MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2013 LENKA HOUDKOVÁ

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a enviromentální techniky Čištění odpadních vod na čistírně do 3000 ekvivalentních obyvatel Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Vítěz, Ph.D. Vypracovala: Lenka Houdková Brno 2013

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE 3

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Čištění odpadních vod na čistírně do 3000 ekvivalentních obyvatel vypracovala samostatně a použila 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 diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. Podpis studenta. 4

PODĚKOVÁNÍ Tímto chci poděkovat svému vedoucímu bakalářské práce Ing. Tomáši Vítězovi, Ph.D. za cenné rady a podněty, kterými byl nápomocen při zpracování této bakalářské práce. Dále chci poděkovat Martině Šustové, vedoucí provozovny Čistírny odpadních vod Dolní Kounice, za umožnění sběru dat a poskytnutí materiálu pro provoz čistírny odpadních vod. 5

ABSTRAKT Bakalářská práce pojednává o problematice čištění odpadních vod. Jako analyzovaná čistírna odpadních vod byla vybrána příslušná čistírna odpadních vod obce Dolní Kounice. Cílem této práce je analýza a vyhodnocení dat v procesu čištění odpadních vod na výše uvedené čistírně odpadních vod. Práce popisuje současný stav problematiky odpadních vod v České republice. Dále je práce zaměřena na popis technologie příslušné čistírny odpadních vod v obci Dolní Kounice a následná analýza dat sesbíraných při procesu čištění v čistírně odpadních vod s jejich konečným vyhodnocením. Nakonec jsou tato hodnocení porovnávána s požadavky stávající legislativy, ze kterých jsou vyhodnocována případná doporučení pro proces čištění. Klíčová slova: čistírna odpadních vod, odpadní voda, znečištění, ukazatelé znečištění, chemická spotřeba kyslíku, biochemická spotřeba kyslíku, celkový fosfor, nerozpuštěné látky. ABSTRACT This bachelor thesis disserts about the problematic of a sewage purification. Wastewater treatement of Dolní Kounice was chosen for analyse. The aim of this thesis is analyse and evaluation data from process of a sewage treatement. This thesis describes actualy issue of sewage in Czech republic. This thesis is focused on description of technology of wastewater treatement of Dolní Kounice. This thesis containes analysed data from process of sewage treatement and finally evaluation. At the end in this thesis there are scores of requirements from Czech authority and finally recommendations for process of sewage treatement. Key words: wastewater treatement plant, sewage, pollution, pollution indicators, chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, total phosphorus, ammonia nitrogen. 6

Obsah 1 Úvod... 9 2 Cíl práce... 10 3 Legislativa... 11 3.1 Evropská unie... 11 3.2 Česká republika... 12 4 Čištění odpadních vod... 13 4.1 Mechanické předčištění... 13 4.1.1 Lapák štěrku... 13 4.1.2 Česle... 13 4.1.3 Lapák písku... 13 4.1.4 Usazovací nádrž... 14 4.2 Bilogické čištění... 15 4.2.1 Aktivační proces... 15 4.2.2 Odstraňování dusíku... 15 4.2.3 Odstraňování fosforu... 16 4.2.4 Aktivovaný kal... 17 4.2.5 Dosazovací nádrž... 17 4.3 Kalové hospodářství... 18 4.3.1 Primární kal... 18 4.3.2 Sekundární kal... 18 4.3.3 Zpracování kalu... 19 5 Čistírna Dolní Kounice... 20 5.1 Technický popis zařízení a technologická část ČOV... 21 5.1.1 Mechanická část... 21 5.1.2 Biologická část... 22 5.1.3 Kalové hospodářství... 25 6 Parametry sledované na ČOV Dolní Kounice... 26 6.1 Chemická spotřeba kyslíku... 26 6.2 Biochemická spotřeba kyslíku... 28 7

6.3 Nerozpuštěné látky... 31 6.4 Amoniakální dusík... 33 6.5 Celkový fosfor... 35 6.6 Povolená jakost vypouštěných odpadních vod... 38 6.6.1 Chemická spotřeba kyslíku... 38 6.6.2 Biochemická spotřeba kyslíku... 40 6.6.3 Nerozpuštěné látky... 41 6.6.4 Dusík amoniakální... 42 6.6.5 Celkový fosfor... 44 6.7 ph a dusík dusičnanový... 45 6.7.1 ph... 45 6.7.2 Dusík dusičnanový... 47 7 Vyhodnocení... 50 8 Závěr... 51 9 Seznam literatury a zdrojů... 53 10 Seznam tabulek... 54 11 Seznam grafů... 55 12 Seznam příloh... 56 8

1 ÚVOD Jednou z hlavních priorit v oblasti životního prostředí je ochrana vod. Voda jako jedna z nejdůležitějších složek pro potřeby života na zemi je i pro člověka nepostradatelnou a prakticky ničím nenahraditelnou přírodní látkou. Ochrana vod je jak dnes tak i v minulosti velmi náročnou problematikou zahrnující nejen otázky dopadu na životní prostředí, ale i dopad na průmyslová, dopravní a energetická odvětví či mezinárodní vztahy. Dá se říci, že ochrana vod je celosvětovým úkolem, který v době globálního pojetí našeho světa má dopad na mnoho složek lidského konání. V našich podmínkách je ochrana vod regulována zákony a vyhláškami předkládanými ministerstvem životního prostředí. Po vstupu České republiky do Evropské unie jsme jako její členové zavázáni do našich zákonů o ochraně vod implementovat směrnice a nařízení pocházející přímo z Evropského parlamentu. Jedná se o velmi významné změny z pohledu situace před rokem 1989, kdy ochrana vod ustoupila do pozadí kvůli zájmům hospodářské politiky státu a ochrana životního prostředí celkově nebyla prioritou vládnoucí strany. V devadesátých letech dvacátého století se ochrana vod jako jedna z hlavních složek ochrany životního prostředí začala dostávat do popředí zájmu politiků. Tehdy docházelo k jednoznačnému zlepšení stávající kvality jak povrchových tak i podzemních vod. K této situaci dopomohla restrukturalizace průmyslu, a to především odklon od těžkého průmyslu, který celkově negativně ovlivňuje životní prostředí, nejen kvalitu vody. Dalším pozitivním vlivem v oblasti zlepšení kvality vod bylo zavedení úsporných opatření pro používání vody v průmyslu, které bylo a stále je podrobeno přísným kontrolním mechanismům. V jednadvacátém století, a to především po vstupu České republiky do Evropské unie v roce 2004, započala druhá etapa v oblasti zlepšení kvality povrchových a podzemních vod. Díky dotačním programům bylo možné zahájit modernizace a výstavby čistíren odpadních vod a dalších vodohospodářských staveb, které měly pozitivní vliv na kvalitu vody. Naproti tomu se Česká republika musela zavázat k plnění podmínek v oblasti ochrany vod tak, jak je nařizuje Evropská legislativa, a to i v oblasti budování infrastruktury s pozitivním dopadem na ochranu vod jako celku. Čistírny odpadních vod, na které se v této práci zaměřuji, jsou jedním z hlavních činitelů v oblasti ochrany povrchových vod. Kvalitu povrchových vod ovlivňuje především bodové znečištění zapříčiněné průmyslem, zemědělstvím či obyvatelstvem. Odpadní voda vzniká především po použití obyvatelstvem, kdy je znečištěna nejen pohledově, ale i toxicky či teplotně. V této odpadní vodě jsou obsaženy toxiny, organické látky, patogenní mikroorganismy a další látky negativně ovlivňující kvalitu vod. Není možné, z pohledu ochrany vod, takto znečištěné odpadní vody ponechávat samovolně v našem ekosystému, proto dochází k jejich čištění na předem stanovenou míru, která je pro příslušný ekosystém žádoucí. 9

2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je analýza dat čištění odpadních vod v obci Dolní Kounice a jejich následné vyhodnocení. Data byla sesbírána přímo v Čistírně odpadních vod, která je provozována pro potřeby obce Dolní Kounice. Pro příslušné vyhodnocení byla vybrána data pěti hlavních ukazatelů znečištění odpadních vod. Hodnoty ukazatelů byly zaznamenávány jak na přítoku, tak i na odtoku příslušné čistírny odpadních vod. Těchto pět hlavních ukazatelů zahrnuje: CHSK Cr (chemická spotřeba kyslíku), BSK 5 (biochemická spotřeba kyslíku), NL (nerozpuštěné látky), N-NH + 4 (amoniakální dusík) a P celk (celkový fosfor). Koncentrace těchto látek na přítoku nám udává znečištění odpadních vod. Po uskutečnění příslušného čistícího procesu nám po přeměření koncentrací těchto látek na odtoku vychází účinnost vlastního čistícího procesu. Po takto uskutečněném čištění je následně voda vypouštěna z čistírny odpadních vod do řeky Jihlavy. 10

