MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2013 MARTIN LYSÁK

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské potravinářské a environmentální techniky Monitoring producentů odpadních vod v Brně Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Vítěz, Ph.D. Brno 2013 Vypracoval: Martin Lysák

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma monitoring producentů odpadních vod v Brně vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne.. podpis.

4

5

6 PODĚKOVÁNÍ: Rád bych poděkoval vedoucímu práce panu Ing. Tomáši Vítězovi, Ph.D. za odborné vedení a poskytnutí cenných rad při vypracování této bakalářské práce, dále pak svým spolupracovníkům z firmy Brněnské vodárny a kanalizace a.s., kteří mi poskytli mnoho profesních poznatků a informací k řešené problematice, především panu Ing. Marku Helceletovi a Ing. Janu Vávrovi.

7 ABSTRAKT Odpadní vody přiváděné kanalizační síti na městskou čistírnu odpadních vod mají svým kvalitativním a kvantitativní složením vliv na proces čištění. Monitoring odpadních vod představuje nástroj pro sledování ukazatelů znečištění u produkovaných městských odpadních vod od obyvatelstva a průmyslu. V obecné části své práce charakterizuji odpadní vody dle složení, místa vzniku, sledovaných ukazatelů znečištění a z pohledu současné platné legislativy. V praktické části popisuji monitoring zavedený provozovatelem vodovodů a kanalizací v městě Brně, kde člením významné producenty jednotlivých průmyslových odvětví dle rizikovosti nebezpečných látek, které se mohou vyskytovat v produkovaných odpadních vodách. V závěrečné části bakalářské práce vyhodnocuji dopady nekázně producentů odpadních vod na kanalizační síť města Brna a proces čištění na čistírně odpadních vod. Klíčová slova čistírna odpadních vod, monitoring, odpadní vody, producent odpadních vod, ukazatele znečištění

8 ABSTRACT Waste water brought by sewage network on city waste water treatment plant affect the cleaning process with its qualitative and quantitative composition. Waste water monitoring represents a tool for observation of pollution indicators in municipal waste water produced by population and industry. In the general part of my thesis is characterized waste water by composition, place of origin, monitored pollution indicators and from the perspective of current legislation. The practical part describes monitoring established by the operator of water lines and sewerage system in Brno city, where the major producers of industrial sectors are divided into groups according to the risk of hazardous substances that may be present in produced waste water. In the final part of this thesis is evaluated the impact of indiscipline of wastewater producers to the sewage network in Brno city and the process of cleaning in the wastewater treatment plant. Keywords monitoring, pollution indicators, waste water, waste water producer, wastewater treatment plant

9 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LEGISLATIVNÍ POŽADAVKY A ODPADNÍ VODY Zákonné požadavky Kanalizační řád ODVÁDĚNÍ ODPADNÍCH VOD V MĚSTĚ BRNĚ Kanalizační síť města Brna Historický vývoj odkanalizování v Brně Kanalizační síť v městě Brně současnost Čistírna odpadních vod Historický vývoj ČOV Brno Modřice Rekonstrukce a rozšíření ČOV Modřice - současnost MONITORING PRODUCENTŮ ODPADNÍCH VOD Monitoring obecně Stanovení množství vypouštěných odpadních vod Charakteristika a složení odpadních vod Fyzikální a chemické vlastnosti odpadních vod Ukazatele znečištění u odpadních vod Organické znečištění Anorganické znečištění Limitní hodnoty znečištění stanovené Kanalizačním řádem Odběr vzorků u odpadních vod Členění odpadních vod Srážkové vody Producenti odpadních vod Producenti splaškových odpadních vod domácnost Producenti průmyslových vod Producenti průmyslových odpadních vod potravinářský průmysl Producenti průmyslových odpadních vod strojírenský průmysl Producenti se specifickým zdrojem znečištění Malé a neprůmyslové zdroje znečištění Dovozy odpadních vod Systém monitoringu odpadních vod na stokové síti a ČOV v městě Brně Monitorování množstevních ukazatelů produkovaných odpadních vod Monitoring kvalitativních ukazatelů odpadních vod Evidence producentů v geografickém informačním systému Dopady nekázně producentů odpadních vod... 44

10 5.4.1 Dopady nekázně producentů odpadních vod na kanalizační síť města Dopady nekázně producentů odpadních vod na proces čištění ČOV Kaly z čistírny odpadních vod ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK PŘÍLOHY... 53

11 1 ÚVOD Čištění odpadních vod je součástí ochrany životního prostředí. Území České republiky bylo nařízením vlády č. 61/2003 Sb. vyhlášeno za tzv. citlivou oblast v záležitosti ochrany vod. Nařízení vlády stanovuje ukazatele a hodnoty přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitosti povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a kanalizací. Tímto nařízením došlo k podstatnému zpřísnění požadavků na kvalitu vypouštěných odpadních vod [1]. Neudržitelný stav v oblasti chování a potřeb obyvatelstva velkých měst se přímo promítá do složení a množství produkovaných odpadních vod, které jsou následně odváděny na komunální čistírny. Monitoring zdrojů znečištění odpadních vod na kanalizační síti je jedním z hlavních nástrojů pro hodnocení kvalitativních ukazatelů těchto vod. Charakter znečištění a koncentrace nebezpečných látek v odpadních vodách přiváděných na komunální čistírny stanovuje technickou náročnost celého procesu čištění pro splnění kvalitativních ukazatelů na vyčištěné odpadní vody na odtoku a následného vypouštění do recipientu. Nedílnou součástí procesu čištění je rovněž produkovaný čistírenský kal. Složení kalu a ukazatele znečištění určují možnost dalšího nakládání s tímto odpadem, ať již využitím v zemědělství, formou přímé aplikace na zemědělskou půdu nebo použitím při kompostování s následným využitím při rekultivaci půd. Mezi technicky atraktivní metodu patří termické zpracování čistírenského kalu, jehož předností je snížení objemu produkovaného odpadu, využitelnost výhřevnosti při spalování a zneškodňování škodlivých látek obsažených v kalech. 11

12 2 CÍL PRÁCE Cílem této práce je seznámení s řešenou problematikou při sledování jakostních a množstevních ukazatelů produkovaných městských a průmyslových odpadních vod přiváděných na komunální čistírnu odpadních vod pro město Brno. Současná legislativa upravuje podmínky pro vypouštění odpadních vod do kanalizace pro veřejnou potřebu ve smyslu zákona č. 274/2001 Sb., je však na provozovateli kanalizace a čistírny odpadních vod jakým způsobem ochrání provozovanou infrastrukturu. Čistírna odpadních vod (ČOV) a její technologie se stává limitujícím zařízením v jednotlivých lokalitách a stanovuje limitní hodnoty znečištění vypouštěných odpadních vod do kanalizačního systému. Ve své práci popisuji zavedený způsob monitoringu producentů odpadních vod provozovatelem vodovodů a kanalizací pro veřejnou potřebu v městě Brně společností Brněnské vodárny a kanalizace a.s., ale i provozovatelů jiných právnických subjektů, kteří předávají na základě smluvního vztahu své produkované odpadní vody do kanalizačního systému města Brna. Z poznatků a provozních zkušeností provozovatele kanalizace a ČOV ve sledované aglomeraci vyhodnocuji rizikovost jednotlivých producentů z pohledu kvalitativních a kvantitativních ukazatelů vypouštěných odpadních vod do kanalizační sítě pro veřejnou potřebu. V závěrečné části práce uvádím výhody při zavedení monitoringu producentů odpadních vod na kanalizační síti velkých měst, kdy lze předejít negativním vlivům při provozování čistírny odpadních vod a to především s ohledem na plnění požadavků jakosti na odtoku z čistírny, spolu s využitelnosti vedlejšího produktu čištění ČOV, čistírenských kalů. Sledování producentů odpadních vod je rovněž důležité pro provoz stokové sítě s ohledem na její zanášení (např. tuky, sedimenty), kdy dochází k snížení průtočnosti kanalizačním potrubím. 12

