Domovní čistírny odpadních vod I

Transkript

1 Domovní čistírny odpadních vod I

2 E-ASIO Domovní ČOV I Obsah Čistírna nebo žumpa Rozdělení ČOV podle velikosti Domovní ČOV Normy pro domovní ČOV Jak navrhovat domovní ČOV Vhodnost jednotlivých technologií Vhodná velikost Membránové ČOV Kdy použít a jak navrhovat Podmínky ovlivňující provoz ČOV aneb na co si dát pozor při projektování i provozu

3 Žumpa nebo čistírna? Žumpa = bezodtoká jímka Pro - není třeba provozovat, ale.. jen vyvážet Proti vysoké investiční a provozní náklady ve srovnání s čištěním tj. m3 za víc než 100 Kč.. Vhodná pro malá množství, nepravidelný provoz, bez možnosti vypouštění Domovní čistírna = zařízení na čištění vod Pro řešení tam, kde to jinak nejde Proti provozování i pořízení je poměrně drahé, ale levnější řešení než žumpa.. Vhodná u samostatně stojících domů, bez možnosti ek. dostupného napojení na veřejnou kanalizaci

4 Rozdělení ČOV podle velikosti V nařízení vlády NV 62/2003 Sb. (ve znění novely 229/2007 Sb.) jsou zvoleny kategorie do 500 EO, do 2000 EO, do EO.. Proč zrovna tyto? Kategorie do 500 EO vyplývá také z ČSN v této normě jsou technické podmínky pro realizaci ČOV do 500 EO Podkategorie do 50 EO pak ze zákona O technických požadavcích na výrobky (22/1997 Sb.), z Evropských norem (EN) a z hlediska zjednodušeného postupu povolování ve výhledu viz připravovaná novela Vodního zákona Kategorie EO pak z přístupu k financování a to ze směrnice ES o městských vodách.. Nejsou předmětem presentace Kategorie větších ČOV z hlediska požadavků na úroveň čištění Nejsou předmětem této presentace

5 Co je Domovní ČOV (DČOV) Ve většině případů (obvykle) je to především výrobek používaný na čištění odpadních vod, přičemž počet napojených obyvatel nesmí převýšit hodnotu 50 EO (ekvivalentních obyvatel) Pokud se jedná o výrobek, pak podléhá zvláštnímu režimu tj. tzv. Prokazování shody, což znamená, že výrobce musí výrobek stanoveným postupem odzkoušet a pak teprve může vydat Prohlášení o shodě. V případě, že toto ověření je provedeno postupem podle Evropské normy, vydává již tzv. CE (jinak také ES prohlášení shody platné v celé EU). V současnosti probíhá přechodné období, kdy je možné postupovat ještě podle národních metodik, ale od bude možné prodávat, projektovat a dodávat jen výrobky s označením CE tj. odzkoušené podle postupů v EN.

6 Výrobkový přístup v legislativě Princip výrobkového přístupu Protože funkčnost výrobku je prověřena a domovní čistírny jsou používány tam, kde není možnost se napojit na veřejnou kanalizaci mělo by povolování představovat co nejmenší administrativní i nákladovou zátěž. Proto by schvalování i kontrola měla být co nejjednodušší a proto byl v EU zvolen i jiný postup než u velkých ČOV. Návrh nového Vodního zákona (VZ) s institucí výrobkového přístupu u domovních čistíren s CE počítá. Tj. jednak se budou stavby DČOV s CE povolovat na ohlášení a druhak nebude nutno odebírat pravidelně vzorky vody (viz 38 VZ), což znamená úsporu v nákladech. Na druhou stranu bude nutno jedenkrát za dva roky nechat posoudit stav čistírny (viz 59 VZ) osobou odborně způsobilou a výsledek posouzení zaslat vodoprávnímu úřadu. Dále se uvažuje se zavedením tříd u domovních čistíren viz tj. pro určitý typ lokality by byla vyžadována čistírna odpovídající třídě s ohledem na lokalitu by pak mohly být dodávany pro tuto lokalitu jen výrobky splňující (prokázaly zkouškou typu) určitě požadavky na úroveň čištění.

