDEŇSKÝ)

15 Materiál stokových sítí Kamenina Beton (doporučuje se pro dešťové stoky) Železobeton Polymerbeton Čedič Sklolaminát Šedá litina Tvárná litina Plasty Vláknocement

16 Materiál stokových sítí

17 Objekty na stokové síti Vstupní, spojné šachty Rozdělovací komory Spadiště Skluzy Uliční vpusti Lapače splavenin Poplachovací objekty Shybky Dešťové nádrže Změna směru, sklonu, průměru, konec, spojení, revizní Čerpací stanice, výustní objekty, kanalizační přípojky

18 Objekty na stokové síti

19 Objekty na stokové síti

20 Odlehčovací komory Funkce: odlehčení odpadních (dešťových) vod do recipientu. Základní typy odlehčovacích komor Odlehčovací komory s přepadem a bez regulace odtoku Přepad: přímý jednostranný boční oboustranný boční Ředicí poměr 4-20

21 Odlehčovací komora s přímým přepadem Přímý kolmý přepad Přímý šikmý přepad Přímý obloukový přepad Přímý lomený přepad

22 Odlehčovací komora s bočním přepadem Boční jednostranný s přímou hranou Boční jednostranný v oblouku Boční jednostranný se šikmou hranou Boční oboustranný se šikmou hranou

23 Přítok do OK

24 Odtok z OK ČOV Recipient

25

26 Jiné typy odlehčovacích komor OK S PŘEPADAJÍCÍM PAPRSKEM OK S HORIZONTÁLNÍ DĚLÍCÍ STĚNOU

27 Odlehčovací komora s bočním přepadem a regulovatelnou hranou ČOV Modřice

28 Usazovací dešťové nádrže Navrhují se pouze na oddílné soustavě, mají čistící a retenční účinek Kombinované dešťové nádrže Navrhují se jako soustava dešťových nádrží, první nádrž je vždy záchytná Dešťové nádrže Retenční dešťové nádrže Slouží pouze pro vyrovnání odtoku, doporučení vybudování bezpečnostního odtoku Brno Líšeň Záchytné dešťové nádrže Umísťují se za OK s vysokou přelivnou hranou, pouze retenční funkce, z nádrže nevede odtok do recipientu ČOV Modřice Průtočné dešťové nádrže Umísťují se za OK s vysokou přelivnou hranou, mají čistící a retenční funkci, po naplnění přes přeliv do recipientu

29

30

31 Čistírny odpadních vod ČOV

32 Čištění odpadních vod Primární (mechanické čištění) Sekundární (biologické) Terciální (dočištění) Rozvoj a koncepce povodí Kde budovat čistírny (komplexní řešení v rámci povodí) Matematické modely pro čistotu vody Emisní a imisní limity Normy a vyhláška NV č. 61/2003 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod

33 Znečištění EO ekvivalentní obyvatel - uměle zavedená jednotka, která představuje produkci odpadní vody 150 l/os.den a produkci znečištění 60g BSK5/den. Nutrienty - N,P průměr [g/m 3 ] běžné hodnoty [g/m 3 ] látkové zatížení dle ČSN na 1 EO [g/m 3 ] nerozpustné látky CHSK BSK N celk P celk

34 BSK / CHSK / N / P BSK 5 - biochemická spotřeba kyslíku 5 - denní zkouška, zjišťujeme, jaká je spotřeba vzdušného kyslíku za přítomnosti bakterií ve vodě po 5 dnech CHSK Mn, CHSK Cr - chemická spotřeba kyslíku Celková spotřeba kyslíku Identifikuje obsah všech látek schopných oxidace N - dusík, z vody se dá odbourat nitrifikací (vznik NO3) a následnou denitrifikací (vznik plynů N2,O2) P - fosfor, ve vodě je ho nejméně, proto se nejčastěji odstraňuje na limitní hodnotu, zabraňující vzniku eutrofizace v recipientu