13 3 LEGISLATIVNÍ POŽADAVKY A ODPADNÍ VODY 3.1 Zákonné požadavky Mezi základní právní normy patří zákon č. 254/2001 Sb. vodní zákon. Zákon o vodách 38 vymezuje pojem odpadní voda. 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. Zákon rovněž upravuje možnost nakládání s těmito vodami. Především se jedná o vypouštění odpadních vod do vod povrchových a podzemních, vypouštění odpadních vod s obsahem zvláště nebezpečných závadných látek do kanalizace pro veřejnou potřebu, výstavbu, provoz a údržbu čistíren odpadních vod a jiných zařízení ke zneškodnění, snížení nebo odstranění znečištění vod, ochranu povrchových a podzemních vod před znečištěním závadnými látkami, které nastává především při manipulaci s těmito látkami ve větším rozsahu, dodržování ustanovení vodního zákona o poplatcích za vypouštění odpadních vod do vod povrchových znečišťovateli [2]. Na zákon o vodách navazuje zákon č. 274/2001Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a prováděcí vyhláška č. 428/2001 Sb. ve znění pozdějších předpisů. Patří mezi základní normy pro provozování vodohospodářské infrastruktury. Tyto jsou následně zpřesňovány formou směrnic, příkazů a nařízení. Zákon řeší nakládání s odpadními vodami, které jsou vypouštěny do kanalizace pro veřejnou potřebu, vymezuje základní pojmy a upravuje práva mezi producenty odpadních vod, vlastníky a provozovateli kanalizací [3]. V oblasti čistoty vod se vychází z nařízení vlády č. 61/2003 Sb., 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, v znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb. a nařízení vlády č. 23/2011 Sb. [1]. 13

14 3.2 Kanalizační řád Kanalizační řád stanovuje podmínky, za kterých se producentům odpadních vod povoluje vypouštět odpadní vody do kanalizace pro veřejnou potřebu. Vytváří právní podklad, který upravuje vztah mezi producentem odpadních vod a provozovatelem kanalizace pro veřejnou potřebu v souladu s vodohospodářskými normami: zákonem č. 274/2001 Sb., vyhláškou č. 428/2001 Sb. a zákonem č. 254/2001 Sb. Kanalizační řád zabezpečuje požadavky na bezporuchový provoz kanalizační sítě a čistírny odpadních vod. V oblasti kanalizační sítě se jedná především o předcházení poruch na kanalizačních stokách, ochranu materiálu stok a objektů. U čistírny odpadních vod se jedná o zajištění bezporuchového provozu celé technologie při maximální efektivnosti a účinnosti čištění s dosažením vyhovujících jakostních ukazatelů na odtoku odpadních vod do recipientu a u chemického a biologického složení čistírenského kalu. Kanalizační řád stanovuje nejvyšší přípustnou míru znečištění u produkovaných odpadních vod v příslušné aglomeraci. Uvádí seznam látek, které nejsou odpadními vodami a jejich vniknutí do kanalizační sítě musí být zabráněno. Součástí kanalizačního řádu jsou údaje o území, technický popis stokové sítě, ČOV, údaje o vodním recipientu, opatření při poruchách, haváriích a mimořádných událostech [4]. Kanalizační řád musí být schválen podle 14 zákona č. 274/2001 Sb. rozhodnutím příslušného vodoprávního úřadu na základě projednání s orgány státní správy a zástupců měst a obcí, užívajících povrchovou vodu z recipientu pod výustí čistírny odpadních vod [4]. 4 ODVÁDĚNÍ ODPADNÍCH VOD V MĚSTĚ BRNĚ 4.1 Kanalizační síť města Brna Město Brno je počtem obyvatel řazeno mezi druhé největší město České republiky. Svojí polohou je předurčeno k přirozenému způsobu gravitačního (spádového) odkanalizování, kdy převážná část bytové a domovní zástavby je situována ve svažitém terénu, oproti jižní části města s průmyslovými a nákupními areály, která jsou na rovinatém terénu. Kanalizační síť je ukončena čistírnou odpadních vod, jejíž větší část je umístěna v katastrálním území Modřic u Brna [5]. 14

15 Více jak 2/3 rozlohy města je odkanalizováno jednotným kanalizačním systémem. Odpadní vody jsou odváděny šesti základními kmenovými stokami, z nichž převážná část je vedena podél řek Svratky a Svitavy, které protékají městem. Značnou nevýhodou uvedených recipientů je jejich malá vodnatost. Součástí kmenových stok jsou odlehčovací komory zajišťující v době přetížení stok přívalovými dešťovými vodami přepad naředěných odpadních vod přímo do recipientu, přičemž ředící poměry jsou dány vodoprávním povolením [5]. Zbývající část města má vybudovaný oddílný způsob odkanalizování. Mezi brněnskou anomálii patří částečné odvádění vod z říčky Ponávky kanalizační sítí, kdy za více jak padesátiletého průtoku dochází k přepadu potočních, balastních vod do kanalizace a tím k značnému nárazovému přetížení sítě. Kanalizační sítí města Brna jsou také odváděny odpadní vody od napojených přilehlých měst a obcí. Společnost Brněnské vodárny a kanalizace a.s. provozuje kanalizaci pro veřejnou potřebu v městech Modřice, Kuřim, Česká, Želešice. Na brněnskou stokovou síť jsou napojeny obce Lipůvka, Ostopovice, Moravské Knínice, Troubsko, Rozdrojovicea rozsáhlá oblast tzv. Šlapanicko, což jsou obce Ponětovice, Bedřichovice, Podolí, Šlapanice, Podolí, Jiříkovice, Blažovice, Prace, Kobylnice, Tvarožná, Sivice a Pozořice, Viniční Šumice a Koválovice. Odpadní vody z obce Želešice, Lipůvka, Moravské Knínice jsou měřeny samostatně, Troubsko s Popůvkami jsou napojeny přes Ostopovice a celé Šlapanicko přes Šlapanice. Měrné profily a měřící zařízení jsou odvislé od místních podmínek (žlaby, regulátory, manometry u výtlačných řadů) [4] Historický vývoj odkanalizování v Brně Vývoj kanalizace ve městě Brně se nikterak nelišil od jiných středověkých měst. V období století nebyl ve městě vybudován kanalizační systém, jak jej známe z dnešní doby. Ulicemi vedly povrchové strouhy a svodnice, do kterých se odváděly veškeré tekuté odpady z nemovitostí. Takto řešené primitivní odkanalizování mělo za příčinu vznik epidemii moru a cholery v 15. století. První stoky z kamenného a cihelného zdiva pocházejí až z období 17. století [5]. Zprovozněním pisáreckého vodovodu v roce 1872 došlo k nárůstu produkce odpadních vod ve městě, což vedlo k nutnosti řešit nevyhovující způsob odvádění odpadních vod do řek Svratky a Svitavy. V roce 1892 byl vypracován první projekt na 15