3 LEGISLATIVA 3.1 EVROPSKÁ UNIE Směrnice ES 91/271/EHS z 21. května 1991 o čištění městských odpadních vod. Jejím cílem je ochrana životního prostředí před nežádoucími účinky vypouštění městských odpadních vod a průmyslových odpadních vod. Článek 2 nám udává důležité pojmy pro tuto směrnici. Článek 3 ukládá všem členským státům vybavit všechny aglomerace s počtem nad 2000 ekvivalentních obyvatel do 31. 12. 2000 a s počtem 2000 až 15000 ekvivalentních obyvatel do 31. 12. 2005 stokovými soustavami odpadních vod. S výjimkou vysokých finančních nákladů a nevhodného vybudovaní. Využívá se jiného vyhovujícího systému, který zajistí téže úroveň ochrany životního prostředí. Článek 4 nám ukládá povinnost zajistit sekundární či jiné účinné čistění městských odpadních vod, které vstupují do stokových systémů s počtem ekvivalentních obyvatel větších než 2000 (k 31. 12. 2000 a k 31. 12. 2005). V článku 5 jsou stanoveny přísnější požadavky pro citlivé oblasti. Pro nás je důležité, že celá Česká republika spadá pod citlivou oblast. V článku 6 a 7 se pojednává o méně přísných požadavcích na vypouštění městských odpadních vod do pobřežních vod, ústí řek a vypouštění do sladkých vod. Článek 8 stanovuje podmínky prodloužení termínů. Článek 9 zajišťuje harmonickou součinnost sousedních členských států. Následující články 11 až 13 zajišťují včasné vydání legislativní normy pro vypouštění průmyslových odpadních vod do stokových soustav a čistíren městských odpadních vod. Další články této Směrnice se věnují nakládání s kaly, kontrolním mechanismům a povinností podávat informace. Směrnice má tři přílohy: - požadavky na městské odpadní vody, - kritéria pro vymezení citlivých a méně citlivých oblastí, - průmyslová odvětví. 11

3.2 ČESKÁ REPUBLIKA Zákon o vodách 254/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů je základní právní nástroj pro ochranu vod v České republice. Cílem tohoto zákona je chránit povrchové a podzemní vody; stanovuje hospodárné podmínky pro využívání vodních zdrojů a pro zachování i zlepšení jakosti povrchových a podzemních vod atd. v souladu s právem Evropských společenství. Mimo jiné definuje pojem odpadní vody v 38. 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; dále jsou odpadními vodami průsakové vody ze skládek odpadu. (Zákon č. 254/2001 Sb.) 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, ve znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb. a nařízení vlády č. 23/2011 Sb. Nařízení stanovuje emisní standardy městských odpadních vod, průmyslových odpadních vod a emisní standardy odpadních vod s obsahem zvlášť nebezpečných látek. Dále pak ukazatele vyjadřující stav vody ve vodním toku a roční četnost odběru vzorku. Nejvýznamnější ukazatele pro stanovení kvality odpadních vod: - BSK 5 biochemická spotřeba kyslíku, - CHSK Cr chemická spotřeba kyslíku, - Nc celkový dusík, - Pc celkový fosfor, - NL nerozpustné látky, - ph. Vyhláška č. 123/2012 stanovuje prokazování odborné způsobilosti oprávněných a kontrolních laboratoří, vzor poplatkového hlášení, náležitosti žádosti o odklad placení poplatku a postup vyhodnocování žádosti Českou inspekcí životního prostředí. Avšak sazbu poplatků řeší zákon č.254/2001 Sb., v 90. 12

Při čištění odpadních vod vzniká jako odpad kal, který je definován v zákoně o odpadech č.185/2001 Sb. Katalogové číslo kalu je 19 08 05. Dalším právním nástrojem je zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů. 4 ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD 4.1 MECHANICKÉ PŘEDČIŠTĚNÍ Mechanické předčištění slouží k odstranění nerozpustných látek v odpadních vodách, které by mohly poškodit další stupeň čistírny. Mechanické čistění je vždy prvním stupněm čištění. 4.1.1 Lapák štěrku Buduje se těsně před čistírnou na přivaděči odpadních vod. Zachycuje velké a těžké předměty, např. štěrk, cihly, dlažební kostky. Používáme ho u velkých čistíren odpadních vod (dále jen ČOV ) s rozsáhlou stokovou sítí. 4.1.2 Česle Česle jsou technologická zařízení, která slouží k zachycení hrubých nerozpustných nečistot. Zachycené předměty a nečistoty, jako jsou například hadry, plastické hmoty, domovní a jiné odpadky, kusy dřeva, větve, se nazývají shrabky. Česle jsou tvořeny rámem a pruty (česlicemi), česlice jsou většinou kruhového nebo obdélníkového průřezu. Mezery mezi česlicemi jsou průliny, podle kterých se česle dělí na: a) hrubé česle 20 mm 50 mm, b) střední česle 10 mm 20 mm, c) jemné česle s průlinami 2 mm 10 mm. Hrubé česle jsou stírány ručně, strojně bývají stírané pouze u velkých ČOV. Jemné česle instalujeme u všech čistíren a jsou zpravidla stírány strojně. Rychlost průtoku na česlích má být mezi 0,6 m s -1 a 1 m s -1. Shrabky je nutné zbavit vody, děje se tak pomocí lisů. Po upravení můžeme shrabky skládkovat nebo spalovat. 4.1.3 Lapák písku Slouží k zachycení písku a anorganických částic větších než 0,2 mm. Díky lapáku se písek nedostane do strojních součástí v čistírně a nehrozí k jejich poškození. Lapáky písku 13

dělíme podle směru průtoku na horizontální a vertikální. Mezi horizontální lapáky patří komorové a štěrbinové lapáky písku. A do vertikálních můžeme zařadit vírový a provzdušňovaný lapák písku. Usazený písek musíme pravidelně vyklízet, a to se děje ručně nebo mechanicky. Ručně vyklízené lapáky písku se instalují jen u nejmenších čistíren odpadních vod. Mechanicky vyklízené jsou především pravoúhlé nádrže, kde kontrolujeme rychlost průtoku a vyklízení může být uskutečněno řetězovým shrabovákem nebo čerpáním mamutkou do pískové jímky. 4.1.4 Usazovací nádrž Používá se k odstranění usaditelných a plovoucích látek menších než 0,2 mm včetně tuků a pěn. Zbylé plovoucí látky, které zůstávají na hladině, odstraňuje stírací zařízení. Vzniklý kal se nazývá primární, některé velké čistírny ho využívají k výrobě bioplynu. U čištění městských odpadních vod vzniká také přebytečný biologický tzv. aktivovaný kal, který se s primárním kalem přečerpává do kalového hospodářství. Usazovací nádrže pracující kontinuálně jsou průtočné usazovací nádrže a ty s přerušovaným provozem se nazývají dekantační nádrže. Rozdělení usazovacích nádrží: - pravoúhlé s horizontálním nebo vertikálním průtokem, - kruhové s horizontálním nebo vertikálním průtokem, - štěrbinové nádrže, - lamelové usazovací nádrže. Usazovací nádrž slouží k odstranění nerozpustných látek, je nezbytné sledovat jejich obsah v odtoku. K měření se používá Imhoffův kužel. Tab. 1 kvalita odtoku (Pytl 2004) Usaditelné látky v odtoku 0,3 ml/l Hodnocení funkce dobrá 0,3 0,5 ml/l přijatelná 0,5 ml/l špatná 14

4.2 BIOLOGICKÉ ČIŠTĚNÍ Dochází k biologickému rozkladu organických látek, sloučenin dusíku a fosforu. Uplatňují se biologické procesy podmíněné činností mikroorganismů. Pro zdárný chod aerobního procesu musí být zajištěno dostatečné množství kyslíku v reaktorech. 4.2.1 Aktivační proces Nejrozšířenějším způsobem čištění odpadních vod v aerobních podmínkách je aktivační proces. Odpadní voda přitéká do aktivační nádrže, kde se smísí s vratným kalem. Tato směs se nazývá aktivační směs. Organické látky se přeměňují a oxidují především na oxid uhličitý a vodu. Aktivační směs odtéká z aktivační nádrže do dosazovací nádrže a zde se odděluje aktivovaný kal od biologicky vyčištěné vody. Dále vyčištěná voda odtéká přímo do recipientu nebo přes terciární stupeň (dočištění). Z dosazovací nádrže se zahuštěný kal vrací zpět jako vratný kal do aktivační nádrže. 4.2.2 Odstraňování dusíku Dusík lze z odpadních vod odstranit fyzikálně chemickými metodami nebo biologickým odstraněním. Mezi fyzikálně chemické metody se zařazuje oxidace chlorem, intenzivní aerace, iontová výměna na měničích iontů a další. Tyto metody jsou finančně náročnější než biologické metody. 4.2.2.1 Biologické odstranění dusíku Základními formami výskytu dusíku v odpadních vodách jsou dusík amoniakální a dusík organický. Nejprve nitrifikační bakterie oxidací přemění amoniakální dusík na dusitany a posléze na dusičnany nitrifikace. Poté denitrifikační bakterie redukují dusičnany na plynný dusík denitrifikace, který se odvětrává do ovzduší. Nitrifikace Nitrifikace je dvoustupňový proces, při kterém oxiduje amoniakální dusík přes dusitany až na dusičnany. V první fázi se amoniakální dusík oxiduje pomocí bakterií Nitrosomonas, Nitrosococcus na dusitany. - 2NH 3 + 3O 2 2NO 2 + 2H + Ve druhé fázi jsou dusitany oxidovány na dusičnany pomocí bakterií Nitrobacter, Nitrocistis. 2NO 2 + O 2 2NO - 3 15

