MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2008 ALŽBĚTA VOLČKOVÁ

Zadání bakalářské práce 2

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Posouzení účinnosti na vybrané ČOV Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Vítěz Ph.D. Vypracovala: Alžběta Volčková Brno 2008 3

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Posouzení účinnosti vybraných ČOV vypracovala samostatně a použila pouze pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis... 4

Poděkování Děkuji Ing. Tomáši Vítězovi Ph.D., vedoucímu bakalářské práce, za poskytnutí pomoci při zpracování této práce. Dále děkuji Ing. Pavlu Janouškovi za odborné konzultace v průběhu vypracovávání práce. Poslední poděkování patří provozovateli ČOV Přelouč společnosti Vodovody a kanalizace Pardubice a.s. za poskytnutí dat k vyhodnocení. 5

Abstrakt Cílem mé bakalářské práce bylo popsat činnost a posoudit účinnost čištění odpadních vod na čistírně odpadních vod města Přelouč. V úvodu práce je popsána historie čištění odpadních vod a zhodnocen současný stav problematiky. Dále jsou stručně popsány a vysvětleny principy a technologie čištění odpadních vod včetně základních biologických procesů, které při této činnosti probíhají. V další části se zabývám čistírnou odpadních vod města Přelouč, zejména popisem technologické linky a posouzením účinnosti čištění pro jednotlivé druhy znečištění (posouzení BSK 5, CHSK Cr, N-NH 4, NL, P celk, N celk ). Poslední část je věnována vyhodnocení jednotlivých parametrů a srovnání s příslušnou legislativou. Abstract The aim of my Bachelor thesis is to describe the Sewage Disposal action and assess the efficiency of Sewage Treatment Plant Přelouč. The introduction part includes the history of Sewage Disposal and assesses the present condition of the issue. After that follows the description of principles of different ways of Sewage Disposal and the description of its processions. In the next part I deal with Sewage Treatment Plant Přelouč, especially describing its technological set and assessing the efficiency for individual aspects of pollution (biological oxygen demand, the dichromate value, the ammoniac nitrogen, the suspended solids, phosphorus and nitrogen). The last part is attended to the parameters evaluation and comparing with the legislature which is related to Sewage Disposal. 6

O B S A H 1. ÚVOD... 9 2. SOUVISEJÍCÍ LEGISLATIVA... 10 3. TERMÍNY A ZKRATKY POUŽITÉ V TEXTU... 11 4. POČÁTKY ODKANALIZOVÁNÍ A ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V ČR13 5. ZHODNOCENÍ SOUČASNÉHO STAVU... 14 6. ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD... 15 6.1. Mechanické čištění odpadních vod... 15 6.1.1. Lapák štěrku... 15 6.1.2. Česle... 16 6.1.3. Lapák písku... 17 6.1.4. Lapák tuků a plovoucích nečistot... 18 6.1.5. Usazovací nádrž... 18 6.2. Biologické čištění odpadních vod... 19 6.2.1. Systém se směsnou kulturou ve formě suspenze - aktivační proces... 20 6.2.2. Systém se směsnou kulturou ve formě nárostu - biofilmové reaktory.. 22 6.2.3. Biologické odstraňování nutrientů... 22 6.2.3.1. Odstraňování dusíku... 22 6.2.3.2. Odstraňování fosforu... 23 6.3. Fyzikálně chemické čištění odpadních vod... 24 6.4. Kalové hospodářství... 25 7. ČOV PŘELOUČ... 27 7.1. Pohled do historie... 27 7.2. Současnost... 27 7.3. Popis technologické linky ČOV Přelouč... 28 7.3.1. Přítok odpadních vod... 28 7.3.2. Svozová jímka... 28 7.3.3. Mechanické čištění... 29 7.3.3.1. Lapák štěrku a hrubé česle... 29 7.3.3.2. Čerpací jímka a jemné česle... 29 7.3.3.3. Lapák písku... 30 7.3.3.4. Dešťová zdrž... 30 7.3.4. Biologické čištění... 31 7.3.4.1. Anaerobní nádrž... 31 7.3.4.2. Aktivační nádrže... 31 7.3.4.3. Dmychárna... 32 7.3.4.4. Dosazovací nádrže... 32 7.3.5. Kalové hospodářství... 33 7.3.5.1. Čerpací jímka kalu... 33 7.3.5.2. Zahušťovací nádrže kalu... 33 7.3.5.3. Uskladňovací nádrž kalu... 34 7.3.5.4. Odvodňování kalu... 34 7.3.5.5. Větrání prostor kalového hospodářství... 34 7.3.6. Čerpání provozní vody... 35 7.3.7. Měrné objekty... 35 7.3.8. Obtoky ČOV... 35 7

7.3.8.1. Obtok celé ČOV... 35 7.3.8.2. Obtok jednotlivých částí hrubého předčištění... 35 7.3.8.3. Obtok biologického čištění... 35 7.3.8.4. Obtok dosazovacích nádrží... 36 7.3.9. Ostatní objekty ČOV... 36 7.3.10. Produkty procesu čištění odpadních vod... 36 8. POSOUZENÍ ÚČINNOSTI ČOV PŘELOUČ... 37 8.1. Požadavky legislativy... 37 8.2. Odebírání vzorků... 37 8.3. Stanovení BSK 5... 38 8.4. Stanovení CHSK Cr... 39 8.5. Stanovení N-NH 4... 40 8.6. Stanovení NL... 41 8.7. Stanovení P celk... 42 8.8. Stanovení N celk... 43 9. DISKUZE... 45 10. ZÁVĚR... 47 11. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY A ZDROJŮ... 48 8

1. ÚVOD Díky nezadržitelnému exponenciálnímu růstu počtu obyvatel naší planety, z toho plynoucí zmenšení životního prostoru a ztenčení surovinových zdrojů, se lidstvo jako celek dostává do mnoha závažných environmentálních problémů, které se musí kvůli zachování veškerého života na Zemi řešit. Jedním z těchto problémů je i voda. Voda je jednou ze základních podmínek existence života na Zemi. Je nejhojněji zastoupenou součástí všech organismů. Voda vždy limitovala rozvoj lidských sídlišť a osídlení se vždy vyskytovala v blízkosti zdrojů vody. Je tedy strategickou surovinou zásadního významu. Zdroje vody na celém světě jsou vystaveny stále se zvyšujícímu tlaku. Mezi hlavní příčiny patří v první řadě fakt, že hladina podzemní vody se na všech kontinentech snižuje. Rostoucí populace, industrializace a intenzivnější zemědělství, to vše dohromady přispívá k dramatickému zvýšení spotřeby vody. Význam a závažnost vody pro život na Zemi si lidé již dlouho uvědomují, přesto nejsou vody dosud důsledně chráněny a omezené vodní zdroje jsou mnohdy trestuhodně devastovány. Šetrné a racionální využívání všech vodních zdrojů a důsledné čištění vod odpadních je jedinou možnou cestou pro budoucnost. V této bakalářské práci budou popsány principy a technologie čištění odpadních vod. Potom následuje popis čistírny odpadních vod města Přelouč a rozbor její technologické linky. Cílem této práce je posoudit účinnost čištění odpadních vod na již zmiňované ČOV a výsledky vyhodnotit. 9

2. SOUVISEJÍCÍ LEGISLATIVA 1) Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů 2) Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů 3) Nařízení vlády č. 229/2007 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 4) Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů 5) Směrnice rady 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod 6) Směrnice rady 86/278/EHS o ochraně životního prostředí a zejména půdy při používání kalů z čistíren odpadních vod v zemědělství 7) Vyhláška č. 293/2002 Sb. o poplatcích za vypouštění odpadních vod do vod povrchových 10