16 odkanalizování města. Město již v této době mělo vybudováno přes m cihelných a m betonových stok. Jednalo se převážně o velké sběrače, které odváděly odpadní vody za město, s vyústěním do řek [5]. Budování kanalizační sítě pro odkanalizování historického středu města spadá do období kolem roku V roce 1919 bylo k městu připojeno 22 okrajových obcí, což vedlo k požadavku na vypracování nového projektu zajišťujícího propojení a rozvoj kanalizační sítě. Projekt v uvedené době řešil možnost zřízení čistírny odpadních vod na území obce Modřice. V období od konce první světové války do začátku druhé světové války dochází k masivnímu budování kanalizací. V uvedené době se kanalizační síť rozrostla o více jak 242 km nových stok. Nástupem druhé světové války se tempo rozvoje a výstavby kanalizací ve městě Brně zpomalilo. Poválečná léta znamenala opravy kanalizací, spolu s dostavbou a prodloužení kanalizačních sběračů k nově budované čistírně odpadních vod, jejíž výstavba byla ukončena na rozhraní let 20. století [5]. V roce 1963 mělo město vybudováno 407 km stok. Šedesátá léta se nesla ve znamení výstavby sídlišť, k jejichž budování dochází po dobu dalších dvaceti let. Mezi první sídliště, která byla v této době postavena patří s kanalizací jednotného charakteru sídliště Juliánov, Lesná, Černá pole a Žabovřesky. Oddílný systém kanalizace byl vybudován u sídlišť Bohunice, Starý a Nový Lískovec, Líšeň, Vinohrady, Bystrc, Komín, Slatina a Kohoutovice [5]. Na výstavbu kanalizací ve městě Brně byly v průběhu jednotlivých desetiletí využívány různé druhy materiálu, z nichž se nejvíce osvědčily pálené kanalizační cihly, kamenina, beton, litina a čedič. Mezi nejčastěji používané profily stok patří profily tvaru kruhového, vejčitého či tlamového průřezu, zejména u kmenových stok v rovinatém území před ČOV [5, 6]. m rok Obrázek 1: Výstavba kanalizace v městě Brně [6] 16

17 4.1.2 Kanalizační síť v městě Brně současnost Tabulka 1: Údaje o kanalizační síti města Brna k [6] Délka kanalizační sítě v Brně (bez přípojek) 1196 km Počet kanalizačních přípojek ks Délka kanalizačních přípojek 622 km Množství vypouštěných odpadních vod do kanalizace celkem m³ Množství vypouštěných odpadních vod do kanalizace - splaškových m³ Důležité objekty na kanalizační síti: Čerpací stanice na kanalizační síti Shybky Retenční nádrže Měrné objekty Odlehčovací komory 32 ks 12 ks 9 ks 13 ks 75 ks 22,32% 29,52% 48,16% Jednotná kanalizace Dešťová kanalizace Splašková kanalizace Obrázek 2:Podíl jednotlivých kanalizací v městě Brně k 12/2012 [6] Stokovou síť města tvoří šest základních kmenových stok "A" - "F" na které navazují kmenové sběrače, zajišťující odvodnění jednotlivých oblastí. 17

18 Tabulka 2: Popis kmenových stok města Brna [6] Kmenový sběrač Název Kanalizační soustava Délka (km) A pravobřežní svratecký jednotná 7,48 B levobřežní svratecký jednotná 15,92 C Ponávka jednotná 10,00 D pravobřežní svitavský jednotná 7,46 E levobřežní svitavský jednotná 13,06 F slatinská oddílná 6,24 AI leskavský sběrač splašková 7,00 BI štola pod Žlutým kopcem splašková CI kuřimský sběrač splašková 8,00 FII líšeňský sběrač splašková 15,00 Obrázek 3: Schéma stokové sítě města Brna [6] 18

19 Rozvoj a výstavba kanalizací v Brně byla realizována prostřednictvím spolufinancování z fondů EU: - Program PHARE Program ekologických staveb ISPA Celkem bylo z fondů EU vybudováno m nových stok. Zahájení staveb v roce 2012 z Kohezních fondů řeší rekonstrukci, dostavbu kmenových stok a kanalizací v městě Brně [5]. Obrázek 4: Výstavba retenční nádrže Jeneweinova [6] 4.2 Čistírna odpadních vod Historický vývoj ČOV Brno Modřice Historický vývoj čištění odpadních vod v Brně spadá do období kolem roku Počátek přípravných prací, pokusů a návrhů na výstavbu ČOV je spojován s významnými osobnostmi, jako byl chemik Alexandr Bayer, profesor brněnské techniky Max Hönig a ing. Ferdinand Abt. Právě pod vedením profesora brněnské techniky Maxe Höniga byla v roce 1905 nejdříve postavena pokusná čistící stanice v Brně - Komárově [5]. 19

20 Vzrůstající počet obyvatel města, spojený s nárůstem množství produkovaných odpadních vod, stály za nutností řešit výstavbu ústřední čistírny odpadních vod v Brně Modřicích. Samotnou realizaci oddálily přípravné práce, které řešily výstavbu kmenových stok do míst, kde měla být postavena ČOV. V roce 1950 byly zahájeny práce na výstavbě ČOV, které trvaly deset let [5]. Zkušební provoz mechanicko-biologické čistírny v Brně Modřicích byl zahájen v roce Mechanický stupeň předčištění se skládal z lapače štěrku, hrubých a jemných česlí, lapače písku. Následovaly usazovací nádrže pro zachycení primárního kalu. Biologický stupeň čištění tvořily aktivační a dosazovací nádrže. Surový kal byl čerpán do vyhnívacích komor, vzniklý bioplyn byl energeticky využíván. Součástí čistírny bylo kalové hospodářství, kdy anaerobně stabilizovaný kal byl vysoušen na kalových polích a lagunách s následným využitím v zemědělství. Provozovatel čistírny vlastnil i tzv. humusárnu, kde byl vysušený kal zpracováván [5]. Zvyšující se požadavky na množství čištěných vod znamenaly další výstavbu a modernizaci čistírny v následných letech. Během 80. let došlo k vybudování nového mechanického předčištění a rozšíření biologického stupně o dvě aktivační nádrže spolu s připojením patnácti nových dosazovacích nádrží, včetně nové dmýchárny vzduchu. V letech byla realizována výstavba čtyř nových kruhových usazovacích nádrží a pro posílení kalového hospodářství byla zbudována nová čerpací stanice primárního kalu. Rovněž došlo k modernizaci úseku plynového hospodářství čtyřmi plynojemy. U kalového hospodářství došlo k zahájení rekonstrukce anaerobně stabilizačních nádrží. Pro zvýšení obsahu sušiny u odvodňovaného kalu byly instalovány nově sítopásové lisy. Právě kalové hospodářství a plnění limitů na odtoku z ČOV byly jedním z důvodů pro řešení rozsáhlé rekonstrukce po roce 1992 [5] Rekonstrukce a rozšíření ČOV Modřice - současnost Z důvodu legislativních změn a požadavků na kvalitativní ukazatele vypouštěných vyčištěných vod do recipientu, byla na ČOV Modřice provedena rozsáhlá rekonstrukce a dostavba, která proběhla v letech Provedená rekonstrukce, zajistila navýšení projektového zatížení čistírny odpadních vod na EO. Rozvoj města si však v následných letech vyžádal další optimalizaci čistírny z důvodu přetěžování biologického stupně čištění, kdy koncem roku 2009 byly upraveny aktivační nádrže. Optimalizace představovala posílení aerační kapacity a zpětné zavedení chemického 20

