Decentralizované čištění odpadních vod

V současné době patří k ožehavým tématům komunální sféry vyčistění odpadních vod v obcích do 2000 obyvatel. Důvodem je především vysoká finanční náročnost této problematiky, která je aktuální nejenom u nás, ale i v ostatních zemích světa. Má-li se do 15 let vyčistit odpadová voda zhruba od 50 procent světové populace, bylo by potřeba denně řešit 220 000 jednotlivých případů.

To samozřejmě není možné klasickou cestou centrálního odkanalizování, už jen proto, že mnoho sídel netvoří hustá zástavba nebo se nacházejí v hornaté krajině a pod. V takových případech se osvědčila koncepce decentralizovaného čištění, která spočívá v tom, že se odpadní vody čistí přímo u zdroje znečištění. Z podstatné části tak odpadá budování velmi drahé kanalizace. Výhodou je také fakt, že se takto vyčištěná voda se vrací do přírody formou závlahy nebo infiltrace do půdy přímo v místě jejího vzniku.

K rozhovoru na uvedené téma jsme pozvali Ing. Tomáše Mackrleho, jednatele firmy USBF Technology

Jak vidíte situaci konkrétně v České republice?

Závazek na dosažení dobrého stavu vodních systémů v celé EU v cílovém roce 2012 platí i na území ČR. To se týká rovněž malých obcí do velikosti 2000 ekvivalentních obyvatel (EO), které byly doposud mimo hlavní pozornost vodohospodářů. Malé obce představují velký sektor obyvatelstva s cca 26 % populace ČR žijícího v 5619 obcích ČR, tedy cca 2,65 mil obyvatel. Pro řešení problému v prioritních oblastech je připraveno v Operačním programu životního prostředí do vodního hospodářství více než 2 mld. Eur, nicméně i tak je nutno řešit tento problém ekonomicky.

Jaké jsou možnosti řešení?

Pro odkanalizování malých obcí přichází v úvahu tři řešení -- a to individuální, decentralizované nebo centralizované čištění odpadních vod.

Individuální nakládání s odpadními vodami představuje výstavba domovních čistíren. Decentralizované řešení představuje sdružení několika objektů do skupinové kanalizační sítě s více menšími čistírnami. Centralizované řešení je obdobou klasické koncepce obvykle používané u větších obytných celků s jednou centrální čistírnou. Dlouho převládalo obecné mínění, že řešení kanalizace menších obcí musí sledovat tradiční příklad větších obytných aglomerací s centralizovanou gravitační kanalizační sítí s ústřední čistírnou nebo dokonce sdružování více sousedních obcí do jednoho kanalizačního systému s jednou čistírnou.

Proč se uvažovalo jen o těchto náročných stavbách?

Tyto představy vyplývaly z úrovně stavu čistírenské techniky, kdy účinnost, ekonomické parametry a především spolehlivost malých čistíren zdaleka nedosahovaly parametrů velkých čistíren. Otázky spojené se spolehlivostí provozu a kontrol provozu čistírny byly proto hlavními argumenty proti jakékoli snaze o prosazení decentralizované koncepce kanalizace s použitím menších čistíren. Výrobci individuálních čističek vody na celém světě se však začali orientovat podle standardů, které zavedla Orange County v Kalifornii (US Water Reclamation and Reuse Act) a stanovila velmi přísná a jasná pravidla pro kvalitu vyčištěné vody tak, aby mohla být injektována do vodonosných vrstev pitných vod. Díky tomu udělala technologie individuálního čištění odpadních vod v minulých desetiletích obrovský skok kupředu.

Proč je tedy decentralizovaný systém málo využíván?

Ve světě je používán velmi často a v místech, kde je voda opravdu vzácná (např. na Středním Východě), jde o preferovaný způsob. V tradičních průmyslových zemích stále převládají zájmy stavebních firem, pro které jsou drahé zakázky na vybudování kilometrů kanalizace velmi výhodné.

Takže je to jako obvykle hlavně o penězích? Jaké jsou rozdíly v nákladech?

Konkrétní příklad z praxe. Před nedávnem jsme podepsali projekt na vyčištění odpadních vod v části podhorské obce s 800 obyvateli. Studie na vybudování centrální kanalizace odhadovala stavební náklady na 45 milionů korun, pomocí decentralizovaného čištění formou domovních a skupinových čistíren budou celkové náklady činit zhruba 6 milionů.

Jaká je kvalita vyčištěné vody a co ji omezuje?

Je třeba si uvědomit, že čistírny do 50 EO jsou určeny jen na splaškové vody, tj. nepočítá se s čištěním vod průmyslových. Předpoklady ovlivnění cizími vlivy jsou menší než u velkých čistíren. Je však nutné zavést a zaručit efektivní systém provozu a jeho kontroly. Pak jsou tyto technologie rovnocenným řešením centrálním systémům. Z hlediska ovlivnění vodotečí pak některé způsoby likvidace (zásak, závlaha) mohou být i šetrnější než centrální řešení.