3. TERMÍNY A ZKRATKY POUŽITÉ V TEXTU I. Amoniakální dusík (N-NH 4 ) - je primárním produktem rozkladu organických dusíkatých látek. Jedná se o nejrychleji stanovitelný podíl z celkového dusíku. Působí velmi toxicky na ryby. II. III. IV. Biochemická spotřeba kyslíku (BSK) - vyjadřuje množství kyslíku, který je spotřebován mikroorganismy při biochemických pochodech na rozklad organických látek obsažených ve vodě za aerobních podmínek. Při stanovení se vzorek odpadní vody zředí čistou vodou nasycenou kyslíkem. Obsah kyslíku ve vzorku se stanoví, vzorek se uzavře a uloží ve tmě a konstantní teplotě. Po pěti dnech se znovu stanoví obsah kyslíku a ze zjištěných hodnot se vypočítá BSK. Pro přesnější určení se uvádí i doba zkoušky - tedy BSK 5. Udává se v mg/l. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) - stanovuje se jako množství kyslíku, potřebné na chemickou oxidaci všech organických látek. Udává se v mg/l, tj. jako množství O 2 v mg na jeden litr analyzované odpadní vody. Při stanovení CHSK se do vzorku vody přidá známé množství oxidačního činidla, vzorek se naplní do varné nádoby uzavřené zpětným chladičem a vaří se 2 hodiny. Tím dojde k chemické oxidaci oxidovatelných látek, což jsou prakticky všechny látky organické. Stanoví se zbytkový obsah oxidačního činidla a ze zjištěných hodnot se vypočítá CHSK. Jako oxidační činidlo se používá dichroman draselný (K 2 Cr 2 O 7 ) nebo manganistan draselný (KMnO 4 ). Dichroman se používá při analýzách odpadních vod, manganistan při analýzách pitných vod. Výsledky stanovené oběma metodami se liší, proto se pro rozlišení vždy uvádí i metoda stanovení CHSK - tedy CHSK Cr nebo CHSK Mn. Koncentrace celkového dusíku a fosforu - udává nakolik je vyčištěná voda v prostředí stabilní. Pokud je ve vyčištěné vodě obsaženo málo dusíku a fosforu, nemůže po odtoku vody z ČOV docházet k růstu rostlin a živočichů. Úbytek je proto důležitou informací o funkce ČOV. V. Koncentrace nerozpuštěných látek (NL) - vyjadřuje množství znečištění ve vodě, které lze zachytit fyzikálními postupy (sedimentace, filtrace). Stanovujeme ji vážením filtru se zachycenými látkami po usušení vzorku. 11

VI. VII. Koncentrace rozpuštěných anorganických solí - udává množství látek, které jsou mechanickými postupy čištění neodstranitelné. Jsou to biologicky těžce odbouratelné látky. ph vody - je míra koncentrace vodíkových iontů v roztoku. Hodnota ph ovlivňuje biologickou aktivitu a řídí i dávku srážedla při chemickém srážení. Je důležitým ukazatelem změny kvality vody, udává jak se její složení liší od normální hodnoty tj. ph 7. Velmi nízké nebo velmi vysoké ph je pro čistící procesy a životní procesy nevhodný. Hodnoty v rozmezí 6,5-8,0 by neměly negativně ovlivňovat biologickou aktivitu. 12

4. POČÁTKY ODKANALIZOVÁNÍ A ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V ČR Splašková kanalizace dříve nikde nebyla, po ulicích, pokud byly dlážděné, vedly otevřené příkopy. Do nich se vylévalo vše, co bylo tekuté, volně tu pobíhali hlodavci a snadno se šířily nemoci. Městy se pak zejména v létě šířil nesnesitelný zápach a to vedlo k potřebě stavby uzavřených kanalizací. Nejprve mělkých a jen někde krytých, později již skutečně zděných a odvádějících i dešťové vody z ulic a střech. Tyto kanalizace obvykle končily v blízkých vodotečích, někdy v rybnících. Průvodním jevem povrchových kanalizací byl mor, a již Kosmas zaznamenal, že v roce 1083 takto vymřela třetina Čech. Epidemie tu obcházely tak dlouho, než se začalo skutečně něco dělat s kanalizacemi a odpadní vody se začaly čistit. Koncem 19. století byla technická vybavenost na celém území Království českého odrazem struktury osídlení. Vodovody a kanalizace se stavěly jen pro měšťanské domy, kanalizační stoky byly zděné, u větších profilů často vejčité nebo oválné. Po vzniku republiky nastal velký rozvoj obecních vodovodů, které byly prvním předpokladem pro další růst obcí a jejich průmyslu. Největší rozvoj byl na počátku třicátých let, pak jej zastavila hospodářská krize. K dalšímu rozvoji pak došlo až po válce. Po druhé světové válce u nás bylo 51 fungujících čistíren odpadních vod, z nich 17 s vyhovující účinností. Potřeba čistíren v Čechách a na Moravě však byla vyčíslena na 912. Proto byla v roce 1948 zřízena při ministerstvu techniky Komise pro péči o čistotu vody a začaly práce na prvním státním vodohospodářském plánu. V roce 1950 se vykazovalo 31% obyvatel připojených na veřejnou kanalizaci, v roce 1970 to bylo 55% a již bylo postaveno přibližně 800 čistíren. Velmi významnou roli v celém provozu vodního hospodářství hrály vodohospodářské laboratoře, které nejenže umožňovaly dobrou kontrolu kvality všech vod, ale také vychovávaly kvalifikované technology a vodohospodáře. Původní velmi skromné podmínky a jednoduché metody se postupně precizovaly. V sedmdesátých letech bylo založeno tzv. Metodické středisko pro kontrolu a řízení vodohospodářských laboratoří, které se stalo přímým a velmi účinným předchůdcem dnešního akreditačního systému. 13

5. ZHODNOCENÍ SOUČASNÉHO STAVU Ochrana vod je v současné době významným problémem. Po dlouhých letech, kdy čistírny odpadních vod byly v našich městech a obcích spíše vzácností, je dnes čištění komunálních odpadních vod prioritou státu v oblasti ochrany životního prostředí. V dnešní době funguje v České republice celkem 2017 čistíren odpadních vod, z toho je jen 3,2% mechanických a 96,8% jsou mechanicko-biologické čistírny. Za posledních pět let se sice počet čistíren odpadních vod zvýšil z 1234 na 2017 tj. o 783, ale přesto není situace hlavně v některých menších městech a obcích uspokojivá. V České republice je stále 123 aglomerací, ve kterých není napojení na kanalizaci v dobrém stavu a dokonce 64 aglomerací, kde není ani kanalizace ani čistírna odpadních vod. V drtivé většině z nich není jejich výstavba ještě připravována. Česká republika je zavázána vůči Evropské unii mít moderní vodohospodářskou infrastrukturu do konce roku 2010. Případné nesplnění tohoto závazku může skončit žalobou u Evropského soudního dvora, což je nežádoucí. Podle ministerstva zemědělství si vylepšení systému čištění odpadních vod vyžádá ještě investice za 50 miliard korun. Z toho zhruba 33 miliard korun by měla města a obce získat z operačního programu životní prostředí a evropského fondu ISPA. Dalších 6 miliard korun poskytne ministerstvo zemědělství, ministerstvo životního prostředí a Státní fond životního prostředí. Zbytek (asi 10 miliard) tvoří zdroje investorů. Českou republiku při plnění evropské směrnice o čištění odpadních vod tlačí čas, avšak zástupci naší republiky v Bruselu vyjednali, že nárok na odstupňované dotace budou mít obce, jež s provozovateli vodovodů uzavřely smlouvy, až do roku 2022. Česká města poslala již loni do Bruselu projekty za řádově miliardy korun. 14

6. ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD Čistírna odpadních vod (ČOV) je zařízení, ve kterém dochází k čištění odpadních vod a to jak průmyslových, odpadních vod ze zemědělské výroby, tak komunálních splaškových vod. Setkáváme se s nimi jednak v blízkosti různých provozů, ale také u měst a obcí. Čistírna odpadních vod funguje jako předčištění a dočištění probíhá v recipientu tj. v přirozeném vodním toku. V rámci čistírny jsou zřizovány další objekty na likvidaci vzniklých kalů a látek jako jsou kalová a plynová hospodářství. Čistírny mohou být mnoha typů. Rozdělují se hlavně podle velikosti a typu čistírenského procesu. Nejčastějším typem používaných ČOV v ČR je mechanickobiologická čistírna odpadních vod. Zvláštním případem může být např. čistírna radioaktivního odpadu, kořenová čistírna atd. Velké čistírny kombinují většinou všechny dostupné čistící procesy. Patří sem mechanické, biochemické a chemické procesy. 6.1. Mechanické čištění odpadních vod Tento stupeň čištění je také označován jako čištění primární. Jedná se o odstranění nerozpuštěných látek, které tvoří podstatnou část znečištění odpadních vod. Jsou to látky hrubé a makroskopické, které by mohly svou velikostí nebo svým množstvím vést k mechanickým závadám nebo k zanášení zařízení a objektů čistírny. Při mechanickém čistění odpadních vod se využívají fyzikální principy, které jsou realizovány v různých zařízeních. 6.1.1. Lapák štěrku Lapák štěrku bývá prvním prvkem na čistírně. Jeho funkcí je zachytit velké a těžké předměty, které se dostávají na čistírnu zejména s přívalovým deštěm. Je to jednoduché zařízení využívající gravitační síly. K zachycení těžkých a velkých předmětů např. cihel nebo štěrku dochází rozšířením průtočného průřezu a snížením dna v lapáku (obr. 1). 15

Obr.1 Lapák štěrku (průřez) 6.1.2. Česle Zařízení sloužící k cezení vody, jsou zde zachycovány hrubé plovoucí nečistoty a nerozpuštěné příměsi, které jsou rozměrově větší, než otvory kterými protéká cezená voda. Na česlích se zachycuje papír, guma, plasty, hadry, větve, listí, nerozpadlé fekálie a další složky domovního odpadu. Zachycené nečistoty (shrabky) mohou obsahovat patogenní mikroorganismy a zárodky parazitů. Jsou proto hygienicky velmi nebezpečné a nejsou vhodné ke kompostování. Česle tvoří rám a pruty, které nazýváme česlicemi. Ty jsou obdélníkového nebo kruhového průřezu a skloněná ve směru toku pod úhlem 30 60. Podle velikosti průlin se česle rozdělují na hrubé (50-200 mm), střední (20-50 mm) a jemné (10-20 mm). Podle způsobu, kterým jsou česle stírány se rozdělují na strojně stírané (obr. 2) nebo ručně stírané. 16

Obr. 2 - Strojně stírané česle 6.1.3. Lapák písku Lapáky písku jsou zařízení zachycující těžké částice velikosti 0,1-0,2 mm, které se dostávají do kanalizace deštěm. Množství a složení těchto částic je závislé především na typu kanalizační soustavy, typu odlehčovacích komor, vlastnostech půdy, ale i charakteru odpadních vod. Lapáky písku využívají rozdílných hustot oddělovaných složek a gravitační síly. Průtočný průřez je v lapáku rozšířen, tím se sníží rychlost průtoku vody a těžké částice sedimentují. Oddělený písek se musí z lapáku pravidelně odstraňovat. Lapáky písku lze rozdělit dle způsobu odstraňování písku na strojně nebo ručně čištěné a dle směru průtoku písku na horizontální (obr. 3) nebo vertikální. Obr. 3 - Horizontální lapák písku 17

6.1.4. Lapák tuků a plovoucích nečistot Lapáky tuků slouží k zachycení látek s hustotou nižší než je hustota vody. Tyto zařízení pracují v podstatě na stejném principu jako lapáky písku. Rozdíl je pouze v tom, že vztlaková síla je větší než gravitační, proto částice nesedimentují, ale stoupají k hladině. Z hladiny jsou stírány většinou stojně. 6.1.5. Usazovací nádrž Usazovací nádrže jsou zařízení, které se používají k oddělení primárního organického znečištění. Dochází v nich ke gravitační separaci suspendovaných látek obsažených v odpadních vodách. Vzniklý kal nazýváme primární a je energeticky cennou surovinou. V některých velkých čistírnách se používá k výrobě bioplynu. Usazovací nádrže jsou vybaveny vtokovým objektem, odtokovým žlabem a zařízením na stírání kalu. U nádrží je nezbytné zajistit odkalení, aby se zabránilo zahnívání a zhoršení kvality odtoku. Odkalení může být nepřetržité nebo v pravidelných cyklech. Usazovací nádrže můžeme rozdělit podle provozu na průtočné, ty pracují kontinuálně a dekantační, což jsou nádrže s přerušovaným provozem. Podle tvaru nádrže a průtoku na pravoúhlé nebo kruhové s horizontálním nebo vertikálním průtokem. Obr. 4 - Kruhová usazovací nádrž s horizontálním průtokem 18

Obr. 5 - Kruhová usazovací nádrž s vertikálním průtokem 6.2. Biologické čištění odpadních vod Biologické čištění odpadních vod bývá také označováno jako sekundární stupeň čištění. Procesy biologického čištění odstraňují z odpadních vod znečištění, které nemůžeme odstranit sedimentací. Tyto látky jsou ve vodách v rozptýlené nebo rozpuštěné formě. Biologické čistírenské procesy se dělí podle konečného akceptoru elektronů a tím i související hladiny oxidačně-redukčních potenciálů na oxickou, anoxickou a anaerobní oblast. V oxické oblasti se v odpadní vodě nachází rozpuštěný kyslík a proto je konečným akceptorem elektronů. V této fázi tedy dochází k oxické oxidaci organických látek a k nitrifikaci. V anoxické oblasti se v odpadní vodě nenachází rozpuštěný kyslík, ale jsou v ní přítomny oxické sloučeniny dusíku tj. dusitany, dusičnany. Proto je konečným akceptorem elektronů dusitanový a dusičnanový dusík. V této fázi tedy probíhají procesy anoxické oxidace a denitrifikace. V anaerobní oblasti se nenachází ani kyslík ani oxické sloučeniny dusíku. Konečným akceptorem elektronů je vlastní organická látka, protože část molekuly organické látky 19