7 Třídy DČOV např. Německo Zavedení tříd má vést ke zjednodušení v územním plánování (tj. pro celou lokalitu budou požadovány ČOV stejné třídy) Třídy vyjadřují nároky na úroveň čištění : Třída zabezpečující odstranění uhlíkatých látek C Třída zabezpečující nitrifikaci N Třída zabezpečující denitrifikaci a odstranění dalších nutrientů D a P Třída zabezpečující hygienizaci vody H Což znamená že pokud je pro příslušnou lokalitu vyžadována např. čistírna třídy N, pak čistírna dodaná na tuto lokalitu musela při zkoušce typu podle EN prokázat že nitrifikuje tj. hodnota NH4-N musí být např do 15 mg/l. Třídy lze i kombinovat tj. čistírna třídy NH musí jak nitrifikovat, tak voda z ní musí být i hygienicky zabezpečená Záleží však na národních legislativách jaké hodnoty třídám přiřadí, např. v Německu musí třída C dosahovat BSK5 do 40 mg/l, v některých zemích je to méně

8 Prokazování shody u DČOV Prokazování v současnosti Do je ještě možné prokázat shodu podle NV 163/2002 Sb. tj podle národních předpisů. Současně je však již možné prokázat shodu podle NV 190/2002 Sb. tj na základě postupu uvedeného v Evropské normě EN Je logické, že tento přístup převažuje a je také vzhledem k náročnosti zkoušení mnohem více vypovídající o skutečných vlastnostech čistíren. Např. zkouška typu trvá cca 40 týdnů a výsledkem je protokol popisující chování ČOV i v různých zátěžových stavech jako jsou dovolená apod. Tj. je možné se od výrobce také dovědět jak se bude ČOV chovat v různých situacích.

9 AS Variocomp K a K Ultra Z čistíren ASIO spadají do kategorie do 50 EO AS VARIOcomp K (2-20 EO) DČOV pracující na principu nízkozatížené aktivace AS VARIOcomp N (25-50 EO) Také nízkozatížená aktivace AS VARIOcomp K nebo N ULTRA Membránový bioreaktor MBR (aktivace s vloženými membránami)...pár čísel ze zkoušky typu pro představu průběhu.

10 Příklad zkoušky typu u domovní 25 ČOV AS Variocomp Parametr BSK BSK 5 Ø 10,4 mg/l bez prvních 2 měsíců 13 BSK5 Ø 8,7 mg/l 11 BSK XI.06 XII.06 I.07 II.07 III.07 IV.07 V.07 VI.07 VII.07 VIII.07

11 Výsledky zkoušky typu AS VARIOCOMP Dosažené průměrné hodnoty : ph prům 7,1 BSK5 prům 10,4 mg/l CHSK prům 77,6 mg/l NL prům - 23,4 mg/l N-NH4 prům. - 15,7 mg/l N-NO3 prům - 25,2 mg/l N-NO2 prům. 2,3 mg/l Pcelk prům. 3,3 mg/l

12 Výsledky AS VARIOcomp ULTRA Ev.č. Datum ph Vodivost CHSK (mg/l) BSK5 (mg/l) NL (mg/l) ,1 569 <25 2, , , , < , < , <3 < , <25 <3 < , < , < mg/l 3 mg/l 3 mg/l??

13 Volba vhodné velikosti ČOV Obvykle se vychází z počtu skutečných obyvatel a z toho že jeden obyvatel vyprodukuje znečištění odpovídající 60g BSK5 a 150 l/den (což odpovídá tzv. ekvivalentnímu obyvateli EO na které se kapacita přepočítává). V praxi je množství vody zpravidla menší, ale znečištění je pak koncentrovanější. V ČR není nějaký speciální předpis a tak se často vychází ze spotřeby vody (což může být někdy zavádějící). Zahraniční předpisy ATV, ÖN, DIN (použitelné ale i u nás) pak uvádějí přepočty, které vycházejí ze zkušeností praxe a které vyjadřují závislost mezi kapacitou a vybaveností objektu a počtem ekvivalentních obyvatel viz. Orientační tabulka.