35 Technologické schéma městské ČOV OK ČS ČESLE LP UN AN DN TD DZ ZN OK ČS DZ LP UN AN DN MO ZN UN* VN P PČS TD - odlehčovací komora - čerpací stanice - dešťová zdrž - lapák písku - usazovací nádrž - aktivační nádrž - dosazovací nádrž - měrný objekt - zahušťovací nádrž - uskladňovací nádrž - vyhnívací nádrž - plynojem - povodňová čerpací stanice - terciální dočištění ODVODNĚNÍ KALU VN P UN * MO PČS

36 Technologické schéma menší ČOV OK ČS ČESLE LP AN DN MO DZ OK ČS DZ LP AN DN MO UN* - odlehčovací komora - čerpací stanice - dešťová zdrž - lapák písku - aktivační nádrž - dosazovací nádrž - měrný objekt - uskladňovací nádrž ODVODNĚNÍ KALU UN *

37 Čistící efekt jednotlivých stupňů ČOV celkové snížení [%] způsob čištění BSK susp. látky počet baktérií jemné česle prostá sedimentace pomalý biologický filtr aktivace s úplným biolog. čištěním

38 Nátok na ČOV

39 Čerpací stanice

40 Hrubé česle

41 Jemné česle

42 Jemné česle

43 Lapák písku

44 Usazovací nádrž

45 během procesu biologického čištění Biologické čištění Odbourat koloidní částice, stabilizovat organické látky Aktivační proces Aerobní proces - za přítomnosti kyslíku (aerobní baktérie) Anaerobní proces - bez přítomnosti kyslíku (anaerobní baktérie) Kalové hospodářství Stabilizace - organická hmota je přeměněna na plyn a buněčný materiál Substrát organická hmota nebo živiny, které jsou likvidovány

46 Druhy aktivace KALSICKÁ AKTIVACE ODSTUPŇOVANÁ AKTIVACE O.V. UN KAL PŘÍVOD VZDUCHU AKTIVAČNÍ NÁDRŽ DN O.V. UN KAL PŘÍVOD VZDUCHU AKTIVAČNÍ NÁDRŽ DN VRACENÝ KAL VRACENÝ KAL PŘEBYTEČNÝ BIOLOGICKÝ KAL PŘEBYTEČNÝ BIOLOGICKÝ KAL POSTUPNĚ ZATĚŽOVANÁ AKTIVACE KAL O.V. UN AKTIVAČNÍ NÁDRŽ DN O.V. UN AKTIVACE S ODDĚLENOU REGENERACÍ KALU KAL AKTIVAČNÍ NÁDRŽ DN VRACENÝ KAL PŘEBYTEČNÝ BIOL. KAL PŘEBYTEČNÝ BIOLOGICKÝ KAL REGENERAČNÍ NÁDRŽ VRACENÝ KAL

47 Aktivační nádrž

48 Aktivační nádrž

49 Aktivační nádrž

50 Dosazovací nádrž

51 Dosazovací nádrž

52 Terciální stupeň bubnová síta

53 Měrný objekt

54 Kalové hospodářství hygienická nezávadnost A) UN primární kal B) AN přebytečný kal C) UN+AN surový kal Kal musí být stabilizován viry, bakterie, červy - zapáchá, hnije, problémy s manipulací Kal je zbaven přebytečné vody obsah sušiny 5 % Zahušťovací Stabilizační Vyhnívací nádrže 1) aerobní 2) anaerobní (vyhnívací nádrže) - produkt CH 4

55 5 % sušiny Kalové hospodářství

56 Kalové hospodářství 70 % sušiny 25 % sušiny

57 Zkouška z předmětu BS Ke zkoušce nutný zápočet 2. Průkaz totožnosti 3. Test na PC 30 otázek cca 40 minut bodů = F 16 bodů = ústní část 5. Kdo neudělá ústní, jde znovu i na test 6. Termíny již vypsány, další nebudou