21 odstraňování fosforu. Po provedení těchto úprav bylo vydáno vodoprávní povolení, umožňující navýšení zatížení čistírny odpadních vod na EO [7]. Mechanický stupeň čištění odpadních vod Představuje ochranu dalšího stupně čistírny odpadních vod, zabraňuje vniknutí nežádoucích nerozpuštěných látek a materiálů do biologického procesu čištění. Mechanické předčištění se skládá z: lapáku štěrku, česlí s šířkou průlin 6mm, lapáku písku se separací tuku flotací. Tato zařízení zabraňují usazení sedimentu (písku a štěrku) na nežádoucích místech, česle ochraňují proces před vnosem nerozpuštěných plovoucích látek, čímž dochází k ochraně dalších technických prvků ČOV (předcházení abraze materiálu u čerpadel apod.). Součástí mechanického předčištění je šest rekonstruovaných usazovacích nádrží, kdy v bezdeštném období jsou využívány pouze čtyři usazovací nádrže, další dvě jsou záložní [7, 8]. Biologický stupeň čištění odpadních vod Biologický stupeň je řešen jako aktivace s předřazenou denitrifikací. Odpadní voda je přiváděna do anaerobní nádrže (defosfatace, předřazená denitrifikace) v anoxické části nádrže. Posledním stupněm aktivace je oxická část s jednobublinnou aerací, kde dochází k procesu nitrifikace. Vzduch je dodáván čtyřmi dmýchadly. Odbourávání fosforu je v biologické části zajištěno dávkováním síranu železitého. Z aktivačních nádrží jsou odpadní vody odváděny do šesti dosazovacích nádrží zajišťující odloučení aktivovaného kalu. Vyčištěná odpadní voda je odváděna odtokovým objektem do řeky Svratky. Kvalita a množství je sledováno a měřeno v celém procesu čištění analyzátory a vzorkovači [7, 8]. Kalové hospodářství Přestavuje u čistírny odpadních vod technologické operace, které zajišťují úpravu, zpracování vzniklých čistírenských kalů s cílem snížení jejich celkového množství, spolu se zajištění vyhovujících ukazatelů u produkovaných kalů pro možnost dalšího nakládání s tímto vedlejším produktem čištění (využití v zemědělství, kompostování, termické zpracování). Z usazovacích nádrží je primární kal následně zahušťován v gravitačních zahušťovacích nádržích, kal je odtahován do kalové směšovací nádrže, odsazená voda je vrácená zpět do usazovacích nádrží. 21

22 Přebytečný biologický kal je zahušťován ve flotační jednotce s následným sycením vzduchem. Primární a přebytečný biologický kal je smísen v směšovací nádrži s postupným čerpáním do vyhnívacích nádrží. Teplota ve vyhnívací nádrži se pohybuje kolem 35 C a doba zdržení kalu je 22 dnů. Následuje uskladnění kalu (max. 4 dny), vyhnilý kal je čerpán k odvodnění na odstředivkách a sušení. Sušení kalu při průměrné teplotě 100 C zajišťuje dostatečnou pasterizaci a hygienizaci kalu pro další možnost nakládání s tímto produktem [7, 8]. Plynové hospodářství Představuje zpracování bioplynu, který vzniká při vyhnívání kalu ve vyhnívacích nádržích. Bioplyn je čerpán do plynojemů s následným využitím pro výrobu elektřiny v kogeneračních jednotkách, přebytečný plyn je spalován v hořácích [7, 8]. 5 MONITORING PRODUCENTŮ ODPADNÍCH VOD 5.1 Monitoring obecně Proces monitoringu producentů odpadních vod vychází z požadavku na sledování ukazatelů množství a kvality vypouštěných odpadních vod, které jsou následně odváděny kanalizační sítí na čistírnu odpadních vod Stanovení množství vypouštěných odpadních vod Způsob stanovení množství vypouštěných odpadních vod vychází ze zákona č. 274/2001 Sb. a prováděcí vyhlášky č. 428/2001Sb. Množství vypouštěných odpadních vod do kanalizace pro veřejnou potřebu lze stanovit: a) Přímo množství vypouštěných odpadních vod je měřeno přes měřící zařízení na základě průtoku a objemu. Zařízení (měrné objekty) typu indukční průtokoměr, Parshallův žlab apod. jsou v majetku producenta odpadních vod, který zajišťuje jejich provoz a úřední ověření dle zákona č. 550/1990 Sb. - zákon o metrologii. Měrné objekty jsou trvale instalovány na kanalizační přípojce v místě před napojením do kanalizace. Povinnost zřídit měrný objekt je limitována množstvím vypouštěných odpadních vod, kdy u jednotné kanalizační přípojky je za bezdeštného průtoku vypouštěno množství 22

23 přesahující 0,005 m3/s (max. hodinový průtok), u oddílného systému odkanalizování je hodnota limitována denní produkcí 100 m3/den (průměrný denní průtok) [3, 9]. Obrázek 5: Měrný objekt Parschallův žlab b) Nepřímo - množství odpadních vod zde není stanoveno na základě přímého měření objemu a průtoku. Zákon č. 274/2001 Sb. 19 vychází z předpokladu, že odběratel, který odebírá vodu z vodovodu, vypouští do kanalizace takové množství odpadních vod, které bylo naměřeno vodoměrem. Dalším způsobem je stanovení množství vycházející ze směrných čísel roční spotřeby na základě vyhlášky č. 428/2001 Sb. Tabulka 3: Vybrané směrné čísla spotřeb dle vyhlášky č. 120/2011 Sb. na jednoho obyvatele bytu s tekoucí studenou vodu, mimo byt /za rok na jednoho obyvatele bytu bez tekoucí teplé vody (teplé vody na kohoutku)/za rok na jednoho obyvatele bytu s tekoucí teplou vodou (teplá voda na kohoutku)/za rok součet spotřeb teplé a studené vody na jednoho obyvatele bytu v rodinném domu s (max. 3 byty - 3 rodiny) se připočítává 1 m³ na spotřebu spojenou s očistou okolí rodinného domu i s očistou osob při aktivitách na zahradě osobní automobil (užívaný pro domácnost) stříkání a umývání, předpokládá se mytí 10x ročně venkovní zahrady okrasné (trávníky, květiny) nebo osázené zeleninou/na 100 m² sady osázené ovocnými stromy nebo jinak využívané/na 100 m² pro automatické zalévání zahrad s pěstováním květin, zeleniny podle čidel na určení vlhkosti 15 m³ 25 m³ 35 m³ 1 m³ 1 m³ 16 m³ 3 m³ 12 m³ 23