Faktory ovlivňující rychlost nitrifikace jsou: teplota, stáří a zatížení kalu, složení odpadních vod, hodnota ph, koncentrace rozpuštěného kyslíku. Denitrifikace Následující proces je biochemická redukce dusičnanů na oxid dusný nebo plynný dusík, který uniká z vodní hladiny. NO - - 3 NO 2 NO N 2 O N 2 K denitrifikaci dochází za podmínek, které se nazývají anoxické. 4.2.3 Odstraňování fosforu Fosfor se v odpadních vodách vyskytuje ve třech formách ve formě soli kyseliny fosforečné, polyfosforečnanů a organicky vázaného fosforu. Fosfor lze z odpadních vod odstranit fyzikálně chemickými nebo biologickými metodami. Chemické metody K odstraňování fosforu se používá srážený, rozpuštěný anorganický fosfor - ten se přeměňuje na velmi málo rozpustné fosforečnany kovů a současně se vytvářejí hydroxidy. Vzniklé vločky současně s fosforečnany odstraňují organické a nerozpustné látky. Tento proces se nazývá koagulace. Mezi nejčastější koagulanty (látky použité ke srážení) patří soli železa, hliníku a vápno. Chemické metody lze rozdělit na: - přímé srážení srážedlo se dávkuje za česle a lapák písku, následuje flokulační nádrž a sedimentace, - předsrážení dávkování koagulantu se zařazuje před aktivaci, cílem je snížit zatížení biologického stupně, - simulativní srážení činidlo se dávkuje do aktivační nádrže, směs aktivovaného kalu a sraženina sedimentují společně v dosazovací nádrži, - srážení po biologickém čištění nejčastější srážení fosforu v biologicky vyčištěné vodě, za technologickou linku se postaví terciární stupeň čištění. 16

Biologické odstraňování fosforu Biologické odstraňování fosforu spočívá ve schopnosti některých mikroorganismů, obecně PP bakterií, akumulovat fosfor ve formě polyfosfátů. Pro tento proces je nutná především přítomnost kyseliny octové, případně kyseliny poly-β-hydroximáselné. Odstraňování fosforu v hlavním proudu anaerobní zóna se v hlavním proudu zařazuje před aktivační nádrž; následuje biologické odbourání organických látek a fosforu, který je ze systému odebírán s přebytečným aktivovaným kalem. Odstraňování fosforu ve vedlejším proudu anaerobní zóna prochází částí recirkulovaného kalu; v anaerobní nádrži se fosfor uvolňuje zpět do vody; do další nádrže se odvádí aktivovaný kal, kde se fosfor sráží vápnem; aktivovaný kal s nižším obsahem fosforu se vrací zpět na biologickou linku. 4.2.4 Aktivovaný kal Aktivovaný kal je směsná kultura, ve které se bakterie vyskytují převážně ve formě zoogleí. Vedle různých druhů bakterií bývají přítomny v menší míře také houby, plísně a kvasinky. Z vyšších organismů mohou být přítomny také prvoci vířníci, hlístice aj. V optimálních podmínkách kultivace je tvořen aktivovaný kal ve formě dobře flokujících a sedimentujících vloček. (Groda 2008, s. 66) Kalovým indexem lze hodnotit sedimentační vlastnosti kalu. Podle kalového indexu rozlišujeme aktivovaný kal: - normální kal KI 100 ml/g - lehký kal KI = 100 až 200 ml/g - zbytnělý kal KI 200 ml/g 4.2.5 Dosazovací nádrž Hlavní funkcí dosazovací nádrže je separace aktivovaného kalu od vyčištěné vody. Musí splňovat následující funkce: - oddělení aktivovaného kalu od vyčištěné odpadní vody, - zahušťování separovaného kalu na požadovanou koncentraci, aby bylo možné ho vracet jako vratný kal, - akumulovat aktivovaný kal, aby nedocházelo k vyplavování z aktivační nádrže. 17

Separace aktivovaného kalu je konečným procesem biologického čištění. V některých případech je za dosazovací nádrží umístěno dočišťovací čištění. Nejdůležitějšími faktory pro správný chod dosazovací nádrže jsou průtok vody a vlastnosti aktivovaného kalu. Dimenzování dosazovací nádrže pro maximální hodinový průtok Q h, max. má dvě hlediska: - potřebná plocha dosazovací nádrže, - potřebná hloubka dosazovací nádrže. Rozdělení dosazovacích nádrží: - pravoúhlé s horizontálním průtokem, - kruhové s horizontálním průtokem, - nádrže s vertikálním průtokem, - nádrže s instalovaným membránovým systémem. 4.3 KALOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ Hlavní funkcí kalového hospodářství je zajistit stabilizaci a hygienizaci produkovaného kalu. Při nakládání s kaly je nutné dodržovat legislativní normy, to vede ke snižování celkového produkovaného upraveného kalu. Čistírenský kal jsou látky, které nebyly zachyceny v hrubém předčištění, nebo vznikly vlastním procesem čištění odpadních vod. 4.3.1 Primární kal Vzniká v usazovacích nádržích. Produkce primárního kalu se podle publikací pohybuje mezi 35 a 45 g za den (při účinnosti usazovací nádrže 70%). Nejdůležitějšími vlastnostmi primárního kalu jsou vysoká reaktivita, dobré sedimentační vlastnosti, vysoký obsah patogenů. 4.3.2 Sekundární kal Přebytečný kal vzniká z aktivačního systému nebo z biologické filtrace. Biomasa odstraňovaná v dosazovacích nádržích je nazývána jako sekundární nebo přebytečný kal. Produkce biomasy je závislá na poměru NL : BSK 5 přiváděném do systému, na teplotě a stáří kalu. Sekundární kal má horší sedimentační vlastnosti, je méně reaktivní než primární kal. 18

4.3.3 Zpracování kalu 4.3.3.1 Zahušťování kalu Cílem zahušťování kalu je snížení obsahu vody v kalu, poté následuje další zpracování. Většinou provozovatelé ČOV limitují investiční a provozní náklady na zpracování kalu a náklady na jeho likvidaci. Gravitační zahušťování kalu probíhá v kalových prohlubních usazovacích nádrží. Strojní zahušťování kalu se uplatňuje u čistíren odpadních vod o velkosti přibližně 2000 3000 EO přidáním polymerního flokulantu. 4.3.3.2 Stabilizace kalu Podle normy ČSN 75 6401 musí být vyprodukovaný kal stabilizován aerobně nebo anaerobně. Stabilizovaný kal je takový, který nemá negativní vliv na životní prostředí a nevyvolává obtíže při manipulaci s ním. Používané metody: - aerobní stabilizace kalu, - autotermní aerobní termofilní stabilizace kalu, - anaerobní kryofilní stabilizace kalu, - anaerobní mezofilní stabilizace kalu, - anaerobní termofilní stabilizace kalu. 4.3.3.3 Hygienizace kalu Hygienizace je proces, který nám umožní využít čistírenský kal na zemědělských půdách jako hnojivo. Mikrobiologická kritéria pro využití kalu na zemědělskou půdu stanovuje platná vyhláška MŽP č. 382/2001Sb. V současné době se jako potenciální patogeny sledují především následující skupiny mikroorganismů: - termotolerantní koliformní bakterie, - Enterokoky, - Salmonella sp., - vajíčka helmintů a enteroviry. Technologické postupy: - sušení kalu při teplotě vyšší než 80 C na sušinu vyšší než 90 %, - autotermní aerobní termofilní stabilizace při teplotě na 55 C, - termofilní anaerobní stabilizace při teplotě na 55 C, 19