oxiduje a část redukuje. Dochází zde k anaerobní acidogenezi, acetogenezi a methanogenezi, dále i k depolymeraci polyfosfátů a desulfuraci. Čistící procesy probíhají v biologickém reaktoru působením mikroorganismů na základě oxidačně-redukčních reakcí. Aktivním činitelem v těchto procesech je funkční polykultura. Základem polykultury jsou bakterie, plísně, kvasinky, mikromycety, bezbarvé sinice a jednobuněčné organismy např. měňavky, bičíkovci a nálevníci. Funkční polykultura je kultivovaná buď ve formě suspenze, který nazýváme aktivovaný kal. Nebo ve formě nárostu - biofilmu, v biofilmových reaktorech. 6.2.1. Systém se směsnou kulturou ve formě suspenze - aktivační proces Tento systém je nejrozšířenějším způsobem biologického čištění odpadních vod. Principiálně jde o vytváření aktivovaného kalu v aktivační nádrži a o následné oddělení kalu od vyčištěné vody v dosazovací nádrži. V aktivační nádrži dochází k promísení vratného aktivovaného kalu a odpadní vody, která je již mechanicky předčištěná. Tento proces se děje za intenzivního provzdušňování a to buď mechanickými aerátory, nebo pneumatickou aerací, při níž se do nádrže vhání stlačený vzduch. Možná je také jejich kombinace. Aktivovaný kal je shluk mikroorganismů, u kterých během procesu čištění dochází ke zbytnění jejich buněčné blány. To se děje tvorbou extracelulárních polymerů, které působí jako organické flokulanty, a proto se mikroorganismy shlukují do vloček. V další fázi odtéká směs odpadní vody a aktivovaného kalu do dosazovací nádrže. Tam se obě tyto složky od sebe oddělí sedimentací. Aktivovaný kal, který se sedimentací zahustil je z části recirkulován zpět do aktivační nádrže a jeho nadbytek je odváděn ze systému jako přebytečný kal. Vyčištěná odpadní voda odtéká z čistírny. Rozlišujeme dvě hlavní technologické varianty aktivačního procesu. A to aktivaci s postupným tokem, která je realizována dlouhým korytem a malým průtočným profilem. Na začátku nádrže se mísí odpadní voda s vratným kalem. Tato směs protéká provzdušňovanou nádrží a koncentrace rozpuštěných organických látek směrem k odtoku klesá. 20

Obr. 6 - Aktivační proces s postupným tokem Druhým hlavním typem aktivačního procesu je směšovací aktivace. Odpadní voda se přivádí do aktivační nádrže, která má tvar čtverce a tam je míchána s aktivovaným kalem. Toto se děje za intenzivního provzdušňování. V celé nádrži je rozložení koncentrace aktivovaného kalu konstantní. Tento typ aktivace je výhodný pro odpadní vody obsahující toxické, ale biologicky rozložitelné organické látky, protože dochází k rychlému zředění koncentrace na přítoku. Nevýhodou je, že podporuje růst vláknitých mikroorganismů. Obr. 7 - Směšovací aktivační proces Kromě těchto dvou základních typů existují i další technologické varianty aktivačního procesu, tj. postupně zatěžovaná aktivace, pro níž je charakteristický přívod odpadní vody v několika místech podél nádrže, čímž se vyrovná zatížení nádrže. Je to přechod mezi aktivací s postupným tokem a aktivací směšovací. Dalšími variantami jsou např. odstupňovaná aktivace, aktivace s oddělenou regenerací kalu, aktivace se zkrácenou dobrou zdržení nebo rychloaktivace. 21

6.2.2. Systém se směsnou kulturou ve formě nárostu - biofilmové reaktory Podstata biologického čištění odpadních vod v biofilmových reaktorech je principiálně shodná s aktivačním procesem. Organická hmota je rozkládána mineralizačními pochody za přístupu vzduchu. Systémy se liší v tom, že v aktivaci se mikroorganismy shlukují do vloček, ale v biofilmových reaktorech jsou přisedlé na nosiči, na kterém vytvářejí biofilm. Funkční polykulturu zde tvoří jak vločkotvorné tak i vláknité mikroorganismy. Biofilmové reaktory lze rozdělit podle nosiče biofilmu na reaktory s pohyblivým nebo pevným nosičem. Dále podle směru průtoku na skrápěné, ponořené nebo rotační. Dle filtrační náplně na reaktory s plošnou nebo objemovou náplní. Podle typu aerace na reaktory s přirozenou a nucenou aerací, podle objemového zatížení na nízkozatěžované a vysokozatěžované. 6.2.3. Biologické odstraňování nutrientů Nutrienty jsou minerální živiny nezbytné pro růst mikroorganismů. Mezi nutrienty řadíme dva důležité makrobiogenní prvky a to dusík a fosfor. Ve vodách jsou přítomny v různých formách. Biologickým odstraňováním nutrientů tedy rozumíme odstraňování anorganických sloučenin dusíku a fosforu. Zvýšená přítomnost těchto sloučenin ve vypouštěných odpadních vodách je nežádoucí, jelikož způsobuje některé problémy. 6.2.3.1. Odstraňování dusíku Dusík se vyskytuje v odpadních vodách ve dvou základních formách. Buď jako amoniakální dusík (NH3 - nedisociovaný, NH4+ - disociovaný), který je toxický pro vodní organismy, má vysokou spotřebu kyslíku a podílí se na eutrofizaci povrchových vod. Nebo jako dusík organický (NO - 2 - dusitanový, NO - 3 - dusičnanový), který je v pitné vodě nebezpečný pro kojence. Cílem biologického odstraňování sloučenin dusíku je zoxidovat redukovaný dusík na dusičnany (nitrifikace) a poté snížit koncentraci dusičnanů na přijatelné hodnoty (denitrifikace). Nitrifikace Cílem nitrifikace je odstraňování sloučenin dusíku a to ve dvou krocích. Prvním je nitritace tj. oxidace amoniakálního dusíku na dusitany (podle rovnice 1). Na tomto procesu se podílejí převážně bakterie rodu Nitrosomonas, Nitrosococcus a Nitrospira. 22

Druhým krokem je nitratace tj. oxidace dusitanů na dusičnany (podle rovnice 2). Na tomto procesu se podílejí hlavně bakterie rodu Nitrobacter a Nitrocistis. 2 NH 3 + 3 O 2 2 NO 2 - + 2 H + + 2 H 2 O [1] 2 NO 2 - + O 2 NO 3 - [2] Pro správný průběh nitrifikace musíme zajistit dostatečné množství kyslíku (na 1g dusíku je potřeba 4,57 g kyslíku), optimální ph (hodnoty mezi 7,2-8,2), optimální teplotu (kolem 30 o C) a správné stáří kalu (u městských odpadních vod asi 5 dnů). Denitrifikace Cílem denitrifikace je redukovat dusičnanovou formu dusíku na dusík plynný, který uniká z vodního prostředí (podle rovnice 3). Tento proces probíhá v anoxických podmínkách a podílejí se na něm striktně nebo fakultativně anaerobní mikroorganismy. NO - - 3 NO 2 NO N 2 O N 2 [3] Při denitrifikaci je nutné dodávat tzv. organický substrát, který je zdrojem energie a uhlíku a je při procesu oxidován (podle rovnice 4). Ten může být buď interní - organické látky obsažené v odpadních vodách, primární kal nebo externí - uměle dodávané biologicky snadno rozložitelné látky (methanol, škrob, kyselina octová). 5CH 3 OH + 6 NO 3-5 CO 2 + 3 N 2 + 7 H 2 O + 6 OH - [4] Rychlost denitrifikace s přídavkem externího substrátu je vyšší než při denitrifikaci s odpadní vodou. Přídavek externího substrátu se ale používá pouze jako doplněk k internímu substrátu neboť se jedná o drahou metodu. Dalšími faktory ovlivňující rychlost denitrifikace je koncentrace rozpuštěného kyslíku (klesá lineárně s koncentrací kyslíku blížící se 1,0 mg/l), ph (optimální 7,0-8,0) a teplota (s rostoucí teplotou roste rychlost denitrifikace). 6.2.3.2. Odstraňování fosforu Odstraňování fosforu z odpadních vod je důležité hlavně proto, že podporuje růst zelených vodních rostlin a tím zapříčiňuje eutrofizaci vod. Fosfor se v odpadních vodách vyskytuje v několika základních formách - orthofosforečnany, polyfosforečnany a organicky vázaný fosfor - (součtem těchto tří forem získáme hodnotu celkového fosforu). Fosfor můžeme také rozdělit na rozpuštěný a nerozpuštěný, a dále potom na 23