24 5.1.2 Charakteristika a složení odpadních vod Na odpadní vody lze pohlížet, jako na vody, jejichž kvalita byla zhoršena lidskou činností. Látkové složení odpadních vod určuje rozsah a míru znečištění. Ukazatele znečištění svým koncentračním zastoupením stanovují limitní hodnoty pro produkované odpadní vody. Zavedeným měřítkem znečištění produkovaných odpadních vod je průměrné znečištění od 1 obyvatele za 1 den při produkci 150 l odpadních vod. Základní jednotkou je ekvivalentní obyvatel (EO) [10] Fyzikální a chemické vlastnosti odpadních vod Fyzikální a chemické vlastnosti vypovídají o druhu vypouštěných odpadních vod. Odpadní vody obsahují látky, které mají původ v pitné vodě nebo produktech metabolismu. Látkové složení je rovněž ovlivněno činností obyvatelstva (splaškové vody z domácností, WC, koupelen apod.), charakterem průmyslu a výroby (potravinářský průmysl, strojírenský průmysl). K fyzikálním vlastnostem odpadních vod patří: zbarvení, zápach, ph a teplota. Zbarvení odpadních vod bývá šedé až šedohnědé, tyto vody bývají silně zakalené. Teplota u splaškových vod se pohybuje v rozmezí 7 C - 25 C. Nižší teplota může být způsobena odváděním povrchových nebo balastních vod jednotným kanalizačním systémem, samozřejmostí jsou rozdíly teplot během jednotlivých ročních období. Teplota určuje rychlost biochemických reakcí. Parametr ph ovlivňuje biologickou aktivitu a měl by se pohybovat v rozmezí 6,8-7,5 [8] Ukazatele znečištění u odpadních vod Organické znečištění Odpadní vody vykazují zastoupení různých organických látek. Pro určení kvalitativního a kvantitativního obsahu jednotlivých látek v odpadních vodách se proto obvykle využívá skupinové stanovení. Skupinové ukazatele míry organického znečištění odpadních vod jsou biochemická spotřeba kyslíku (BSK), chemická spotřeba kyslíku (CHSK), celkový organický uhlík (TOC). 24

25 Biochemická spotřeba kyslíku (BSK) Patří k nejvýznamnějším ukazatelům znečištění u odpadních vod. Hodnota BSK udává množství kyslíku spotřebovaného mikroorganismy při biochemickém rozkladu organických látek v odpadních vodách za aerobních podmínek. BSK5 je množství kyslíku spotřebovaného mikroorganismy za 5 dní. U splaškových odpadních vod se BSK5 pohybuje v rozmezí mg/l [8]. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) Je mírou celkového množství kyslíku potřebného pro oxidaci všech organických látek obsažených v odpadních vodách. Ukazatel CHSK stanovuje celkovou koncentraci organických látek v odpadní vodě. CHSKCr je ukazatelem použitého oxidačního činidla (dvojchroman draselný). Poměr mezi BSK a CHSK vypovídá o biologické rozložitelnosti organického znečištění u odpadních vod. Koncentrační hodnota CHSK proti BSK bývá zpravidla dvojnásobná. Nízké hodnoty poměru CHSK vypovídají o zastoupení látek snadno rozložitelných, oproti vysokým hodnotám poměru, které znamenají zastoupení látek obtížně rozložitelných [8]. Organický uhlík (TOC) Celkový organický uhlík (TOC) vyjadřuje množství organických látek v odpadní vodě. Vysoké hodnoty TOC vypovídají o sníženém obsahu kyslíku v odpadní vodě a signalizují přítomnost anaerobních mikroorganismů, které mají za příčinu vznik toxického sirovodíku. Vzniklý sirovodík je toxický pro ostatní mikroorganismy zajišťující biochemický rozklad látek, využívaný při čištění odpadních vod [10] Anorganické znečištění Anorganické látky jsou v odpadní vodě zastoupeny v rozpuštěné formě. Mezi sledované ukazatele zastoupené v odpadních vodách patří fosfor, dusík, těžké kovy. Fosfor (P) Fosfor obsažený v odpadních vodách se vyjadřuje jako celkový fosfor (Pcelk.) a představuje zastoupení všech forem fosforu, který se může v odpadních vodách vyskytovat. Do odpadních vod se fosfor dostává jako produkt lidského metabolismu, kdy je vylučován močí. Nemalý podíl je rovněž zastoupen v polyfosfátech, obsažených 25

26 v pracích prostředcích využívaných v domácnostech. Vysoké hodnoty fosforu v odpadních vodách mají za příčinu eutrofizaci vod [10]. Dusík (N) Dusík se v odpadních vodách vyskytuje jak ve formě organické tak anorganické (amoniakové, dusitanové a dusičnanové). Vysoké koncentrace dusíku ve formě amoniaku mají za příčinu vznik toxického prostředí pro vodní organismy [8]. Znečišťující látky v odpadních vodách Rozpustné látky Nerozpustné látky biologicky rozložitelné (cukry, mastné kyseliny) organické biologicky nerozložitelné (barviva) anorganické (těžké kovy) biologicky rozložitelné (škrob) biologicky nerozložitelné (plasty,papír) organické usaditelné (celuloza) koloidní (bakterie) neusaditelné plovoucí (papír) usaditelné (písek, zemina) anorganické neusaditelné (brusný prach) Obrázek 6: Schéma látkového znečištění odpadních vod [8] Limitní hodnoty znečištění stanovené Kanalizačním řádem Limitní hodnoty přípustné míry znečištění odpadních vod vypouštěných do kanalizace pro veřejnou potřebu jsou stanoveny provozovatelem kanalizace a ČOV a jsou nezbytné pro plnění podmínek vydaného vodoprávního povolení k vypouštění vyčištěných odpadních vod z ČOV do vod povrchových (recipientu). Za předpokladu, že producent odpadních vod, který vypouští tyto vody do kanalizace pro veřejnou potřebu, neohrozí kvalitativními hodnotami produkovaných odpadních vod proces čištění ČOV a materiál stok [4]. Kanalizační řád rovněž uvádí seznam látek, které nejsou odpadními vodami a jejich vniknutí do kanalizace musí být zabráněno. Látky, které nejsou odpadními vodami dle zákona č. 254/2001 Sb. V příloze, která je nedílnou součástí této práce, uvádím limitní hodnoty znečištění stanovené kanalizačním řádem provozovatele kanalizace v městě Brně, společností 26