14 Orientační tabulka pro stanovení počtu EO pro jednotlivé objekty Objekt jednotka vztah jednotka počet EO Rodinný dům 1 osoba 1 osoba = 1 EO Ubytovny jednoduché 1 postel 1 postel = 1 EO Ubytovny vybavené (s praním) 1 postel 1 postel = 2 EO Kempink 1 návštěvník 1 návštěvník = 0,5 EO Hostinec bez kuchyně 1 místo u stolu 3 místa = 1 EO Hostinec se studenou kuchyní 1 místo u stolu 2 místa = 1 EO Hostinec s trojnásobným využitím místa u stolu Hostinec další trojnásobné využití místa u stolu 1 místo u stolu 1 místo = 1 EO 1 místo u stolu 1 místo = 1 EO Zahrádky 1 místo u stolu 10 míst = 1 EO Divadlo, Kino 1 místo 15 míst = 1 EO Sportovní zařízení návštěvníci 1 návštěvník 50 návštěvníků = 1 EO Sportovní zařízení sportovci 1 uživatel 5 uživatelů = 1 EO Školy 1 žák 3 žáci = 1 EO Školky 1 žák 5 žáků = 1 EO.. Možnost výpočtu je také na našich stránkách u AS VARIOCOMP K

15 Volba vhodné velikosti ve speciálních případech Nejčastějším problémem je nerovnoměrnost vypouštění v průběhu roku. Sezónní nerovnoměrnost je možné řešit tak, že v době provozu se ČOV zapracuje a vyčištěná vody je vypouštěna. V době občasných návštěv se ČOV vyčerpá a slouží jako jímka na vyvážení Rozdílnost zatížení lze řešit speciální úpravou ČOV například vložením nosiče biomasy a dvěma zdroji vzduchu (tj. v dobách malého nátoku ČOV funguje na základě nárůstových kultur) Nárazové stavy např. společenské akce řeší se akumulační nádrží, která se vyváží nebo postupně odčerpává do ČOV

16 Řešení nerovnoměrného nátoku Příklad řešení ČOV se zvýšenou akumulací (možnost řešení týdenní nerovnoměrnosti) Dodatečná nádrž Sériově vyráběná DČOV

17 Domovní čistírny odpadních vod Příklad řešení ČOV se zvýšenou akumulací (možnost řešení týdenní nerovnoměrnosti)

18 Další aspekty stavebního projektu Postup : - Posoudit lokalitu a ČOV z hlediska umístění ve vztahu k okolí (směr větrů), výškové umístění (čerpaní, gravitace), zatížení, odvětrání, možnosti nátoku dalších nekomunálních vod a navrhnout stavební úpravy přístupnost. - Nezapomenout na to co s kalem (příjezd fekálního vozu a odvoz na velkou ČOV) nebo jiné řešení např. kompostace po odvodnění..

19 Hodnoty dosahované u DČOV podle IPA na lokalitách a) biofiltr, b) biodisky, c) aktivace, d) aktivace s nosičem, e) vegetační čistírna, f) biologický rybník, g) zemní filtr Počty: (zařízení/počet měření) 101/461 11/39 35/115 22/55 48/141 21/77 24/106 Střední hodnota mg BSK 5 /l Počet odběru 40 mg BSB 5 /l 87 % 92 % 94 % 78 % 97 % 78 % 77 % Typ zařízení A B C d e f g

20 Hodnoty dosahované u DČOV podle IPA na zkušebním polygonu CHSK BSK 5 NH 4 -N a) SBR ,8 b) Aktivace s nosičem ,5 c) Aktivace s plovoucím nosičem ,8 d) Kombinovaná zařízení ,4 e) Aktivace s membránami ,9 f) Biofiltr ,1 g) Aktivace a pískový filtr ,5 není tedy pravda, že na domovních čistírnách se nedají dosahovat tak nízké hodnoty jako na větších čistírnách.. ale musí se provozovat

21 Evropské normy pro Malé čistírny odpadních vod do 50 EN část1až 7 Část 1 Prefabrikované septiky Část 2 Půdní infiltrační systémy Část 3 Balené a nebo na místě montované čistírny Část 4 Septiky montované na místě z prefabrikátů Část 5 - Filtrační systémy s předčištěnými odtoky Část 6 Zařízení pro druhý stupeň čištění Část 7 Zařízení pro terciální stupeň čištění..popisují nároky na jednotlivé typy a stupně čistíren.