- alkalizace kalu vápnem při dosažení ph nad 12 a teploty nad 55 C a udržení těchto dosažených hodnot po dobu nejméně 2 hodin, - radiace. (Groda 2008, s. 110) 4.3.3.4 Odvodnění kalu Je to technologický proces při, při kterém se z kalu odstraňuje voda. Cílem je dosáhnout vyššího obsahu sušiny než je 18 %. Nejčastěji se odvodňuje pomocí odstředivek a sítových lisů. 5 ČISTÍRNA DOLNÍ KOUNICE Dolní Kounice se nacházejí asi 25 km jihozápadně od Brna v údolí řeky Jihlavy. V Dolních Kounicích je jednotná kanalizace. Odpadní voda z obce je přivedena do žlabu strojních česlí v areálu čistírny. Přívodní potrubí je DN 300. Stavba kanalizace a ČOV v Dolních Kounicích začala v roce 2007, v květnu 2008 byl spuštěn zkušební provoz ČOV a dne 7. 5. 2009 proběhla kolaudace stavby ČOV a kanalizace. Tab. 2 Parametry ČOV Počet EO podle hydraulického zatížení 2600 Počet EO podle látkového zatížení 2600 Specifická spotřeba vody Specifické znečištění Maximální bezdeštný přítok Maximální dešťový přítok na čistírnu Maximální dešťový přítok na biologii Celkové množství OV na biologii, vč. balastních Denní látkové zatížení BSK 5 Koncentrace znečištění Celkové množství N celk. Celkové množství P celk. 150 l na osobu a den 60 g na osobu a den 40,6 m 3 za hodinu 205 m 3 za hodinu 79,6 m 3 za hodinu 429 m 3 za den 156 kg za den 364 mg/l 28,6 kg za den 6,5 kg za den 20

Celkové množství NL Celkové množství CHSK 130 kg za den 312 kg za den 5.1 TECHNICKÝ POPIS ZAŘÍZENÍ A TECHNOLOGICKÁ ČÁST ČOV Odpadní voda obce je gravitačně přivedena do žlabu strojního předčištění, kterým protéká do čerpací stanice. Odtud je voda splašková čerpána ponornými čerpadly do separátoru písku. Dále protéká provzdušňovaným selektorem do biologické jednotky. Poté vyčištěná voda odtéká přes měrný objekt do odtoku z čistírny. Technologická linka je zvolena v sestavě mechanicko biologického čištění. ČOV splňuje požadavky na automatizovaný provoz a nízkou spotřebu energie. Díky kyslíkové sondě se stává celý čistící proces plně automatizovaným a je dosaženo přesného dávkování potřebného množství kyslíku pro biologický proces. Kalojemy jsou navrženy dva, se zdržením na 2krát 20 dní zdržení při obsahu sušiny 3,5 %. Řízení čistírny je zabezpečeno systémem řízení Amit. Pro jeho nastavování slouží dotykový grafický panel osazený ve dveřích rozvaděče. Schéma celé čistírny se signalizací stavu jednotlivých pohonů je navíc umístěno na vedlejších dveřích rozvaděče. 5.1.1 Mechanická část 5.1.1.1 Strojní předčištění Jedná se o průtočný železobetonový žlab o vnitřní šířce 950 mm a délce 8 m. Ve dně je na výšku 600 mm zúžen na 620 mm, v tomto zúžení jsou osazeny rotační česle Huber o průměru síta 600 mm. Na síto navazuje šnekový dopravník délky 11,5 m, kterým jsou vynášeny shrabky do kontejneru pro podvozek Avia, položeném na zpevněné ploše čistírny. Řízení strojních česlí je automatizované ze samostatného rozvaděče osazeného u stroje. Jeho nastavení bylo provedeno v rámci montáže a individuálních zkoušek zařízení. 5.1.1.2 Čerpací stanice Čerpadla pro splaškové vody jsou v automatickém provozu řízena plovákovými spínači. Splašková čerpadla jsou navržena na 50% výkon s tím, že vždy běží obě současně. Při dešťových nátocích začne nastupovat hladina. Po zaplavení čerpací stanice dojde k přepadu dalších dešťových vod do obtokového potrubí čistírny a k odvedení do recipientu. 21

Každé čerpadlo v čerpací stanici je ovládáno samostatným spínačem umístěným na deblokační skříňce na fasádě provozní budovy. Spínač má tři polohy vypnuto, trvale zapnuto a automatický provoz. Pro vytáhnutí čerpadel slouží otočná šibenice s ručním vrátkem, která je společná pro obě čerpadla. 5.1.1.3 Lapák písku Jedná se o vertikální lapák písku, který je umístěn na vybetonované ploše před biologickou částí čistírny odpadních vod. Usazený písek ze dna zařízení je vyhrnován šnekovým dopravníkem do kontejneru. Nastavení chodu stroje je dáno výrobcem. Lapák písku je vybaven zateplením a vnitřním vyhříváním pro zimní provoz. Vše je řízeno ze samostatného rozvaděče umístěného vedle lapáku. 5.1.1.4 Selektor Jde o obdélníkovou, intenzivně provzdušňovanou nádrž sloužící k potlačení vláknitého bytnění kalu. To je dosaženo intenzivním provzdušňováním vraceného kalu z dosazovací nádrže. Provzdušňování je řešeno jemně bublinnými tyčovými provzdušňovači osazenými po šesti na třech nosných roštech. Přívod vzduchu je od samostatného dmychadla Becker umístěného ve dmýchárně provozní budovy. Rozvodné kruhové potrubí vzduchu se časem zaplňuje vysráženou vodou z přiváděného vzduchu. Tuto vodu je třeba vypouštět. Provádí se to otevřením kulového ventilu, který je umístěn na hraně nádrže naproti přívodu vzduchu. Při jeho otevření za současného chodu dmychadla se nahromaděná voda během několika vteřin vyfoukne. 5.1.2 Biologická část 5.1.2.1 Aktivační nádrž s vestavěnou dosazovací nádrží Ze selektoru natékají gravitačně odpadní vody do aktivační části. Je to železobetonová kruhová nádrž, která je z větší části zapuštěna pod úroveň terénu. Nádrž je přemostěna žárově pozinkovaným mostem. Provzdušňování nádrže zajišťuje jemno bublinný systém pomocí provzdušňovacích elementů OMS, čímž se současně dosáhne i intenzivního promíchávání natékané surové vody a aktivovaného kalu. Tímto dochází k maximálnímu využití kyslíku a je zabráněno usazování kalu v aktivační nádrži. Provzdušňovací elementy jsou umístěny za provozu na vytahovatelných roštech s uzavíracími klapkami. 22

Odstraňování organického, uhlíkatého znečištění Hodnota BSK 5 a CHSK na odtoku z ČOV je závislá hlavně na vnosu vzdušného kyslíku, kontrola odstraňování bude prováděna laboratorními rozbory mimo ČOV. Vnos kyslíku je zajištěn dmychadly. Odstraňování dusíku a jeho forem Součástí aktivačního čistícího procesu je i nitrifikace a denitrifikace, tj. biologické odbourávání amoniakálního dusíku v toxické zóně a dusičnanového dusíku v anoxické zóně tak, že je dusičnanový dusík redukován na N 2 nebo N 2 O. Nitrifikace probíhá současně s odbouráváním organického uhlíku při provzdušňování, denitrifikace v době vypnutých dmychadel při velmi nízké koncentraci O 2 v aktivaci. Doba pro denitrifikaci je nastavitelná v systému. Doba denitrifikace se průběžně mění na základě výsledků laboratorních rozborů tak, aby zůstávaly v rovnováze hodnoty N-NH 4 (do 5mg/l) a N-NO 3 (do 15 mg/l) na odtoku. Při vyšší hodnotě N-NH 4 se denitrifikace zkracuje, při vyšší hodnotě N-NO 3 se prodlužuje. Chemické srážení fosforu Biologická linka je doplněna o objekt chemického srážení fosforu. Sestává ze zásobní nádrže na FeCl 3, umístěné na betonové desce v blízkosti biologie. Sestává ze zásobní nádrže na 4 m 3 a je vybavena záchytnou vanou. Hladina chemikálie v nádrži je signalizována venkovním stavoznakem. Vedle nádrže je připevněna dávkovací stanice, která sestává z: - dávkovacího membránového čerpadla, - multifunkčního ventilu, - armatur a propojovacích potrubí se zásobní nádrží, - rozvaděče, - temperace objektu. Odstraňování fosforu a jeho forem K biologickému odbourávání fosforu dochází při velmi nízké koncentraci kyslíku a dusičnanů v aktivaci, kdy aktivovaný kal akumuluje fosfor ve formě polyfosfátů. Biologicky lze fosfor odbourat z 50 %, částečně se však vrací zpět do biologie v kalové vodě. 23