27 Brněnské vodárny a kanalizace, a.s. Přílohou je rovněž seznam látek, které nejsou odpadními vodami dle zákona č. 254/2001 Sb Odběr vzorků u odpadních vod Odběr vzorků se provádí za účelem stanovení koncentračních hodnot jednotlivých ukazatelů znečištění u odpadních vod, případně pro zjištění látkového zatížení odpadních vod znečišťujícími látkami. Zvolený způsob odběru vzorků musí co nejlépe charakterizovat vlastnosti odpadní vody. Odběry vzorku jsou prováděny: - producentem odpadních vod za účelem dodržení podmínek stanovených příslušným vodoprávním úřadem. Do této skupiny patří rovněž producenti znečištění, kteří vypouštějí vyčištěné odpadní vody do vod povrchových. - provozovatelem kanalizací pro účel kontroly dodržování limitních hodnot znečištění u vypouštěných odpadních vod do kanalizace pro veřejnou potřebu. - příslušnými úřady v rámci platné legislativy (ČIŽP, odbory ŽP apod.) Odebíraný vzorek musí zaručit reprezentativní vlastnosti v závislosti na podmínkách času a místa. Zásady a postupy při odebírání vzorků jsou popsány v normě ČSN ISO [4] Členění z hlediska typu a druhu odběru vzorku uvedené v Kanalizačním řádu města Brna: a) prostý vzorek Rovněž označován jako bodový, je získán okamžitým, jednorázovým odběrem celého objemu vzorku. Uvedený typ odběru je využíván především při krátkodobém vypouštění odpadních vod nebo při havarijních situacích, kdy nelze provést odběr směsného vzorku. b) směsný vzorek Často označován jako slévaný je získán odběrem řady prostých vzorků za určitý časový úsek. 27

28 Směsné vzorky lze z hlediska času členit: 1) Typ A - dvouhodinový směsný vzorek získaný sléváním 8 dílčích vzorků stejného objemu v intervalu 15 minut 2) Typ B - 24 hodinový směsný vzorek získaný sléváním 12 objemově stejných dílčích vzorků v intervalu 2 hodin 3) Typ C- 24 hodinový směsný vzorek získaný sléváním 12 dílčích vzorků odebíraných v intervalu 2 hodin o objemu úměrném aktuální hodnotě průtoku v době odběru dílčího vzorku [4] Členění odpadních vod Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. novela č. 229/2007 Sb. definuje a člení odpadní vody do dvou základních kategorií: a) průmyslové odpadní vody - odpadní vody uvedené v části B přílohy č. 1 k tomuto nařízení, jakož i odpadní vody v této části přílohy neuvedené, jsou-li vypouštěny z výrobních nebo jim obdobných zařízení, současně však mohou produkovat i splaškové odpadní vody. b) městské odpadní vody - odpadní vody vypouštěné z domácností nebo služeb, vznikající převážně jako produkt lidského metabolismu a činností v domácnostech (splašky), popřípadě jejich směs s průmyslovými odpadními vodami nebo se srážkovými vodami. Často se setkáváme s členěním odpadních vod podle místa jejich vzniku: - splaškové odpadní vody - průmyslové odpadní vody - dešťové odpadní vody - balastní vody Srážkové vody Termín srážkové vody není definován žádným právním předpisem. Tyto vody lze členit z několika pohledů. V případě, že se srážková voda dotkne zemského povrchu lze 28

29 ji považovat za vodu povrchovou. Pokud se však změní její jakost znečištěním z povrchu, musí být takové vody považovány za vody odpadní [11]. Většina měst má vybudovaný systém odkanalizování jednotnou kanalizací, kdy splaškové vody jsou po smísení se srážkovými odváděny na ČOV. Část těchto vod může být v době přívalových dešťů odváděna do recipientu prostřednictvím odlehčovacích komor, které jsou umístěny na stokové síti. V případě, že vybudovaná stoková síť příslušného města je charakteru oddílného systému, tj. již při napojení producentů dochází k oddělení odpadních vod na vody splaškové a vody dešťové, jsou tyto vody odváděny dešťovou kanalizací přímo do recipientu za předpokladu dosažení kvalitativních ukazatelů povrchových vod. V poslední době je kladen důraz na využitelnost těchto vod v místě jejich vzniku, kdy vlastník nemovitosti (pozemku) má povinnost nakládat se srážkovými vodami ať již formou zasakování nebo využitím k závlahám. Dochází tím k ochraně kapacity stokové sítě, která je v některých okrajových částech na hranici své navržené kapacity. Srážkové vody jsou u většiny provozovatelů kanalizací a ČOV sledovány po stránce množstevních ukazatelů, kdy tyto hodnoty hrají významnou roli pří výpočtu kapacity stokových sítí, ČOV a v neposlední řadě i z důvodů ekonomických, kdy jsou vypouštěné vody do toků správci jednotlivých povodí zpoplatněny. Stanovení množství srážkových vod vychází ze srážkového úhrnu příslušného regionu a odtokových součinitelů jednotlivých ploch. Srážkový úhrn: dlouhodobý (třicetiletý) z měření ČHMÚ v Brně 548 mm/m 2 za rok [4] Výpočet množství = srážkový úhrn x odtokový součinitel Tabulka 4: Stanovení množství srážkových vod dle zákona č. 274/2001 Sb. vyhláška č. 428/2001 Sb. Druh plochy A B C Popis ploch Těžce propustné a zastavěné plochy Lehce propustné zpevněné plochy Plochy pokryté vegetací Odtokový součinitel 0,9 0,4 0,05 Roční množství v m³ na 1m² 0,4932 0,2192 0,0274 Z pohledu jakostních ukazatelů u srážkových vod, lze vyloučit znečištění z atmosféry. Průměrné složení atmosférických depozic sice vykazuje dle měření 29