organicky nebo anorganicky vázaný. Fosfor můžeme z odpadních vod odstraňovat nejen biologickými, ale i fyzikálně chemickými metodami. Při biologickém odstraňování fosforu z odpadních vod využíváme bakterie se schopností zvýšené akumulace fosforu tzv. PP bakterie. Fosfor se odstraní činností biomasy a následnou adsorpcí na vločky aktivovaného kalu. Při odvádění přebytečného kalu potom spolu s ním odstraníme i fosfor. Jestliže chceme využívat činnosti PP bakterií musíme vytvořit podmínky pro ně příznivé. Jde o zajištění střídání anaerobních a aerobních podmínek a zajištění dostatku specifických uhlíkatých sloučenin, zejména pak kyseliny octové. V anaerobní fázi akumulují PP bakterie nízkomolekulární látky a ukládají je do svých buněk jako látky zásobní. Rozkladem polyfosforečnanů získávají energii a do vody jsou uvolňovány orthofosforečnany. Při aerobní fázi dochází u PP bakterií k oxidaci zásobních látek a akumulaci orthofosforečnanů v buňkách bakterií. Tam se znovu přeměňují na zásobní polyfosforečnany. Odstraněný fosfor je dán rozdílem naakumulovaného fosforu v PP bakteriích při výstupu a vstupu do aerobní fáze. U fyzikálně chemických metod využíváme srážecích činidel (železnatých, železitých nebo hlinitých solí) k tvorbě nerozpustných fosforečnanů kovů. Optimální dávka činidla je podle typu kovu a podmínek dávkování asi 1 až 4 násobek kovu na odstraňovaný fosfor. Srážení lze rozdělit podle místa dávkování na předřazené srážení (činidlo se dávkuje před usazovací nádrž a usazené sraženiny jsou z ní odstraňovány společně s primárním kalem), simultánní srážení (činidlo se dávkuje do směsi aktivovaného kalu a sraženiny sedimentují v dosazovací nádrži) a zařazené srážení (činidlo se dávkuje za dosazovací nádrž a se sraženinami se nakládá ve zvláštních reaktorech). Při tomto způsobu odstraňování fosforu je nutno počítat se vznikem chemického kalu. 6.3. Fyzikálně chemické čištění odpadních vod Mechanické a biologické čištění v některých případech nestačí k odstranění všeho znečištění a zařazuje se třetí stupeň čištění, ve kterém bývají využívány fyzikálně chemické způsoby. Pro separaci částic, které jsou větší než 1 µm se nejčastěji používá sedimentace a filtrace, ve výjimečných případech flotace, magnetická separace nebo hydrocyklon. Pro částice s hustotou menší než voda odlučování na hladině. 24

Částice o velikosti 1 nm až 1 µm vytvářejí koloidní disperze. Využívá se koagulantů pro jejich zvětšení a vytvořené vločky se separují ze systému obdobně jako nerozpuštěné látky. Dalším způsobem likvidace koloidních disperzí je ultrafiltrace. Částice menší než 1 nm vytvářejí pravé roztoky. Pro jejich odstraňování se používají metody jako srážení, neutralizace, chemická oxidace a redukce, elektrolýza aj. 6.4. Kalové hospodářství Kal je nevyhnutelným odpadem při čištění odpadních vod. Hlavním cílem kalového hospodářství je zajistit stabilizaci a hygienizaci produkovaného kalu tak, aby ho bylo možno zákonným a ekonomicky únosným způsobem zlikvidovat. Dalším cílem je snižování produkovaného množství kalu na výstupu z čistíren odpadních vod. Kaly jsou veškeré suspendované látky, které prošly mechanickým čištěním čistírny nebo vznikly během procesu čištění. Kal rozdělujeme na primární, který vzniká při mechanickém čištění v usazovací nádrži. Na sekundární čili přebytečný kal, který vzniká při biologickém čištění v dosazovací nádrži. A na chemický kal, který vzniká při již zmiňovaném odstraňování fosforu srážením a je většinou součástí primárního nebo sekundárního kalu. Zpracování kalu je sled technologických operací, které zajišťují takové vlastnosti výsledného produktu, aby ho bylo možné dále využít jako surovinu, ekonomicky únosným způsobem ho zneškodnit a snížit jeho celkovou produkci. Zahrnuje tyto tři základní operace: zahušťování kalu - cílem je snížit obsah vody v kalu před jeho dalším zpracováním. K zahušťování můžeme využít buď strojního zařízení (např. sítový zahušťovač) nebo metod založených na prosté sedimentaci. stabilizace kalu - cílem je upravit konečné vlastnosti kalu tak, aby nepodléhal spontánnímu rozkladu. Jedná se o snížení obsahu zbytku lehce rozložitelných organických látek. hygienizace kalu - cílem je odstranit patogenní mikroorganismy a tím umožnit využití kalu k zemědělským účelům buď jako součást hnojiv nebo přímou aplikací do půdy, čímž se zajistí uzavřený koloběh živin. Hygienizovaný kal je kal, který prošel takovou úpravou, že počty indikátorů patogenních mikroorganismů byly sníženy na požadovanou hodnotu. 25

Nakládání s čistírenskými kaly musí probíhat podle platné legislativy a při této činnosti by se měla udržet rovnováha mezi náklady na zneškodnění a dopravu, bezpečností a vlivem na životní prostředí. Nejběžnějším způsobem nakládání s kaly je skládkování a použití v zemědělství. Dalšími možnostmi nakládání jsou např. spalování ve spalovnách nebo cementárnách, pyrolýza a kompostování. 26

7. ČOV PŘELOUČ Pro svoji práci jsem si vybrala čistírnu odpadních vod ve městě Přelouč. To se nachází ve východním Polabí a je součástí Pardubického kraje. Přelouč leží na řece Labi v nadmořské výšce 220 m. Má přibližně 9000 obyvatel a katastrální rozlohu (včetně integrovaných obcí) 30,5 km 2. Převážná část obyvatel Přelouče žije v lokalitě městského typu, asi 1000 obyvatel žije v 7 místních částech, kde převládá bydlení venkovského typu. Ve městě se nenachází žádný významnější průmyslový objekt, proto je čistírna odpadních vod zaměřena na komunální splaškové odpadní vody. 7.1. Pohled do historie Město Přelouč patřilo mezi poslední města na Labi, která neměla do konce 20. století vlastní čistírnu odpadních vod. Nejstarší kanalizace byla v centru města a vedla do potoka Švarcavy a pak do Labe. V té době byl v chodu ještě starý vodovod se zdroji u Labe poblíž obce Lhota u Přelouče. Město bylo rozděleno na několik kanalizačních úseků zavedených do Labe, bývalý cukrovar vody čistil jen sedimentací a jižní část města neměla dlouhá léta ani soustavnou kanalizaci. Dlouho se zvažovala koncepce čerpací stanice a výtlaku podél Labe do ČOV Pardubice, kde byl dostatek volné kapacity. Nakonec bylo rozhodnuto o zřízení vlastní městské čistírny. Stavba byla zahájena v roce 2000. 7.2. Současnost V současné době je ve městě Přelouč vybudována jednotná stoková síť, hlavní kanalizační sběrače byly zaústěny přímo do recipientu, kterými jsou potom Švancava a řeka Labe. V rámci výstavby nové ČOV byl vybudován kanalizační přivaděč k ČOV a provedena rekonstrukce části stávající kanalizace a tím zajištěno odvedení maximálního množství odpadních vod na novou ČOV. Součástí kanalizace je i nově vybudovaná čerpací stanice odpadních vod. 27