Vzhledem k tomu, že na odtoku z čistírny je požadována nízká hodnota Pcelkem, je biologické odbourávání doplněno chemickým srážením fosforu. Potřebné dávkované množství se nastaví podle potřeby přímo na dávkovacím čerpadle ve stanici. Na základě výsledků zkušebního provozu je dávkovací čerpadlo nastaveno na 10% výšky zdvihu a 10% frekvence. Hodnotu fosforu na odtoku je však potřeba průběžně sledovat a podle výsledků rozboru reagovat nastavením na čerpadle. Aktivovaný kal a jeho vlastnosti Usaditelnost kalu se sleduje měřením objemu usazených látek po 30 minutách. K čištění odpadních vod musí být v aktivaci k dispozici určitý obsah kalu. Tento obsah je měřen v jednolitrovém odměrném válci. Po 30 minutách usazování se odečte jeho hodnota v ml/l. Tato zkouška se provádí denně odběrem z aktivace při zapnutých dmychadlech. Tato hodnota je pouze orientační, pro přesné stanovení je nutné současně laboratorním rozborem stanovit sušinu v kalu a následně kalový index. Míchání aktivovaného kalu Udržení aktivovaného kalu ve vznosu a současně jeho míchání je zabezpečeno provzdušňovacím systémem a horizontálním míchadlem. Při nízkém látkovém zatížení čistírny může v průběhu nitrifikace nastat delší doba bez provzdušňování. Při tomto postupném sedání kalu dojde ke zmenšení jeho schopnosti účinně odbourávat látkové zatížení odpadní vody. Z tohoto důvodu se dá v systému nastavit maximální doba bez provzdušňování a následně krátký interval provzdušnění, při kterém dojde ke zvednutí aktivovaného kalu a současně se tímto krátkým provzdušněním nezmění koncentrace kyslíku v aktivaci. Aerace, doporučené hodnoty obsahu kyslíku Hodnota kyslíku v aktivaci je měřena pomocí kyslíkové sondy, která řídí provoz dmychadel. Doporučené nastavení spodní hranice kyslíku je 0,5 mg/l. Horní hranice v letních měsících 2,0 mg/l, v zimních měsících (při poklesu teploty v aktivaci pod 10 C) 2,5 mg/l. 5.1.2.2 Dosazovací nádrž Dosazovací nádrže mají velmi důležitou funkci pro kvalitu vyčištěné vody. Jedná se o kuželovou nádrž se seříznutým a obráceným dnem vzhůru. V dosazovací nádrži jsou osazeny dvě násosky pro čerpání vratného a přebytečného kalu. Kal je odveden do středového objektu a odtud gravitačně natéká do jímky na okraji dosazovací nádrže. V této jímce jsou osazena 24

dvě čerpadla vratného a jedno čerpadlo přebytečného kalu. Všechna čerpadla jsou vytahovatelná na řetězu i s výtlačným potrubím po povolení šroubení, které je umístěno pro každý výtlak na okraji kalové jímky. Průhlednost K dosažení potřebných garantovaných parametrů na odtoku z čistírny musí být průhlednost nejméně 30 cm - 50 cm. Měření se provádí pomocí bílého terčíku upevněného na měřící tyči. Hodnota průhlednosti se zaznamenává do provozní knihy. Plovoucí látky Vodní hladinu dosazovacích nádrží ČOV je nutno neustále udržovat v čistotě, tj. sbírat plovoucí látky (oleje, tuky, PVC, kal apod.). Pokud se zvětšuje obsah plovoucích látek v dosazovací nádrži, je chyba v 90% případů v nevhodném dávkování kyslíku. Pro sbírání plovoucích látek v dosazovací nádrži jsou určeny dva sběrné trychtýřky. Do nich je přiveden z kruhového rozvodu tlakový vzduch. Při čištění hladiny se otevře kruhovým ventilem za současného chodu dmychadel aktivace přívod vzduchu. Ten strhává z hladiny směs plovoucích nečistot s vodou a mamutkou ji vrací do aktivační nádrže. Po vyčištění hladiny se přívod vzduchu uzavře. Čerpání vratného kalu a jeho řízení Vratný kal je přečerpáván z dosazovací nádrže pomocí násosek do sběrné jímky umístěné na okraji dosazovací nádrže. Sepnutím čerpadel vratného kalu dojde vyrovnáváním hladin k přítoku kalu z dosazovací nádrže do kalové jímky. Do systému se zadává výkon jednoho čerpadla a množství, které se má denně přečerpat. Množství recirkulovaného kalu má odpovídat přibližně 75 % oproti přítoku. 5.1.3 Kalové hospodářství Aerobně stabilizovaný přebytečný kal je přečerpáván z kalové jímky do kalojemu. Ten sestává ze dvou železobetonových otevřených nádrží. Oba kalojemy jsou také provzdušňovány. Čerpání přebytečného kalu Základní hodnotou pro stanovení množství kalu v systému je koncentrace sušiny aktivovaného kalu. Ta se udržuje na hodnotě 4 kg/m 3. Na základě této koncentrace se určuje 25

množství přebytečného kalu. Pro orientační určení množství kalu se také používá hodnota V 30. Tato hodnota však závisí na kalovém indexu, který je třeba průběžně stanovovat. Obecně platí, že při kalovém indexu 100 ml/g se má hodnota V 30 udržovat na 400 ml/l. V praxi to znamená, že pokud koncentrace sušiny aktivovaného kalu roste na hodnotu 4 kg/m 3, je potřeba množství přebytečného kalu zvednout a naopak. Doporučené orientační množství kalu v aktivaci je 400-600 ml/l v letním období a 500-700 ml/l v zimě. Čerpání přebytečného kalu se provádí opět nastavením v systému, kdy se podle rychlosti tvorby kalu nastaví množství přečerpávaného kalu za den a výkon čerpadla. Množství přebytečného kalu a tím jeho přečerpávání je závislé od látkového zatížení čistírny. Odtah kalové vody a zahuštění kalu V první komoře kalojemu dojde k postupnému gravitačnímu zahuštění kalu. Při zahuštění (1 2 dny) obsahu nádrže dojde k odsazení kalové vody. Odsazená voda z kalojemu je přepouštěna zpět do aktivační nádrže stavitelným přepadem, ovládaným ručním vrátkem. Po naplnění kalojemu zahuštěným kalem se jeho obsah přečerpá do druhého sila, odkud se odebírá vřetenovým čerpadlem na dekantační odstředivku. 6 PARAMETRY SLEDOVANÉ NA ČOV DOLNÍ KOUNICE Na čistírně odpadních vod v Dolních Kounicích se monitorují CHSK Cr, BSK 5, NL, N-NH 4, P Celkem. Rozbor těchto parametrů se provádí jednou měsíčně. Tyto hodnoty jsem zapsala do tabulek a následně vypočítala účinnost čištění. Dále jsem porovnala emisní limity podle Nařízení vlády 61/2003 Sb. a zapsala do grafů. 6.1 CHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU Hodnota CHSK Cr chemická spotřeba kyslíku, představuje množství kyslíku, které je potřeba na chemickou oxidaci všech organických látek. Tabulka č. 3 a graf č. 1 za rok 2010 zobrazují množství CHSK Cr na přítoku, odtoku a účinnost čištění. V září bylo sledováno na přítoku největší množství, které činí 1630 mg/l, na odtoku 16 mg/l s nejvyšší účinností čištění 99,02 % za tento rok. V květnu byla monitorována nejnižší hodnota na přítoku 210 mg/l. Je překvapující, že na odtoku dosáhla hodnoty pouze 25 mg/l s účinností čištění 88,09 %. Nejvyšší zbytkové znečištění je v druhém měsíci tohoto roku: 35 mg/l. 26

Tab. 3 Průměrná CHSK Cr za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 945 32 96,61 7. 401 13 96,76 2. 787 35 95,55 8. 950 14 98,53 3. 467 28 94 9. 1630 16 99,02 4. 973 25 97,43 10. 728 18 97,53 5. 210 25 88,09 11. 575 33 94,26 6. 1320 18 98,64 12. 340 24 92,94 Graf 1Průměrná CHSK Cr za rok 2010 Průměrné hodnoty přítoku, odtoku a účinnosti čištění CHSK Cr za rok 2011 jsou zobrazeny v následující tabulce a grafu. V červenci je sledována nejvyšší hodnota na přítoku 5010 mg/l, která má zároveň nejvyšší účinnost čištění v průběhu celého roku 2011. Toto množství na přítoku významně převyšuje ostatní hodnoty za tento rok. V devátém měsíci je množství CHSK Cr nejnižší činí 470 mg/l. 27