30 Českého hydrometeorologického ústavu určité procento těžkých kovů Cd, Pb, Cr, Cu, Zn, Ni, koncentrace těchto látek jsou však zanedbatelné. Ve skutečnosti srážková voda dopadá na povrch, kde dochází před odtokem do kanalizace ke změně jejího složení. V SRN bylo v letech 1996 a 2003 provedeno kvalitativní měření srážkových vod odváděných ze střech a komunikací [12]. Tabulka 5: Obsah těžkých kovů ve srážkové vodě podle Bollera a Höflingera (1996) [12] Zkoumaná složka Jednotka Srážková voda Odtok střechy Odtok komunikace Kadmium [μg/l] 2,6 0,61 5,3 Měď [μg/l] Olovo [μg/l] Zinek [μg/l] Z naměřených hodnot lze konstatovat, že vysoké hodnoty těžkých kovů Cu a Zn u srážkových vod ze střech jsou ovlivněny druhem materiálu, který je používán jako střešní krytina u nemovitostí. Zajímavá je naměřená koncentrace Cd ve srážkové vodě, kdy autor uvádí 2,6 μg/l. Měřením Českého hydrometeorologického ústavu byla koncentrace Cd z atmosférických depozic v ČR stanovena na průměrnou hodnotu 0,37 μg/l. Tabulka 6: Složení srážkových vod z komunikací podle Gretschela a kol.(2003) [12] Složka Pb [μg/l] Cd [μg/l] Cr [μg/l] Cu [μg/l] Zn [μg/l] Ni [μg/l] Minimum 80 1,4 5, Maximum 340 6,4 24, Průměr 180 3, Akreditovaná laboratoř společnosti Brněnské vodárny a kanalizace provedla v roce 2013 odběr vzorků z dešťových kanalizací, sloužících k odvodnění komunikací v městě Brně. Odběr vzorků byl proveden v měsíci březnu. V uvedené době docházelo k povrchovým splachům u komunikací znečištěných po zimní údržbě. Rozbor vzorku byl zaměřen na těžké kovy, vyskytující se v znečištěných dešťových vodách odváděných z dopravou zatížených komunikací města Brna. 30

31 Tabulka 7: Složení srážkových vod z komunikací, hodnoty naměřené laboratoří BVK, a.s. [6] Místa odběru Pb [μg/l] Sledované ukazatele znečištění Cd [μg/l] Cr [μg/l] Cu [μg/l] Zn [μg/l] Ni [μg/l] U Viaduktu Reissigova-Střední <30 < Křenová-Vlhká 40 < Chrlická <30 < Královo pole -nádraží 50 < Z uvedených údajů vyplývá, že srážkové vody z povrchů střech a komunikací lze označit za odpadní vody silně znečištěné, které vyžadují před dalším využitím čištění. Tyto vody nelze bez předčištění vypouštět do vod podzemních. 5.2 Producenti odpadních vod Producenti splaškových odpadních vod domácnost Tyto odpadní vody vznikají převážně jako produkt lidského metabolismu a činností v domácnostech, jde především o odpadní vody z kuchyní, WC, koupelen. Mezi hlavní ukazatele znečištění patří: BSK 5, CHSK, NL, RL, N-NH 4, P celkem, N celkem. K rizikovým producentům odpadních vod z domácností patří majitelé kuchyňských drtičů odpadu. Používáním uvedeného zařízení dochází k nadměrnému obohacení odpadních vod o organické látky. V případě osazení těchto zařízení u většího počtu domácností by došlo k zanášení kanalizační sítě organickými sedimenty, spojenému s rozkladnými procesy při odvádění takovýchto odpadních vod. Na čistírně odpadních vod by docházelo k látkovému přetížení, jehož důsledkem bývá snížená účinnost čištění, která se projevuje na odtoku z ČOV a na produkovaném množství kalu. Takto nedostatečně stabilizovaný čistírenský kal má zhoršené senzorické vlastnosti a zvýšené bakteriální znečištění, vylučující možnost dalšího nakládání formou kompostování nebo aplikací na zemědělskou půdu. Zákon č. 274/2001 Sb. stanovuje nejvyšší míru znečištění u produkovaných odpadních vod od obyvatelstva. Používáním drtičů kuchyňského odpadu by docházelo k překračování stanovené míry znečištění [6,15]. 31

32 V Kanalizačním řádu pro statutární město Brno bylo používání drtičů kuchyňského odpadu zakázáno Producenti průmyslových vod Průmyslové odpadní vody se svým složením a charakterem znečištění významně liší od splaškových odpadních vod z domácností. Tyto vody pocházejí přímo z technologie výroby nebo z podpůrných procesů provázejících výrobu Producenti průmyslových odpadních vod potravinářský průmysl Mezi významné producenty v oblasti potravinářského průmyslu patří odvětví porážky a zpracování masa. Odpadní vody produkované tímto potravinářským odvětvím se vyznačují vysokým organickým znečištěním a vysokou hodnotou extrahovatelných látek tuků. V případě, že se průmyslový závod zabývá porážkou zvířat, jsou odpadní vody znečištěny látkami bílkovinového charakteru, jako jsou kousky masa, kůží, chrupavek a krve. Právě podíl krve v odpadních vodách vykazuje vysokou koncentraci CHSK [13]. Hlavními kontrolovanými ukazateli těchto odpadních vod jsou: ph, BSK 5, CHSK, NL, EL, N-NH 4, P celkem, RAS. Nekázeň producentů představuje riziko na kanalizační síti spojené se snížením průtoku z důvodu zanášení potrubí tukem a organickými látkami. V procesu čištění odpadních vod dochází k zalepení vloček kalu v aktivaci ČOV tukem, zhoršují se vlastnosti přebytečného kalu [13]. Vypouštění odpadních vod z uvedeného potravinářského odvětví je řešeno přes předčistící zařízení, kterým je odlučovač tuků nebo tlaková flotace. Právě tlaková flotace s předřazeným mechanickým předčištěním (rotační síto) je u provozů zabývajících se porážkou a zpracováním masa velmi účinná. Proces tlakové flotace představuje sycení odpadní vody vzduchem, který vynáší tuk na hladinu, odkud je automaticky stírán do záchytné nádrže. Pro navýšení účinnosti flotační jednotky je možné dávkování chemikálií. Flotací lze redukovat koncentrace BSK 5, CHSK a organické znečištění [13]. Mezi drobné producenty potravinářského průmyslu patří provozovatelé stravovacích zařízení a restaurací. Tito producenti používají před vypouštěním 32

33 odpadních vod předčistící zařízení typu odlučovače tuků. Nekázeň u těchto producentů se nejčastěji projevuje na kanalizační síti. V městě Brně patří do kategorie potravinářského průmyslu výroba piva v místním pivovaru. Odpadní vody produkované při výrobě piva vykazují silné organické znečištění a vysoký podíl nerozpuštěných látek. Jedná se o odpadní vody s vysokým podílem pevných částic ze spotřebovaného obilí a odpadního droždí. Kolísání poměru koncentrace BSK 5 a CHSK způsobuje obsah cukrů, škrobu a ethanolu. Hlavními kontrolovanými ukazateli těchto odpadních vod jsou: ph, BSK 5, CHSK, NL., RL. Rizikem pro malé čistírny odpadních vod při nátoku průmyslových vod z potravinářského průmyslu je nárazové přetížení. Příkladem mohou být kolapsy malých ČOV na Jižní Moravě v době vinařských kampaní, kdy docházelo k problémům na mechanickém předčištění (slupky, jadérka vinné révy) na česlích. Největším problémem však byl biologický proces čištění, u kterého docházelo k nárůstu vláknitých bakterií, spojeným s vyplavováním aktivovaného kalu z dosazovací nádrže [14]. U komunální čistírny v Brně s nátokem 1200 l/s se jedná o odpadní vody dobře biologicky odbouratelné. Pro provoz kanalizační sítě je riziko při vypouštění takových odpadních vod vyšší, spojené s možností vzniku nánosů a snížení průtočnosti. Problém může rovněž představovat nekázeň producentů při likvidaci louhů a kyselin při dezinfekci potravinářských provozů. Tabulka 8: Naměřené koncentrační hodnoty na ČOV Perná v období vinařské kampaně [14] Sledované ukazatele znečištění [mg/l] Datum ph CHSK Cr BSK 5 NLcelk RLcelk RLanorg RLorg N-NH 4 P , ,5 10, , ,2 5, , ,2 6, , ,5 8,89 33