ČOV je situována v území nazývaného Slavíkovy ostrovy. Jedná se o aluviální nivu řeky Labe. Areál je oplocený a k čistírně je vybudována příjezdová komunikace. Kolem ČOV je stanoveno ochranné pásmo. Vlastní čistírna odpadních vod je mechanicko-biologická aktivační čistírna pro 8400 EO. Technologie zahrnuje čerpání, mechanické předčištění, biologické čistění v oběhové aktivaci s předřazenou anaerobní zónou a separaci kalu v dosazovacích nádržích. Z dosazovacích nádrží odtéká vyčištěná voda do recipientu. Na odtoku z ČOV je osazen měrný Parshallův žlab. Dešťové vody přepadají do dešťové zdrže. Na přítoku do dešťové zdrže je také osazen měrný Parshallův žlab. Aktivační systém je vybaven vnější recirkulací. Vracení kalu zajišťuje čerpací stanice kalu. Kalové hospodářství se skládá ze zahušťovacích nádrží kalu, za kterými následuje strojní odvodňování kalu na dekantační odstředivce, jako rezerva pro případ poruchy odstředivky je na ČOV vybudována podzemní uskladňovací nádrž kalu. V areálu čistírny se nachází provozní budova s garážemi a dílnami a budova dmychárny. 7.3. Popis technologické linky ČOV Přelouč 7.3.1. Přítok odpadních vod Odpadní vody z jednotné městské kanalizace přitékají na čistírnu kanalizačním přivaděčem, kterým je před ČOV vypínací komora. V komoře je osazeno závitové hradítko se servopohonem, pomocí něhož se reguluje množství odpadní vody tekoucí na ČOV popřípadě se přítok zcela zastaví. V tomto případě se odpadní vody vzdouvají zpět do kanalizace. Přítok je ve vypínací komoře regulován tak, aby na ČOV přitékaly odpadní vody v max. množství 4Q 24 tj. max. 139,8 l/s. Maximální množství odpadních vod přiváděných na biologickou část je 89,4 l/s. 7.3.2. Jímka na svážené odpadní vody Je to otevřená nádrž, do níž sváží fekální vozy obsah žump a septiků. V jímce je osazen vyjímatelný česlicový koš přes který se vozy vyprazdňují. Koš je možné 28

vyjmout k čištění pomocí kočky s kladkostrojem. Obsah jímky se přepouští do prostoru těžení štěrku. 7.3.3. Mechanické čištění Objekt čerpací stanice a hrubého předčištění je umístěn na východním okraji areálu ČOV, kde je do něj zaústěna přívodní stoka. V podzemní části objektu je umístěn lapák a čerpací jímka, v nadzemní části je místnost česlí a místnost s rozvaděči. Na lapák štěrku navazuje odkapávací plošina pro kontejner na štěrk. K objektu je dále přičleněna monolitická svozová jímka. Nad otevřenou částí podzemní nádrže je vztyčena pojezdová dráha pro drapák štěrku. 7.3.3.1. Lapák štěrku a hrubé česle Odpadní voda přitéká potrubím do objektu hrubého předčištění. Zde je rozšířený žlab s prohlubní. V té se usazuje štěrk. Usazený štěrk je těžen pomocí strojního zařízení opatřeného drapákem. Vytěžený štěrk se ukládá do kontejneru na odvodňovací plato odkud se odváží. Odpadní voda dále protéká přes hrubé ruční česle s průlinami 80 mm. Za česlemi do čerpací jímky. 7.3.3.2. Čerpací jímka a jemné česle V čerpací jímce jsou osazeny tři sestavy ponorných kalových čerpadel. Čtvrté čerpadlo je uschováno ve skladu jako rezerva. Pro manipulaci s čerpadly slouží kladkostroj. Z čerpací jímky je voda dopravována ocelovým potrubím do prostoru česlovny. Každé čerpadlo má svůj vlastní výtlak, na výtlacích jsou osazena šoupata sloužící k regulaci průtoku. V česlovně se přítokový žlab rozděluje na dva samostatné žlaby opatřené ručními stavidly. V jednom žlabu jsou osazeny mechanicky stírané jemné česle s automatickým chodem provozu. Nečistoty zachycené na česlích spadávají do hydraulického lisu, kde dochází k jejich odvodnění a zhutnění. Z lisu jsou vylisované shrabky dopravovány do kontejneru a odváženy k další likvidaci. Chod strojních česlí je řízen vlastní automatikou v závislosti na hladině vody ve žlabu před česlemi. Pro ostřik a promývání jednotlivých násypek a šneku lisu je k česlím a lisu přivedena přípojka tlakové vody z rozvodu pitné vody v areálu ČOV. 29

V druhém žlabu, do kterého voda přepadá až při poruše strojních česlí, jsou osazeny nerezové ruční jemné česle s šířkou průlin 20 mm. Ty slouží jako nouzové česle pro případ poruchy. Shrabky z hrubých ručně stíraných česlí se vyhrabují ručně do odkapávacího žlabu, odkud je možné je shrnovat do přistavené nádoby a po naplnění ručně vysypat do násypky lisu na shrabky. Větrání místnosti hrubého předčištění je řešeno ventilátorem ovládaným hydrostatem. Temperování prostoru česlí je řešeno elektrickým topným panelem, ten je osazen na lankovém závěsu pod stropem. Vytápění je řízeno prostorovým termostatem. 7.3.3.3. Lapák písku Po průtoku česlemi odpadní vody natékají na vírový lapák písku. Odpadní voda zbavená písku odtéká žlabem do anaerobní nádrže. Usazený písek ze dna lapáku je čerpán spolu s vodou ponorným čerpadlem do separátoru písku s integrovaným praním. Zde dochází k praní písku přivedenou provozní vodou, následnému odvodnění a dopravení do přistaveného kontejneru. Špinavá voda z praní je ocelovým potrubím odvedena do žlabu za lapák písku. Tlakovou vodou, svedenou na dno lapáku, je možno rozvířit usazeniny písku. Chod separátoru je propojen s chodem čerpadla. Pouze odkalení separátoru je ruční. Odtokový žlab z lapáku písku je přelivnou hranou propojen s nátokovým žlabem do dešťové zdrže. Přelivná hrana je opatřena nastavitelnou částí z nerezového plechu o tloušťce 4 mm. Přelivná hrana svým nastavením umožňuje maximální průtok na biologickou část za deště - 89,4 l/s. Vyšší množství vody přepadá do dešťové zdrže. V nátokovém žlabu je umístěn měrný Parshallův žlab. 7.3.3.4. Dešťová zdrž V dešťové zdrži je osazeno ponorné čerpadlo s aeračním zařízením. To slouží k čištění usazenin v dešťové zdrži, jejich spláchnutí do nejnižší části, kde ústí vypouštěcí potrubí. Toto potrubí je zavedeno do čerpací jímky, kde je osazeno šoupátko s elektrickým servopohonem. Pomocí tohoto potrubí jsou vody zachycené v dešťové zdrži po skončení deště přepouštěny do hrubého předčištění. V případě déletrvajícího deště a naplnění zdrže přepadají vody přepadovým žlabem do obtoku ČOV. Přepadový žlab je osazen nornou stěnou k zamezení úniku plovoucích nečistot. 30