Čištění odpadních vod do 2000 EO

Malé čistírny odpadních vod do 2000 EO je možno rozdělit do tří kategorií.

Kategorie ČOV od 5 do 50 EO

Čistírny této velikosti nazývané často domovními čistírnami jsou určeny pro čištění převážně splaškových vod z jednotlivých objektů. Současné čistírenské technologie v těchto zařízeních plně nahrazují překonané septiky jak po stránce účinnosti, tak po stránce nákladové. Domovní ČOV umožňují čistit odpadní vodu, která vzniká v domácnostech při běžném provozu sociálního zařízení, koupelen, automatické pračky, myčky na nádobí atd.

Vzhledem ke změnám v legislativě EU bude od 1. 7. 2009 vyžadována u čistíren typová zkouška a tzv. EUROcertifikát s označením výrobku CE. Smyslem tohoto procesu by měla být nejenom harmonizace norem v rámci EU, ale i zjednodušení povolení ČOV na vodoprávním úřadě.

Kategorie ČOV do 500 EO

Čistírny této kategorie jsou určeny pro malé a střední zdroje odpadních vod, které nemají možnost připojení na kanalizaci. Mají charakter tzv. balených čistíren, vyráběných v typových řadách a na místo instalace se dovezou jako hotový výrobek. Výhodou je především rychlá instalace a kompaktní rozměry. Nové technologie umožnily těmto zařízením dosáhnout srovnatelné parametry účinnosti a spolehlivosti s ČOV ve velkých městech.

Kategorie ČOV 500--2000 EO

Čistírny této kategorie jsou již obvykle pojímány jako komunální čistírny určené pro menší až střední zdroje splaškového znečištění.

Čistírenské technologie

V současnosti jsou nejvíce rozšířeny tři druhy separace aktivovaného kalu od vyčištěné vody. Je to jednak klasická separace sedimentací zejména v modifikovaném provedení SBR (Sequencing Batch Reactor), fluidní filtrace ve vločkovém mraku USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) a MBR (Membrane Biological Reactor) s membránovou filtrací.

Za nejlepší dostupné technologie v oblasti ovlivnění odtokových poměrů z povodí jsou oficiálně považovány čistírenské systémy s nízkou a středně zatěžovanou aktivací s aerobní stabilizací kalu. Příčinou požadavku na snižování zatížení kalu je norma EU vyžadující zvětšený specifický objem aktivace na ekvivalentního obyvatele na 0,5 m³/EO. Tento požadavek normy EU vyplynul ze dvou dlouhodobých zkušeností z provozování malých domovních čistíren. Za prvé je to požadavek provozní stability i při krátkodobém přetížení, kdy zvětšený objem aktivace představuje stabilizační faktor celého systému a za druhé praktické požadavky na řešení problematiky likvidace kalů. Oba faktory přispívají ke snížení frekvence odkalování, a tím i k výraznému zvýšení hospodárnosti provozu. Odvodněný kal z domovní čistírny je pak možné použít např. do kompostu.

Tlaková kanalizace

V případě, kdy reliéf obce není vhodný pro tradiční gravitační kanalizaci (např. rovina nebo skalnaté podloží), je možné objekty odkanalizovat pomocí tzv. tlakové kanalizace. Odpadní voda se odvádí nejprve do čerpacích jímek v blízkosti objektu a následně se čerpá přímo do ČOV. Odvodňovací objekty je možné sdružovat a také velikost odpadního potrubí je podstatně menší než u klasické gravitační kanalizace. To vše vede k značným finančním i časovým úsporám. Obecně lze při budování tlakové kanalizace dosáhnout úspory 30--60 % nákladů oproti gravitační kanalizaci (podle místních podmínek). Kombinací tlakové kanalizace s využitím menších lokálních ČOV, lze dosáhnout až překvapivě velkých investičních úspor. Výhodou je také možnost postupného budování tohoto decentralizovaného systému a tím i menší okamžitá finanční náročnost rozložením investice na delší časový úsek. Umístění, počet a kapacita lokálních čistíren se volí tak, aby při nízkých nákladech na kanalizační sběrače byly pokryty všechny zdroje znečištění.

Závěr

Současný stav technické úrovně malých a středně velkých typů čistíren odpadních vod otevírá cestu k netradičnímu řešení odkanalizování malých obcí s využitím decentralizovaného systému pro likvidaci odpadních vod v obcích do 2000 ekvivalentních obyvatel. Ekonomické a časové výhody tohoto přístupu k řešení tohoto problémy mohou významně přispět ke splnění závazku ČR splnit požadavek EU na dosažení dobrého stavu vodních systémů v cílovém roce 2012.

-as-