34 Producenti průmyslových odpadních vod strojírenský průmysl Odpadní vody ze strojírenského průmyslu patří po stránce kvalitativních ukazatelů k těm nejrizikovějším. Tyto vody vykazují silné chemické znečištění, které pochází z charakteru výroby. Nejčastěji se jedná o technologie spojené s povrchovou úpravou a mechanickým zpracováním kovů. V oblasti výroby s povrchovou úpravou kovů jde o procesy odmašťování, zinkování, chromování, niklování apod. U strojírenské výroby s mechanickým zpracováním kovu se jedná o řezání, odmašťování, konzervační a antikorozní úpravu kovu s využitím různých výrobních chemických lázní [13]. Mezi rizikové látky, které se vyskytují v odpadních vodách, ze strojírenského průmyslu patří: těžké kovy, kyanidy, tenzidy, chlorované uhlovodíky, kyseliny, louhy, organické a anorganické sloučeniny fosforu a ropné látky. Nekázeň producentů odpadních vod ze strojírenského průmyslu představuje vážné riziko na účinnost biologického stupně čištění ČOV, spojené s kontaminací produkovaného čistírenského kalu. Nebezpečné látky, které se následně v čistírenském kalu vyskytují, jsou těžké kovy, toxické látky a látky biologicky neodbouratelné. Následné nakládání s takto znehodnoceným čistírenským kalem bývá značně omezeno. Je vyloučena možnost aplikace kalů na zemědělskou půdu jak přímou formou, tak formou kompostování. Jedinou možností je proces termického zpracování, který však znamená pro provozovatele ČOV navýšení nákladů na zpracování kalu. V případě nevyhovujících koncentračních ukazatelů pro termické zpracování je povinnost nakládat s kalem jako nebezpečným odpadem, kdy kal musí být uložen na skládce nebezpečných odpadů [6, 13]. Kontrolovanými ukazateli těchto odpadních vod jsou: ph, BSK 5, CHSK, NL, N-NH 4, P celkem, RAS, AOX, těžké kovy. Producentům odpadních vod ze strojírenského průmyslu je pro nakládání s odpadními vodami uložena vodoprávními úřady povinnost předčištění produkovaných odpadních vod před jejich vypouštěním do kanalizace pro veřejnou potřebu. Pro předčištění jsou využívána zařízení typu neutralizační stanice, deemulgační stanice. Zařízení pracuje na principu úpravy ph přidáváním vhodných chemikálií. V neutralizačním reaktoru dochází působením chemikálií ke srážení částic, kdy při průtoku flokulačním reaktorem vznikají vločky, které následně sedimentují v usazovací nádrži. Dočištění odpadních vod může být přes pískový filtr [13]. 34

35 Producenti se specifickým zdrojem znečištění Mezi producenty se specifickým zdrojem znečištění v oblasti průmyslových odpadních vod patří producenti, kteří vypouštějí odpadní vody, které svým znečištění překračují limitní hodnoty stanovené vyhláškou č. 428/2001 Sb., zákonem č. 274/2001 Sb. a Kanalizačním řádem pro uvedenou aglomeraci. Do této kategorie jsou zařazeni producenti, u kterých existují technickoekonomické důvody pro individuální stanovení limitů znečištění u vypouštěných odpadních vod [4]. Provozovatel kanalizace a ČOV vyhodnocuje limitní hodnoty odpadních vod přiváděných na čistírnu, s ohledem na dodržení kapacity a čistícího efektu. Sledované limity určují rozsah a platnost udělené výjimky pro povolení vypouštění odpadních vod do kanalizace pro veřejnou potřebu [4]. Příklad porovnání limitních hodnot znečištění stanovené kanalizačním řádem města Brna u producentů průmyslových odpadních vod obvyklého složení a producentu se specifickým složením odpadních vod. Tabulka 9: Ukazatele znečištění u pivovaru kvalitativní měření VAS [13] Ukazatel znečištění Produkované OV [mg/l] Vypouštěné OV [mg/l] Limity kanalizačního řádu [mg/l] BSK CHSK NL RL Tabulka 10: Limitní hodnoty povolené Kanalizačním řádem města Brna pro producenta odpadních vod - pivovar Heineken Česká republika, Brno - Hlinky Ukazatel znečištění Limity kanalizačního řádu pro producenty se specifickým zdrojem znečištění [mg/l] BSK CHSK NL RL

36 Limitní hodnoty koncentrací, povolené Kanalizačním řádem pro město Brno pro producenta v tabulce č. 10 je aritmetický průměr koncentrací za posledních 12 měsíců, tyto hodnoty nesmí být překročeny. Odebírané vzorky musí zaručit reprezentativní vlastnosti produkovaných odpadních vod při běžném výrobním procesu [4] Malé a neprůmyslové zdroje znečištění V oblasti monitorování zdrojů těžkých kovů Hg a Cd, vyskytujících se v odpadních vodách, patří do uvedené kategorie stomatologická zařízení. Produkované odpadní vody vykazují určité procento amalgámu, který svým obsahem až 50 % Hg patří k nebezpečným odpadům. I když je nakládání s amalgámem řešeno legislativou, kdy je sledován nákup a vrácení pevných složek, uniká určité procento do odpadních vod ze stomatologických zařízení i přes nainstalované odlučovače. Rizikem pro provozovatele kanalizací představuje podíl rtuti a kadmia obsažené v čistírenském kalu, který je následně termicky zpracován. Termický způsob zpracování kalu je limitován emisemi znečištění vypouštěných do ovzduší při spalovacím procesu, kdy Hg a Cd se řadí mezi silně těkavé látky při spalování [16]. Teoretický výpočet produkovaného amalgámu ze stomatologických pracovišť: 1 pracoviště (1 křeslo) produkuje v odpadních vodách: 72 g Hg za rok V roce 2001 bylo v Brně registrováno 600 pracovišť: 600 x 72g = 43 kg Hg za rok V zemích EU se ročně spotřebuje na výrobu amalgámu odhadem mezi kg rtuti, přičemž některé země používání těchto zubních výplní zakázaly [6,16]. Nakládání s odpadními vodami z uvedených stomatologických zařízení se řídí zákonem č. 254/2001 Sb. 16 a 32. Ve městě Brně řeší problematiku platný Kanalizační řád, který stanovuje podmínky pro vypouštění odpadních vod ze stomatologických zařízení. Producentům odpadních vod je uložena podmínka instalace odlučovačů amalgámu, kdy účinnost nově osazených zařízení je 95 %. Pro dlouhodobé udržení takto vysoké účinnosti odlučovače amalgámu je producentům uložena 36