7.3.4. Biologické čištění Biologické čištění se skládá z anaerobní nádrže, dvou aktivačních nádrží a dvou dosazovacích nádrží. 7.3.4.1. Anaerobní nádrž Předčištěné odpadní vody natékají žlabem do anaerobní nádrže, která se nachází ve vložené střední části mezi aktivačními nádržemi a skládá se z jednotlivých podzemních monolitických komor, uložených na společné základové desce. Anaerobní nádrž je míchána mechanicky - ponorným míchadlem, pro udržení kalu ve vznosu. Z ní jsou odpadní vody dále rovnoměrně rozdělovány do obou aktivačních nádrží. Do anaerobní nádrže přitéká kromě odpadních vod z lapáku písku také vratný kal z čerpací jímky vratného a přebytečného kalu. 7.3.4.2. Aktivační nádrže Aktivační nádrže jsou monolitické konstrukce oválného půdorysu s vnitřními dělícími stěnami, které usměrňují proudění vod uvnitř nádrží. V oběhové aktivaci probíhají vlivem střídání anoxických a oxických zón procesy nitrifikace a denitrifikace v jedné nádrži. Na dně jsou rozmístěny aerační elementy jejichž chod je závislý na množství rozpuštěného kyslíku Jejich ovládání je automatické z ŘS nebo místní ze skříněk. Při ovládání z ŘS lze nastavit operátorem dva režimy: režim hlavního provozu - v každé nádrži běží vždy jedno míchadlo po dobu nastavenou (1-6 hod), po uplynutí stanovené doby míchadlo vypne a automaticky se na stanovenou dobu zapne druhé. V každé nádrži se tato dvě míchadla střídají režim univerzálního provozu - jedno míchadlo v každé nádrži běží nepřetržitě jako hlavní. U druhého míchadla se nastaví perioda chodu a doba klidu, kdy běží jen míchadlo navolené jako hlavní Nádrže jsou nezastropené, pouze v příčném směru přemostěné dvěmi monolitickými pochůznými lávkami. Vedle anaerobní nádrže je umístěna suchá armaturní komora, dále čerpací jímka vratných kalů a jímka plovoucích nečistot. Všechny komory jsou zastropené, s nutnými 31

postupy pro montáž a obsluhu. V nadzemní zděné části je nad anaerobní nádrží umístěna dmychárna a rozvodna. 7.3.4.3. Dmychárna Vzduch je do nádrží dodáván třemi dmychadlovými agregáty. Ty jsou umístěny v dmychárně, která je umístěna mezi aktivačními nádržemi nad anaerobní nádrží. Výtlaky jednotlivých dmychadel jsou osazeny pojistným ventilem, zpětnou klapkou a uzávěrem. Na společném výtlaku je osazen manometr. Dmychadla jsou opatřena protihlukovými kryty a otáčky jsou řízeny frekvenčním měničem. Na ovládacím okně měniče je možno zadat požadovaný výkon 40-100% což odpovídá frekvenci 20-50 Hz. Regulace výkonu je možná také automaticky pomocí kyslíkové sondy. Žádaný počet dmychadel a frekvence měniče se odvozuje od výstupu regulátoru kyslíku tak, aby bylo dosaženo zadané hodnoty kyslíku v aktivačních nádržích (1,5 mg O 2 na litr). Regulátor kyslíku integruje v čase odchylku mezi žádanou hodnotou koncentrace kyslíku a skutečnou naměřenou hodnotou koncentrace. Tato výsledná hodnota představuje výstup regulátoru kyslíku pro nastavení výkonu dmychadel. 7.3.4.4. Dosazovací nádrže Objekt dosazovacích nádrží se skládá ze dvou kruhových nádrží o průměru 15m. Přívodní potrubí jsou propojena a osazena uzávěry tak, aby bylo možno provozovat různé kombinace propojení aktivací s dosazovacími nádržemi. Dosazovací nádrže jsou vybaveny strojním zařízením. Přítok aktivační směsi do nádrží je proveden do rozdělovacího válce, který je upevněn na mostě a otáčí se spolu s mostem. Sedimentovaný kal ze dna nádrže je shrabován pomocí lišt, upevněných na rámech nesených mostem, do kalové prohlubně a odtud je odtahován do čerpací jímky kalu. Plovoucí nečistoty jsou zadržovány nornou stěnou umístěnou před odtokovým žlabem. Zachycené nečistoty jsou pomocí hladinové stěrky umístěné na pojezdovém mostě shrabovány k obvodu nádrže. Zde jsou odtahovány do jímky plovoucích nečistot. Čerpací jímka plovoucích nečistot je vystrojena ponorným kalovým čerpadlem. To dopravuje plovoucí nečistoty do jímky vratného a přebytečného kalu. Most je poháněn 32

elektromotorem s převodovkou, která přenáší sílu na dvojici pojezdových kol. Vyčištěná voda odtéká přes odtokové žlaby do odtokového potrubí z ČOV. 7.3.5. Kalové hospodářství Objekt kalového hospodářství tvoří propojené podzemní uskladňovací nádrže na kal, nad nimiž jsou umístěny místnosti pro odvodňování a manipulaci s kalem. K objektu přiléhají dvě zahušťovací nádrže, založené na společné základové desce a oddělené strojovnou a armaturní komorou. 7.3.5.1. Čerpací jímka kalu Čerpací jímka kalu je součástí podzemní částí objektu mezi aktivačními nádržemi. V jímce jsou osazena dvě ponorná kalová čerpadla, která čerpají vratný kal zpět do nátoku do anaerobní nádrže. Přebytečný kal je čerpán ponorným kalovým čerpadlem, které ho čerpá do dvojice zahušťovacích nádrží kalu. Výtlak čerpadla je osazen zpětnou klapkou, uzávěrem a indukčním průtokoměrem. 7.3.5.2. Zahušťovací nádrže kalu Přebytečný kal je shromažďován ve dvojici zahušťovacích nádrží o obsahu 2x90 m 3. Po naplnění nádrže dojde ke gravitačnímu zahuštění kalu, odsazená kalová voda je odpouštěna pomocí tří zónových odběrů a je zaústěna stejně jako bezpečnostní přelivy z jednotlivých nádrží do čerpací stanice před ČOV. Po odpuštění kalové vody je zahuštěný kal provzdušňován pomocí provzdušňovacího zařízení se středobublinnými elementy. Stlačený vzduch potřebný pro provzdušňování nádrží je dodáván dvěmi rotačními dmychadly. Zahuštěný kal udržovaný v aerobním a homogenizovaném stavu je odvodněn na odstředivce. Provoz obou nádrží je střídavý. Z jedné nádrže je kal odvodňován a druhá je plněna. Po jejím naplnění probíhá proces gravitačního zahuštění a odpuštění kalové vody. 33