Tab. 4 Průměrná CHSK Cr za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 728 21 97,31 7. 5010 17 99,66 2. 713 29 95,93 8. 1060 12 98,87 3. 618 18 97,09 9. 470 16 96,60 4. 990 24 97,58 10. 700 19 97,29 5. 620 25 95,97 11. 956 21 97,80 6. 972 25 97,43 12. 960 25 97,40 Graf 2 Průměrná CHSK za rok 2011 6.2 BIOCHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU Biochemická spotřeba kyslíku za pět dní (BSK 5 ) slouží jako ukazatel pro stanovení množství biologicky rozložitelných organických látek v odpadní vodě. Tabulky č. 5 a č. 6 znázorňují hodnoty BSK na přítoku a odtoku v mg/l za roky 2010 a 2011. Z grafu č. 3 lze vyčíst, že v roce 2010 byla nejvyšší hodnota na přítoku v září 792 mg/l, na odtoku se tato hodnota snížila na 2,3 mg/l. Účinnost tohoto čistění je 99,71 %. Účinnost se 28

celý rok pohybuje okolo 99 % až na červenec, kdy je účinnost čištění necelých 92 %. Nejvyšší zjištěné hodnoty BSK 5 na odtoku jsou v únoru a březnu, a to 3 mg/l. Nejnižší hodnota na přítoku je v květnu a činí 80 mg/l; v následujícím měsíci se BSK 5 na přítoku zvedlo na hodnotu 512 mg/l. V červnu je nejvyšší účinnost čištění: 99,76 %. Tab. 5 Průměrná BSK 5 za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 340 2 99,41 7. 209 1,7 91,87 2. 444 3 99,32 8. 333 1,5 99,55 3. 224 3 98,66 9. 792 2,3 99,71 4. 597 3 99,49 10. 299 1,3 95,65 5. 80 1 98,75 11. 206 1,6 99,22 6. 512 1,2 99,76 12. 136 1,2 99,12 Graf 3Pruměrná BSK 5 za rok 2010 29

Tabulka č. 6 a graf č. 4 zobrazují průměrné množství BSK 5 na přítoku, odtoku a účinnost. Křivka přítoku má proměnlivý charakter. V červenci monitorujeme velký nárůst, který činí 1500 mg/l. BSK 5 v tomto měsíci odtéká 1 mg/l s účinností čistění 99,93 %. Tento výsledek představuje nejvyšší dosažené procento účinnosti čištění. Nejnižší účinnost čištění BSK 5 v průběhu roku 2011 je v dubnu. Tab. 6 Průměrná BSK 5 za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l) (%) 1. 340 2 99,41 7. 1500 1 99,93 2. 440 2,8 99,36 8. 526 1,6 99,70 3. 206 1,2 99,42 9. 233 1 99,57 4. 323 2,6 91,95 10. 341 1,4 99,59 5. 333 1,4 95,8 11. 448 2,7 99,4 6. 349 1 99,71 12. 566 1,9 99,66 Graf 4 Průměrná BSK 5 za rok 2011 30

6.3 NEROZPUŠTĚNÉ LÁTKY Nerozpuštěné látky jsou pevné látky, které se odstraňují v prvním stupni mechanického čištění. Tabulka č. 7 a graf č. 5 uvádějí množství nerozpuštěných látek na přítoku, odtoku a účinnost čištění v průběhu roku 2010. Nejvyšší koncentrace na přítoku byla v září. Po čištění se množství nerozpuštěných látek snížilo až na 2,2 mg/l. Výsledkem těchto hodnot je účinnost čištění 99,75 %. Během roku hodnoty účinnosti čištění kolísají kolem 99 %. Naopak nejnižší množství na přítoku bylo sledováno v červenci. Nejvyšší monitorovaná hodnota na odtoku byla v listopadu 6 mg/l, zároveň bylo toto čištění nejméně účinné. Tab. 7 Průměrné NL za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 542 3,8 99,29 7. 285 2,2 99,23 2. 500 3,5 99,3 8. 477 2 99,58 3. 247 2,7 98,91 9. 885 2,2 99,75 4. 594 2,8 99,53 10. 513 2,1 99,59 5. 303 2 99,34 11. 350 6 98,29 6. 682 2 99,71 12. 492 4 99,19 31

Graf 5 Průměrné NL za rok 2010 V grafu č. 6 lze na první pohled vidět nejvyšší přítok v červenci a zároveň nejvyšší hodnotou účinnosti čištění. Nejnižší účinnost čištění je v druhém měsíci, a to pouze s koncentrací NL na odtoku 4,9 mg/l. Tab. 8 Průměrné NL za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 346 2 99,45 7. 1540 2 99,87 2. 241 4,9 97,97 8. 997 2 99,8 3. 141 2 98,58 9. 312 2 99,36 4. 396 2,5 99,37 10. 396 2,6 99,34 5. 272 2,2 99,2 11. 407 3,4 99,16 6. 461 2 99,57 12. 268 3,2 98,81 32

Graf 6 Průměrné NL za rok 2011 6.4 AMONIAKÁLNÍ DUSÍK Z níže uvedené tabulky a grafu je zřejmé, že dusík amoniakální má během roku 2010 kolísavý průběh. V dubnu bylo nejvyšší množství N-NH 4 na přítoku. Zajímavé je, že následující měsíc je sledováno nejnižší množství na přítoku za rok 2010. Nejvyšší koncentrace na odtoku je v lednu a nejnižší v listopadu. Tab. 9 Průměrný N-NH 4 za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 49,7 0,77 98,45 7. 38,6 0,32 99,18 2. 58 0,39 99,32 8. 38,8 0,64 98,35 3. 68,1 0,23 99,67 9. 52,3 0,37 99,29 4. 69,4 0,29 99,58 10. 52,9 0,63 98,82 5. 19,8 0,41 97,92 11. 31,2 0,21 99,32 6. 36,6 0,45 98,78 12. 30,1 0,27 99,1 33

Graf 7 Průměrný N-NH 4 za rok 2010 Následující tabulka č. 10 a graf č. 8 uvádí nejvyšší koncentraci N-NH 4 na přítoku, která činí 65,9 mg/l. V posledním měsíci tohoto roku dosahuje procento účinnosti čištění až 99,62 %. Koncentrace na odtoku nepřesáhne 1,89 mg/l. Tab. 10 Průměrný N-NH 4 za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 38,6 0,33 99,15 7. 43,8 0,27 99,38 2. 63,2 0,32 99,5 8. 63,6 1,89 97,03 3. 55,4 1,62 97,08 9. 52,2 0,28 99,46 4. 65,9 0,57 99,14 10. 33,9 0,75 97,78 5. 63,4 0,46 99,27 11. 62,5 0,75 98,81 6. 48,7 0,426 99,12 12. 57,1 0,22 99,62 34

Graf 8 Průměrný N-NH 4 za rok 2011 6.5 CELKOVÝ FOSFOR Tabulka č. 11 a graf č. 9 zobrazuje průměrnou koncentraci fosforu na přítoku, odtoku a účinnost čištění. V únoru byla jeho koncentrace na přítoku nejvyšší 26,9 mg/l a na odtoku se jeho koncentrace snížila pouze na 4,57 mg/l. Největší účinnost čištění byla sledována v prvním měsíci roku 2010, a to 98,78 %. Na odtoku je koncentrace fosforu 0,22 mg/l, tato hodnota je nejnižší hodnotou P celk na odtoku. 35

Tab. 11 Průměrný P celkem za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc [mg/l] [mg/l] [%] [mg/l] [mg/l] [%] 1. 18,1 0,22 98,78 7. 7,46 0,92 87,72 2. 26,9 4,57 83,01 8. 6,86 1,76 73,34 3. 20,5 2,85 86,1 9. 10,1 0,57 94,39 4. 12,1 3,62 70,08 10. 8,1 0,677 91,64 5. 3,89 2,4 38,3 11. 6,49 1,03 84,13 6. 7,69 0,39 94,97 12. 5,16 1,03 80,03 Graf 9 Průměrný P celkem za rok 2010 V tabulce č. 12 a grafu č. 10 z roku 2011 je nejnižší koncentrace P celk v říjnu s účinností čištění pouhých 60,47 %. V srpnu je znečištění P celk na přítoku 20,2 mg/l po čištění je koncentrace snížena na 0,265 mg/l. V měsíci srpnu je tedy toto čištění účinné na 98,68 % a představuje největší účinnost za rok 2011. 36

Tab. 12 Průměrný P celkem za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Účinnost Přítok Odtok Účinnost Měsíc (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l) (%) 1. 8,68 0,47 94,63 7. 14,4 1,39 90,35 2. 10,4 1,89 81,83 8. 20,2 0,265 98,68 3. 7,57 0,77 89,89 9. 6,96 1,31 81,18 4. 11,6 2,5 78,45 10. 5,59 2,21 60,47 5. 10,2 1,53 85 11. 7,5 0,63 91,6 6. 14,4 0,74 94,86 12. 9,51 1,11 88,33 Graf 10 Průměrný P celkem za rok 2011 37