22 Použití obvyklých typů v praxi Septiky Nepoužívají se jako samostatný čistící stupeň Používají se v kombinaci s dalším čistícím stupněm se zemním filtrem, vegetační ČOV Používají se přednostně tam, kde je nerovnoměrný odtok Sezónně obývané objekty Objekty s velkými nerovnoměrnostmi v nátoku Objekty bez elektrické energie Už také musí mít CE a odpovídat EN (jen objem je stále stanoven podle ČSN )

23 Septik posouzení objemu viz ČSN ČOV do 500 EO

24 Septik v sestavě se zemním filtrem, vegetační ČOV nebo dalším stupněm A: Odpadní vody z domácnosti B: Odtok ze septiku D: Předčištěná odpadní voda E: Odpadní voda po terciálním dočištění 1: EN = ve výrobě zhotovované septiky 4: EN = na místě sestavované septiky 5: EN = filtrační systémy s předčištěnými odtoky Samotný septik se používá výjimečně ( viz Metodika k NV) Septik + něco je řešením pro sezónně obývané objekty

25 Septik a kořenová čistírna

26 Domovní biologická čistírna Tam kde je trvalý provoz by měla být upřednostněna před septikem biologická ČOV viz část 3 EN, schéma viz EN Samotná pro vypouštěním do toku V kombinaci s dalším stupněm - do zásaku do toku do toku nebo do zásaku

27 Příklad uspořádání domovní čistírny (díl 3) s následným zasakováním v dočišťovacím stupni filtrací dle EN díl 5 Dočišťovací stupeň

28 Příklad uspořádání domovní čistírny s vloženými membránami (díl 3 a díl 7) s následným přímým zasakováním za ČOV dle ČSN CEN/TR díl 2 S membránami

29 Příklady presentace řešení

30 ČOV s membránovou vestavbou Jsou vlastně biologické ČOV s terciálním dočištěním (membránový filtr viz EN díl 7) umožňující dosahovat mimořádně nízkých hodnot na odtoku a zároveň zabezpečující vyčištěnou vodu po stránce hygienické a umožňující tak její recyklaci a další využití např. na : Mytí vozidel Zálivku Splachování na WC atd.

31 AS VARIOCOMP K - ULTRA AS VARIOCOMP K s vloženým membránovým modulem v aktivaci Výrobek firmy ASIO s.r.o.

32 ČOV s membránami (ultrafiltrace) Membránový modul

33 ČOV s membránami očekávané parametry Parametr CHSK mg.l -1 BSK 5 mg.l -1 NL NH 4 -N mg.l -1 mg.l -1 Pc* mg.l -1 zákal NTU celk. kolif. bakt. cfu/100 ml salmonella cfu/100ml E.c. cfu/100 ml Hodnota < 50 < 5 < 1 < 1 < 0,3 < 0,4 < < 40..což umožňuje vodu nevypouštět ale znovu využívat na závlahu, mytí techniky, koupání. nebo vypouštět i do vod s vysokými nároky na vyčištěnou vodu..

34 Projektování DČOV s membránami Dimenzování volba vhodné velikosti se provádí obdobně jako u jiných biologických domovních čistíren (hlavním parametrem je však množství vody) Proto je vhodnější mírné předimenzování (vede i k prodloužení intervalu regenerace membrán) Pozor! Pokud nefunguje dobře biologie, membrány to již nezachrání, naopak dojde rychle k jejich zakolmatování. Je nutné doporučit před zahájením provozu naočkování ČOV kalem z jiné ČOV Pokud má být vyčištěná voda využívána např. na praní apod. tj. obdobně jako např. dešťová, je vhodné zvolit takové řešení, že nefiltrovaná voda (např. nárazový přítok, porucha apod.) je odváděna do jiné sběrné nádrže, nebo zásaku přímo z ČOV.. Jinak po stránce stavební je osazení stejné jako u klasických ČOV jako např. u AS VARIOcomp.