7.3.5.3. Uskladňovací nádrž kalu Pro případ poruchy odvodňovacího zařízení kalu je v suterénu objektu čtyřkomorová uskladňovací nádrž kalu o celkovém obsahu 560 m 3. Kal z uskladňovací nádrže, po anaerobní stabilizaci, je možno k dalšímu zpracování přečerpávat ponorným kalovým čerpadlem. Výtlak čerpadla je zaústěn do přívodního potrubí k zahušťovacím nádržím. Manipulace s čerpadlem je umožněna zdvihacím zařízením. Pro možnost odběru kalu k jiným účelům je trubní sestava vybavena odbočkou s uzávěrem a rychlospojkou pro hadicové propojení. 7.3.5.4. Odvodňování kalu Zahuštěný kal z jednotlivých zahušťovacích nádrží je čerpán podávacím vřetenovým čerpadlem do plnící trubky dekantační odstředivky. Flokulant potřebný pro provoz odstředivky je připravován automatickým zařízením pro přípravu a dávkování flokulantu. Odvodněný kal je dopravován šnekovým dopravníkem do přistaveného kontejneru. Po skončení provozu odstředivky je proveden automatický proplach odstředivky a šnekového dopravníku vodou z vodovodního rozvodu. Odpad proplachované vody je odváděn do čerpací stanice pře ČOV. Pro manipulaci s bubnem odstředivky nebo jejími částmi je osazena jednonosníková kočka s kladkostrojem Na odtokovém potrubí zónových odběrů kalové vody zahušťovacích nádrží, na přívodním potrubí kalu k odstředivce a na odtoku fugátu z odstředivky jsou provedeny odbočky s uzávěry pro odběr vzorků. 7.3.5.5. Větrání prostor kalového hospodářství Prostor podzemních nádrží je odvětráván pomocí dvojice potrubí, které je vyvedeno nad střechu. Místnosti pro manipulaci s kalem jsou provětrávány otvory ve štítových stěnách. Místnost odvodňování kalu je větrána nuceně ventilátorem. Přisávání vzduchu ke dmychadlům ve strojovně je umožněno dvojicí otvorů nad vstupem z odvodňování kalu. Všechny místnosti mohou být větrány také okny. 34

7.3.6. Čerpání provozní vody Z dosazovacích nádrží odtéká vyčištěná voda odtokovou stokou přes měrný objekt do recipientu. Na odtokové stoce je umístěna šachta, která slouží k čerpání provozní vody do šachty v níž je umístěna tlaková nádrž. Jedná se o typovou šachtu s prohloubeným dnem ode dna nátokového potrubí. V šachtě je umístěno ponorné kalové čerpadlo, které čerpá vodu. Ta se používá např. na úklid dešťové zdrže a separátoru písku. 7.3.7. Měrné objekty Měrné objekty, Parshallovy žlaby, jsou na ČOV dva, každý s kapacitou do 140 l/s. Jeden je osazen na odtoku vyčištěných vod z ČOV a druhý na nátoku odlehčených vod do dešťové zdrže. Měrné žlaby jsou vybaveny zařízením na kontinuální snímání a registraci průtočného množství. 7.3.8. Obtoky ČOV 7.3.8.1. Obtok celé ČOV Je možný zastavením chodu čerpadel v čerpací stanici. Odpadní vody pak přepadají bezpečnostním přepadem do odtoku z čistírny. Druhou možností je uzavření přítoku odpadních vod ve vypínací šachtě. 7.3.8.2. Obtok jednotlivých částí hrubého předčištění S ohledem na zdvojení jemných česlí (strojní a ruční) se obtok strojních česlí provádí průtokem všech vod před ručně stírané jemné česle. Lapák písku má vybudovaný obtokový žlab, kterým jsou v případě nutnosti prováděny veškeré vody přímo do anaerobní nádrže. 7.3.8.3. Obtok biologického čištění Obtok objektů biologického čištění není možný. V případě odstavení jedné aktivační nádrže je možno všechny vody vést pouze přes druhou aktivační nádrž. Anaerobní nádrž lze vyřadit z provozu uzavřením stavítka v nátokovém žlabu a čerpáním odpadních vod přímo do aktivačních nádrží. 35

7.3.8.4. Obtok dosazovacích nádrží Dosazovací nádrže jsou řazeny tak, aby v případě výpadku jedné z nich mohla být využívána druhá pro veškeré odpadní vody. 7.3.9. Ostatní objekty ČOV Objekt provozní budovy je součástí komplexu ČOV. Jedná se o přízemní budovu zastřešenou, budova je dispozičně rozdělena na nižší - provozní část, a na část vyšší, ve které jsou umístěny garáže. V provozní části je umístěna kancelář, denní místnost, šatny se sociálním zařízením, velín, laboratoř a dílna s garáží pro osobní automobil. 7.3.10. Produkty procesu čištění odpadních vod V procesu čištění odpadních vod se během roku 2007 vyprodukovalo následující množství odpadů, které byly zneškodňovány v souladu s vypracovaným plánem odpadového hospodářství provozovatele čistírny. Tabulka č.1 - Produkce odpadů na ČOV Přelouč za r. 2007 Druh odpadu Katalogové č. Kategorie Produkce [kg] Shrabky z česlí 19 08 01 O 11 800 Odpad z lapáku písku 19 08 02 O 2 950 Kaly z čištění komunálních odpadních vod 19 08 05 O 100 852 Směsný komunální odpad 20 03 01 O 144 Plastové obaly 15 01 02 O 10 36

8. POSOUZENÍ ÚČINNOSTI ČOV PŘELOUČ 8.1. Požadavky legislativy ČOV Přelouč je mechanicko-biologická čistírna pro 8400 EO a měla by splňovat kritéria daná nařízením vlády č.229/2007, kterým se vymezují následující požadavky na vypouštěné odpadní vody. Tabulka č. 2 - Hodnoty koncentrací ukazatelů znečištění vypouštěných odpadních vod ČOV s kapacitou 2000-10000 EO BSK 5 CHSK Cr NL + N-NH 4 Přípustná koncentrace [mg/l] 25 120 30 15 Maximální koncentrace [mg/l] 50 170 60 30 Tabulka č. 3 - Přípustná minimální účinnost čištění vypouštěných odpadních vod (minimální procento úbytku) ČOV s kapacitou 2000-10000 EO BSK 5 CHSK Cr P celk N-NH 4 + Přípustná minimální účinnost 85 75 70 60 8.2. Odebírání vzorků Pro přesné stanovení koncentrací ukazatelů a posouzení účinnosti je důležité správné odebírání vzorků a správné uchování odebraného vzorku do začátku rozboru. Průtok i koncentrace znečištění odpadních vod se mění během dne, týdne i delšího období. Je to způsobeno denním, týdenním i sezónním rytmem života a práce obyvatel. Pro posouzení skutečného znečištění proto nestačí odebrat jeden vzorek (tzv. prostý), ale je třeba vytvořit směsný (tzv. slévaný) vzorek, a to postupně v průběhu celých 24 hodin. Není zcela správné ani odebírání jednotlivých (dílčích) vzorků o stejném objemu. Jejich objem má být úměrný průtoku. Jen takto odebraný vzorek, tj. směsný 24 hodinový, kde jednotlivé dávky jsou úměrné průtoku v okamžiku odběru, věrně zachycuje celkové skutečné znečištění přitékající vody. Tento typ vzorku byl použit při rozboru odpadní vody z ČOV Přelouč. Také doba, která uplyne mezi odběrem a rozborem vzorku, by měla být co nejkratší. Většina složek či vlastností vody podléhá v složitém systému, jakým jsou nejen odpadní, ale i přirozené vody určitým změnám. Patří k nim zejména únik rozpuštěných 37