6.6 POVOLENÁ JAKOST VYPOUŠTĚNÝCH ODPADNÍCH VOD Emisní standardy městských odpadních vod, povolené vypouštěných odpadních vod. Tab. 13 limity ukazatel p (mg/l) m (mg/l) CHSK Cr 60 120 BSK 5 20 40 NL 25 40 N NH 4 10 20 Pceklem 2 3 6.6.1 Chemická spotřeba kyslíku V následujících dvou grafech jsou maximální koncentrace 120 mg/l a přípustná koncentrace je 60 mg/l. Žádná koncentrace CHSK Cr za roky 2010 a 2011 nepřesáhla tyto limity. V únoru roku 2010 je sledována nejvyšší koncentrace za uplynulé dva roky, a to 35 mg/l. V roce 2011 byla nejvyšší koncentrace CHSK Cr 29 mg/l. Naopak nejnižší hodnota byla zaznamenána v roce 2011 koncentrace 12 mg/l v osmém měsíci. Předchozí rok byla monitorována jako nejnižší hodnota 13 mg/l v červenci. V těchto dvou letech nedošlo k překročení maximální ani přípustné koncentrace. 38

Graf 11 limity na odtoku CHSK Cr za rok 2010 Graf 12 limity na odtoku CHSK Cr za rok 2011 39

6.6.2 Biochemická spotřeba kyslíku V tomto grafu č. 13 je maximální koncentrace pro BSK 5 40 mg/l a přípustná koncentrace je 20 mg/l. Z průběhu křivky na BSK 5 je patrné, že v únoru, březnu a dubnu je průběh odtoku lineární. Zároveň je tato koncentrace 3 mg/l nevyšší v roce 2010. Za rok 2010 je nejnižší koncentrace BSK 5 na odtoku 1 mg/l v květnu. V následujícím roce byla monitorována na odtoku BSK 5 nejvyšší koncentrace v únoru, která činí 2,8 mg/l. Nejnižší hodnoty byly červnu, červenci a září. Graf 13 limity na odtoku BSK 5 za rok 2010 40

Graf 14 limity na odtoku BSK 5 za rok 2011 6.6.3 Nerozpuštěné látky Limity pro nerozpuštěné látky podle Nařízení vlády 61/2003 Sb., jsou maximální koncentrace 40 mg/l a přípustná koncentrace 25 mg/l. V grafu č. 15 je křivka NL na odtoku během roku lehce kolísavá. V listopadu prudce stoupla koncentrace na 6 mg/l, následující měsíc se snížila na 4 mg/l. Začátkem roku 2011 byla koncentrace odtoku 2 mg/l, v únoru stoupla na 4,9 mg/l a v březnu zase klesla. Koncentrace NL na odtoku nepřekročily maximální ani přípustnou koncentraci. 41

Graf 15 limity na odtoku NL za rok 2010 Graf 16 limity na odtoku NL za rok 2011 6.6.4 Dusík amoniakální Limity pro dusík amoniakální jsou m 20 mg/l a p 10 mg/l. Z grafů je patrné, že tyto koncentrace nebyly překročeny. V roce 2010 ani jedna koncentrace nepřesáhla hodnotu 42

1 mg/l. Nejvyšší koncentrace na odtoku byla monitorována v lednu činí 0,77 mg/l. V roce 2011 byla nejvyšší koncentrace N-NH 4 + 1,89 mg/l. Graf 17 limity na odtoku N-NH za rok 2010 Graf 18 limity na odtoku N-NH za rok 2011 43

6.6.5 Celkový fosfor Grafy č. 19 a č. 20 uvádí maximální přípustnou koncentraci fosforu, která je 3 mg/l a přípustnou koncentraci 2 mg/l. Z grafu za rok 2010 je patrné, že maximální koncentrace P celk byla dvakrát překročena, a to na hodnoty 4,57 mg/l a 3,62 mg/l. Podle povolení je možné dvakrát ročně překročit povolenou maximální koncentraci. Tato situace nastala z důvodu velkého množství fosforu na přítoku, kdy dávkování nestačilo fosfor účinněji odstranit. Nejvyšší koncentrace na odtoku P celk v roce 2011 byla 2,5 mg/l. V tomto roce maximální koncentrace 3 mg/l překročena nebyla. Graf 19 limity na odtoku P celk za rok 2010 44

Graf 20 limity na odtoku P celk za rok 2011 6.7 ph A DUSÍK DUSIČNANOVÝ Další sledované údaje na ČOV v Dolních Kounicích jsou ph a Dusík dusičnanový. 6.7.1 ph V následujících tabulkách a grafech je zobrazeno ph odpadní vody na přítoku a odtoku. V roce 2010 bylo nejvyšší ph na odtoku v červnu, a to 8,13. Na přítoku bylo nejvyšší v březnu. Tab. 13 Průměrné ph za rok 2010 Měsíc Přítok Odtok Měsíc Přítok Odtok 1. 7,63 7,8 7. 7,8 7,98 2. 7,67 7,93 8. 7,79 8,05 3. 7,84 7,8 9. 7,39 7,61 4. 7,71 7,86 10. 7,77 7,96 5. 7,67 7,84 11. 7,82 7,81 6. 7,77 8,13 12. 7,63 7,94 45

Graf 21 Průměrné ph za rok 2010 V listopadu roku 2011 bylo nejvyšší ph 8,33 na odtoku. Naopak nejnižší hodnota byla zaznamenána v březnu 7,7. Na přítoku bylo ph nejvyšší v listopadu a nejnižší v únoru. Tab. 14 Průměrné ph za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Měsíc Přítok Odtok 1. 7,66 7,93 7. 7,05 7,76 2. 7,26 7,52 8. 7,54 7,93 3. 7,99 7,7 9. 7,66 7,78 4. 7,68 7,69 10. 7,71 8,04 5. 7,76 8,07 11. 8,05 8,33 6. 8,02 8,31 12. 7,39 7,73 46

Graf 22 Průměrné ph za rok 2011 6.7.2 Dusík dusičnanový Z tabulky č. 15 a grafu č. 23 je patrné, že dusík dusičnanový byl nejvyšší na odtoku druhý měsíc roku 2010. Nejnižší je sledován v září, činí jen 0,09 mg/l. Měsíc Tab. 15 Průměrný N-NO 3 za rok 2010 Přítok Odtok Přítok Odtok Měsíc [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] 1. 0,6 0,61 7. 0,06 3,19 2. 0,6 8,22 8. 0,06 1,99 3. 0,6 1,15 9. 0,6 0,09 4. 0,6 0,6 10. 0,6 3,33 5. 0,6 1,36 11. 0,06 4,4 6. 0,6 2,17 12. 0,06 2,97 47

Graf 23 Přípustný N-NO 3 za rok 2010 V roce 2011 došlo k několika stejným nejnižším hodnotám na odtoku 0,6 mg/l. Přítok byl po celý rok na stejné koncentraci, která je 0,06 mg/l. Tab. 16 Průměrný N-NO 3 za rok 2011 Měsíc Přítok Odtok Měsíc Přítok Odtok [mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l] 1. 0,06 3,16 7. 0,06 0,23 2. 0,06 0,06 8. 0,06 0,06 3. 0,06 0,09 9. 0,06 0,27 4. 0,06 0,06 10. 0,06 0,41 5. 0,06 0,06 11. 0,06 0,06 6. 0,06 1,89 12. 0,06 0,06 48

Graf 24 Přípustný N-NO 3 za rok 2011 49

7 VYHODNOCENÍ V praktické části mé bakalářské práce jsem vyhodnocovala měsíční ukazatele znečištění za rok 2010 a 2011 Čistírny odpadních vod Dolní Kounice. Jednalo se o koncentrace těchto pěti ukazatelů: BSK 5, CHSK Cr, NL, N-NH 4, P celk, které jsem při vyhodnocení pro lepší přehlednost vložila do jednotlivých tabulek. Následně jsem pro názornost naměřené hodnoty koncentrací vynesla do grafů. Stanovovala jsem účinnost čištění čistírny odpadních vod a porovnala emisní limity podle Nařízení vlády 61/2003 Sb. Odběr vzorků výše uvedených ukazatelů se provádí na přítoku ve žlabu česlí, případně nad nátokem do selektoru, u odtoku se odebírají vzorky v měrném objektu, případně na odtoku z dosazovací nádrže. Rozbory vzorků jsou analyzovány z 24 hodinového směsného vzorku získaného sléváním 12 objemově identických dílčích vzorků odebíraných v intervalu 2 hodin. V první části jsem za pomocí tabulek a grafů vyznačila koncentrace ukazatelů znečištění na přítoku, odtoku a celkovou účinnost procesu čištění odpadních vod. Dále jsem v praktické části graficky znázornila povolené přípustné a maximální limity koncentrací na odtoku dle platné legislativy pro jednotlivé složky sledovaných vzorků. Koncentrace CHSK Cr, BSK 5, NL, N-NH 4 nepřekročily emisní standardy vypouštěných odpadních vod. V roce 2010 koncentrace P celkem dvakrát překročila maximální hodnoty pro vypouštění odpadních vod. Stejně tak i v roce 2011 byla dvakrát překročena přípustná hodnota koncentrace P celkem. K tomuto překročení přípustných hodnot dochází při nedostatečném použití síranu železitého, který se používá na odstranění fosforu. Síran železitý kvůli své ceně výrazně zvyšuje náklady čistírny odpadních vod, a tudíž je nutné velmi podrobně vyhodnocovat jeho použití v rámci hospodárnosti celkových nákladů. Na přítoku byla naměřena vyšší koncentrace fosforu a z tohoto důvodu dávkování nestačilo pro úpravu koncentrace na přípustné hodnoty. Dávkování se upravuje dle jednotlivých rozborů. V období 12 měsíců příslušného kalendářního roku může čistírna odpadních vod obce Dolní Kounice dvakrát překročit stanovený limit koncentrací sledovaných složek bez jakéhokoliv finančního postihu ze strany dozorového orgánu. 50