35 Podmínky ovlivňující funkčnost a bezproblémový chod čistíren odpadních vod Hydraulické a látkové zatížení Technické předpoklady zařízení Konkrétní složení a teplota vody Kvalita obsluhy Další vlivy aneb o navrhování ještě trochu podrobněji..

36 Domovní čistírny odpadních vod AS VARIOcomp K SCHEMA FUNKCE Vztah k NV Mamutka v dosazováku odčerpá za hodinu 200 l

37 Podmínky ovlivňující funkčnost a bezproblémový chod ČOV Hydraulické zatížení hydraulické přetížení čistírny - má vliv na proces usazování v dosazováku, je tedy třeba vycházet z možných maximálních zatížení hladiny a doby zdržení (u čistíren s akumulací nesmí dojít k překročení kapacity akumulace) čistírnu lze hydraulicky přetížit co se týká celkového množství, ale neměla by být přetížena co se týká okamžitého zatížení dosazovací nádrže, u membránových čistíren je třeba zohlednit i celkový výkon membrán za den.

38 Podmínky ovlivňující funkčnost a bezproblémový chod ČOV Látkové zatížení látkové zatížení čistírny má vliv na procesy v biologické části čistírny čistírnu lze látkově přetížit, důsledkem však může být snížení účinnosti, jako první se zvedne amoniak a pak i další ukazatele. Je při tom třeba dát pozor na dostatek kyslíku - při nedostatku kyslíku čistírna zkolabuje úplně jak funguje látkově nezatížená čistírna? - je bez vloček, ale jsou nárůsty na stěnách ( v případě úniku toxických látek nejsou ani nárůsty na stěnách)

39 ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD AS VARIOCOMP CNDP Stupeň čištění zatížení kalu koncentace (kg/kg/den) kalu (g/l) stáří kalu (d) částečné více než 1 1,5 až 2,0 více než 1 čištění oxidace 0,25 až 0,50 2,0 až 3,0 2 až 4 uhlíku nitrifikace 0,10 až 0,15 3,0 až 5,0 1 až 12 VARIO N nitrifikace a denitrifikace aerobní stabilizace 0,07 až 0,09 3,0 až 5,0 12 až 15 0,04 až 0,07 3,0 až 5,0 15 až 30 VARIO D

40 Řešení nízkého látkového zatížení AS VARIOcomp K - SCHEMA Vložení vestavby - nosiče biomasy změna dmychadla

41 Podmínky ovlivňující funkčnost a bezproblémový chod čistíren odpadních vod Konkrétní složení a teplota vody ph teplota přítomnost nutrientů solnost organické sloučeniny toxické látky

42 Konkrétní složení a teplota vody Vliv ukazatele ph optimální rozpětí je 6-8 anorganický nebo organický původ odchylky organický původ - např. snížení ph rozkladem tuků, rozpuštěním CO2 vznikajícího při procesech atd. anorganický původ - znečištění Příklad z poslední doby - zaústění kondenzačních kotlů, přechodné snížení ph a následná nefunkčnost ČOV

43 Kondenzační kotle a jejich vliv na biologické čistírny Množství kondenzátu Minimum 20 l/den, maximum 70 l/den pro kotel 20 Kw (což je velikost pro rodinný domek), ph kondenzátu je 3,5-4 Řešení je neutralizace vod průtok přes vápencový filtr apod. Vliv egalizace

44 Mytí nádobí a praní Mytí nádobí ovlivnění odpadních vod Rozbor vzorku - CHSK 12,6 mg/l, ph 10,48!!!! (cca 20 l jedno mytí) a obvykle velké množství fosfátů tj. problém tam, kde voda teče přímo do aktivace a tam kde je požadavek na nízké koncentrace fosforu Praní ph 10,45, množství asi 50 l (praní) ph asi 10 při smíchání vody z praní a máchání Z toho vyplývají problémy v rodinách s malými dětmi a tam kde se nárazově pere větší množství prádla