8 ZÁVĚR Cílem bakalářské práce s názvem Čištění odpadních vod na čistírně do 3000 ekvivalentních obyvatel bylo analyzovat a následně vyhodnotit naměřená data v rámci čistírny odpadních vod v obci Dolní Kounice. Výstavbou této čistírny odpadních vod v roce 2007 a jejím zprovozněním od roku 2009 byla splněna podmínka vycházející z požadavku směrnice rady 91/271 EEC o znečištění městských odpadních vod. Tato směrnice ukládá obcím podmínky požadavku pro sekundární čištění odpadních vod v obcích nad 2000 ekvivalentních obyvatel. Ve své krátké historii sledovaná čistírna odpadních vod vykazuje kvalitní výsledky v oblasti zbytkového znečištění odpadních vod, jež jsou čistírnou vypouštěny do řeky Jihlavy. V bakalářské práci byly analyzovány koncentrace jednotlivých složek znečištění odpadních vod na přítoku a následně na odtoku z čistírny odpadních vod. Jednalo se koncentrace těchto ukazatelů: CHSK Cr, BSK 5, NL, N-NH 4 a P celkem. V analyzovaném období sledované koncentrace nepřekročily emisní standardy vypouštěných odpadních vod až na hodnoty celkového fosforu, které ve sledovaných obdobích let 2010 a 2011 překročily dvakrát v kalendářním roce maximální přípustné hodnoty. Tato skutečnost byla zapříčiněna nedostatečnou aplikací síranu železitého. Nedostatečná aplikace síranu železitého vyplývá z jeho vysoké ceny, při jeho použití tak dochází ke zvyšování provozních nákladů čistírny odpadních vod. Provoz čistírny odpadních vod s ohledem na spotřebu síranu železitého musí být pečlivě vyhodnocován, aby byla dosažena jeho hospodárnost v procesu čištění. Avšak toto naměřené překročení limitu nebylo nutné sankcionovat ze strany dozorového orgánu. Díky své relativní novosti není čistírna odpadních vod prozatím jak hydraulicky tak ani látkově plně využita, díky čemuž se dá prozatím mluvit o určité kapacitní rezervě, která bude zřejmě v nejbližších letech s rozvojem obce vyčerpána. Čistírna odpadních vod disponuje smlouvu s externím subjektem na odběr a následné zpracování kalu, který vzniká při technologickém procesu čištění odpadních vod. Tato smlouva je uzavřena v souladu s předpisy a nařízeními jak Evropské unie, tak i České republiky. Funkce ekologické stavby, kterou čistírna odpadních vod naplňuje, dopomáhá významnému snížení znečištění odpadních vod produkovaných obcí Dolní Kounice, jež jsou vypouštěny do recipientu. Díky vybudování čistírny odpadních vod a jejímu uvedení do 51

provozu došlo k umožnění rozvoje této lokality a tento fakt také jednoznačně přispívá ke zlepšení a dlouhodobé udržitelnosti situace v oblasti životního prostředí v dané oblasti. 52

9 SEZNAM LITERATURY A ZDROJŮ [1] GRODA, B.,; VÍTĚZ, T.,; Čištění a čistírny odpadních vod, Brno MZLU: 2008 ISBN 978-80-7375-180-7 [2] PYTL V. a kolektiv, Příručka provozovatele čistírny odpadních vod [3] ČOV Dolní Kounice, Provozní řád pro trvalý provoz, 2009 [4] CHLUBNA, DOHÁNYOS, WANNER, Biologické čištění odpadních vod, Praha, SNTL, 1991, ISNB 80-03-00611-2. [5] MALÝ J., MALÁ J. Čištění odpadních vod. 1. vydání, Tribun EU s.r.o., Brno 2009, ISNB 978-80-7399-785-4. [6] ČEJDA V., Čištění odpadních vod metodická příručka, Ústav racionalizace ve stavebnictví, Praha 1991, ISNB [7] LIBRA J., Stavby pro odpadové hospodářství, Brno MZLU: 2005, ISNB 80-7157-861-4 [8] Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů [9] 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, ve znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb. a nařízení vlády č. 23/2011 Sb. [10] Vyhláška č. 132/2012 Sb., o poplatcích za vypouštění odpadních vod do vod povrchových [11] Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů ve znění pozdějších předpisů [12] Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů Internetové zdroje: [13] DOLNÍ KOUNICE. Dolní Kounice [online]. 2012, [cit. 2013-03-05]. Dostupné z: www.dolnikounice.cz 53

10 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Kvalita odtoku (Pytl 2004) Tab. 2 Parametry ČOV Tab. 3 Průměrná CHSK Cr za rok 2010 Tab. 4 Průměrná CHSK Cr za rok 2011 Tab. 5 Průměrná BSK 5 za rok 2010 Tab. 6 Průměrná BSK 5 za rok 2011 Tab. 7 Průměrné NL za rok 2010 Tab. 8 Průměrné NL za rok 2011 Tab. 9 Průměrný N-NH 4 za rok 2010 Tab. 10 Průměrný N-NH 4 za rok 2011 Tab. 11 Průměrný P celkem za rok 2010 Tab. 12 Průměrný P celkem za rok 2011 Tab. 13 Průměrné ph za rok 2010 Tab. 14 Průměrné ph za rok 2011 Tab. 15 Průměrný N-NO 3 za rok 2010 Tab. 16 Průměrný N-NO 3 za rok 2011 54

11 SEZNAM GRAFŮ Graf 1 Průměrná CHSK Cr za rok 2010 Graf 2 Průměrná CHSK Cr za rok 2011 Graf 3 Průměrná BSK 5 za rok 2010 Graf 4 Průměrná BSK 5 za rok 2011 Graf 5 Průměrné NL za rok 2010 Graf 6 Průměrné NL za rok 2011 Graf 7 Průměrný N-NH 4 za rok 2010 Graf 8 Průměrný N-NH 4 za rok 2011 Graf 9 Průměrný P celkem za rok 2010 Graf 10 Průměrný P celkem za rok 2011 Graf 11 Limity na odtoku CHSK Cr za rok 2010 Graf 12 Limity na odtoku CHSK Cr za rok 2011 Graf 13 Limity na odtoku BSK 5 za rok 2010 Graf 14 Limity na odtoku BSK 5 za rok 2011 Graf 15 Limity na odtoku NL za rok 2010 Graf 16 Limity na odtoku NL za rok 2011 Graf 17 Limity na odtoku N-NH za rok 2010 Graf 18 Limity na odtoku N-NH za rok 2011 Graf 19 Limity na odtoku P celkem za rok 2010 Graf 20 Limity na odtoku P celkem za rok 2011 Graf 21 Průměrné ph za rok 2010 Graf 22 Průměrné ph za rok 2011 Graf 23 Přípustný N-NO 3 za rok 2010 Graf 24 Přípustný N-NO 3 za rok 2011 55

12 SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1 Schéma ČOV Dolních Kounice se světelnou signalizací, dotykový ovládací panel Příloha 2 Česle Dolní Kounice Příloha 3 Aktivační nádrž s vestavěnou dosazovací nádrží Příloha 4 Kalojem Příloha 5 Kal Příloha 6 Situace technologických rozvodů a umístění strojů Příloha 7 Technologické schéma 56

Příloha 1 Schéma ČOV Dolní Kounice se světelnou signalizací, dotykový ovládací panel 57

Příloha 2 Česle na ČOV Dolní Kounice 58

Příloha 3 Aktivační nádrž s vestavěnou dosazovací nádrží 59

Příloha 4 Kalojem 60

Příloha 5 Kal 61