45 Konkrétní složení a teplota vody Teplota vody odolnost mezi C pod 10 C - zpomalení procesů (zastavení nitrifikace), viz legislativa jiné požadavky na vody s teplotou nižší než 12 C (opatření vyšší obsah sušiny před zimou apod.) vyšší teploty - zvýšení účinnosti, snížení množství přebytečného kalu a zvýšení spotřeby kyslíku

46 Konkrétní složení a teplota vody Přítomnost nutrientů- je třeba zachovat minimální podíl ve vztahu k BSK BSK5 : N : P = 100 : 5 : 1 Pozor tam, kde nejsou klasické komunální vody Nutrienty je třeba dodávkovat (NPK) nebo často jen stáčí smíchat je s komunálními vodami z jiného zdroje Naopak přebytek fosforu bývá jako příčina eutrofizace (u větších zdrojů se provádí srážení fosforu)

47 Konkrétní složení a teplota vody Vliv solnosti Solnost do 10 g/l nemá výrazný vliv na biologické čištění možnost zvýšení zákalu jako důsledek syntézy Možnost biomasu adaptovat Pozor na sírany - zápach z tvorby sirovodíku

48 Konkrétní složení a teplota vody Vliv těžkých kovů (zdroj např. zinkovna apod.) inhibice mikroorganismů použitelnost kalu Zmenšení vlivu těžkých kovů na inhibici lze docílit zvýšením koncentrace sušiny Nejlepší řešení ale je - technologické vody oddělit

49 Konkrétní složení a teplota vody Vliv organických sloučenin rozložitelné, netoxické (průběh rozpadu -čas) rozložitelné toxické (průběh rozpadu, egalizace) nerozložitelné netoxické nerozložitelné toxické Desinfekce - potravinářské provozy, bazény Součást technologie výroby Zkouška toxicity Opatření - Egalizace, odvětrání.

50 Příklad řešení odvětrání volného chloru z přitékající odpadní vody Provzdušňovaná nádrž MOŽNÁ JE I VARIANTA UPBD

51 Vliv desinfekčních prostředků z hlediska provozu ČOV Používání desinfekčních prostředků Je třeba si uvědomit, že většina čistíren je mechanickobiologických (tj. je třeba aby v nich byli podmínky pro život mikroorganismů) Naopak jsou vyvíjeny stále lepší desinfekční prostředky, aby hygiena prostředí byla co nejlepší Ideál prostředky, které působí krátkodobě, nebo jen za určitých podmínek a po změně těchto podmínek nejsou toxické vůči okolí

52 Složení vybraných čistících a desinfekčních prostředků Domestos neionogenní látky, mýdlo, chlornan sodný Bref duo active neionogenní povrchově aktivní látky, bělidlo, chlornan Fixinela fosforečnany, anionaktivní ionty Clorox chlornan sodný, hydroxid sidný Dr. Devil neionogenní ionty, organicé kyseliny Savo chlornan sodný Cilit WC Duo kyselina fosforečná atd. Asanox chlornan sodný Poznámka : - V zásadě lze prostředky rozdělit na ty, které jsou na bázi chloru a na ostatní

53 Příklad účinků přípravků na bázi chloru (chlornanů) 100 účinnosť [%] resp.rýchlosť CHSK ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 dávka domestosu [ml/l]

54 Příklad účinků přípravků na bázi chloru (chlornanů) 100 účinnosť inhibície [%] respir.rýchlosť CHSK 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 dávka Sava [ml/l]

55 Příklad účinků přípravků na bázi organických kyselin 30 účinnosť inhibície [%] resp.rýchlosť CHSK 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 dávka Devilu [ml/l]

56 Vliv desinfekční přípravků na provoz domovních čistíren Vzhledem k tomu, že domovní čistírny mají jen velmi omezené možnosti co se týká naředění přiváděných vod s obsahem desinfekčních prostředků, je nutno počítat s tím, že desinfekční prostředky ovlivní biologické procesy. Větší ovlivnění a to ovlivnění vedoucí až k inhibici procesů lze očekávat u přípravků obsahujících chlor. Menší ovlivnění (nebo dokonce přizpůsobení se mikroorganismů) u přípravků na bázi organických kyselin.

57 Další zdroje informací