Kořenové čistírny pro domy a obce

Dostává se Vám do rukou první ze série článků o kořenových čistírnách a umělých mokřadech. Ty lze využít pro čištění různých druhů vod, zlepšovat pomocí nich klima na venkově i ve městech, získávat jednoduše užitkovou vodu pro použití v budovách či pro závlahy ve veřejném prostoru.

Tento text se bude věnovat využití kořenových čistíren u domů a celých obcí na venkově, další články se zaměří na využití umělých mokřadů na střechách, fasádách, v mokřadních záhonech a o využívání vyčištěné vody ve městech a budovách.

Historie kořenových čistíren

Technologie kořenových čistíren vychází z přirozených mokřadů a samočisticích procesů v řekách. První realizace kořenových čistíren pro odpadní vody pocházejí v šedesátých letech z Německa, kde se zkoušel systém horizontálních a vertikálních kořenových filtrů.

V devadesátých letech se začaly budovat kořenové čistírny i v České republice, kde bylo nutné zejména v malých obcích řešit problémy nečištěných odpadních vod, vytékajících většinou jednotnými kanalizacemi přímo do vodotečí. U několika stovek obcí byly na těchto jednotných kanalizacích vybudovány kořenové čistírny s horizontálními filtry. Pomocí těchto čistíren se podařilo, s omezenými prostředky, za relativně krátkou dobu a bez potřeby budovat novou kanalizaci, zajistit čištění odpadních vod u poměrně velkého počtu obcí. Tyto čistírny splňovaly a dosud plní relativně benevolentní předpisy pro vypouštění odpadní vod. Nepříliš náročná údržby těchto čistíren bohužel často znamenala pro obce posun k údržbě nulové. Známe případy, kdy obec více než deset let nevyvezla primární sedimentační nádrž. Přesto čistírna nadále plnila předepsané limity. Kal ovšem začal pronikat do kořenových polí, která se částečně degradovala. Pro takové čistírny se následně musí odbornou firmou (kořenovky.cz) připravit revitalizace na moderní technologii vertikálních filtrů.

V současné době se navrhují převážně kořenové čistírny s vertikálními pulzně skrápěnými filtry. Tato technologie splňuje požadavky na nejlepší dostupné technologie definované nařízením vlády. Pro jednotlivé domy a již existuje certifikovaná kořenová čistírna splňující parametry nejpřísnější kategorie III a PZV, tj. pro vypouštění do podzemních vod, dle nařízení vlády.

Ve světě jsou kořenové ČOV využívány u domů, obcí, měst i průmyslových aglomerací mimo jiné v Rakousku, Německu, Francii, Itálii, USA, na Blízkém východě i v Asii.

Kořenová čistička Jiřetín pod Jedlovou

Čistírny s vertikálními filtry

V současné době se v zahraničí a ČR projektují vertikální pulzně skrápěné kořenové filtry. U těchto filtrů je mechanicky předčištěná voda pulzně přiváděna na celý povrch kořenového filtru. Vertikální filtr není zatopen. Při projekci používáme 2 m² kořenového pole na jednoho obyvatele. Čištěná voda stéká po jemnozrnné náplni filtru a v převážně aerobním prostředí se čistí. Vertikálními filtry se daří čistit vodu hluboko pod limity nejlepších dostupných technologií pro BSK5, CHSKCr, NL, NH4+. V případě požadavků na čištění celkového dusíku se využívá recirkulace vody do předřazeného horizontálního filtru, který může být naplněn z části denitrifikační náplní.

V případě požadavku legislativy či vodoprávního úřadu na odstraňování fosforu, lze technologie kořenové ČOV doplnit o jeho srážení či sorpci.

Využití na venkově

Kořenové čistírny lze využívat u obcí, kde je vybudovaná kanalizace, ale i u obcí, kde je výhodnější čistit vodu decentralizovaně – tzn. samostatně u jednotlivých domů.

Kořenovky.cz

je skupina nadšenců, projektantů a stavitelů, která spolupracuje s předními odborníky z českých vysokých škol (ČVUT, VUT, ČZU), čerpá ze zahraničí (BOKU Wien, University of Vermont), a v práci tak používá nejnovější poznatky. Spolupracuje rovněž na výzkumných projektech a soustavně šíří osvětu o kořenových čističkách. Od roku 2008 se zabývá vedle technologií kořenových čistíren také přírodními zahradními jezírky, mokřady, mokřadními střechami a mokřadními fasádami. Na základě porovnání dat z odborných pracovišť i terénu a sdílení odborných informací pořádá odborné konference a semináře pro všechny zájemce.

Centrální kořenové ČOV

V praxi se často projektují kořenové čistírny na stávající jednotné kanalizaci. Stále totiž existuje mnoho obcí, z jejichž jednotné kanalizace vytéká nečištěná voda do toku. Kořenové ČOV jsou schopny fungovat na kanalizaci splaškové i jednotné, a dobře se vyrovnávají s kolísáním zatížení. Dotační zdroje státu jsou omezené. Při těchto omezených zdrojích dává smysl vybavit tyto obce kořenovými čistírnami nové generace a připojit je dočasně na stávající i když nedokonalou kanalizaci.

Příklad typické obce 150 EO – kanalizace 36 mil. Kč, čistírna 4 mil. Kč. Pokud má stát k dispozici 40 mil. Kč, může se rozhodnout, zda dokonale odkanalizuje jednu obec, nebo vytáhne z nejhoršího obcí deset. Postupně totiž lze stávající kanalizace dobudovávat. Tento přístup se ovšem nelíbí „betonářské“ lobby, která samozřejmě raději staví čistírnu s kanalizací za 40 milionů než deset za čtyři miliony.

Pokud obec žádnou původní kanalizaci nemá, nebo je neopravitelná – lze nevyhovující obecní kořenovou čistírnu napojit na systém tlakové kanalizace s předřazenou sedimentací v čerpacích šachtách. Tímto řešením se eliminuje provozní nespolehlivost tlakové kanalizace, ale zároveň se využije její ekonomická výhodnost – náklady jsou cca 50 % oproti kanalizaci gravitační. Kořenové ČOV nevadí odsedimentovaná starší voda. Pevné nečistoty se nedostanou do čerpadel tlakové kanalizace. Čímž se eliminuje její největší slabina – havárie čerpadel.

Dotace na obecní kořenové čistírny

Na obecní kořenové čistírny poskytují dotace jak kraje, tak Státní fond životního prostředí (SFŽP).

Obecní kořenová čistírna odpadních vod

Domovní kořenové ČOV s certifikátem CE

Pokud se obec rozhodne, že stavět centrální čistírnu je nereálné, může se vydat cestou domovních čistíren odpadních vod. A to buď čistíren mechanicko- biologických, jejichž výhodou je nižší cena a zabírají méně prostoru, nebo formou domovních kořenových čistíren. Ty mají výhodu v dlouhé životnosti, odolnosti proti výkyvům zatížení odpadní vodou a ve stabilním čistícím účinku. Jsou však prostorově i finančně o něco náročnější.

Od začátku roku 2021 je k dispozici první certifikovaná kořenové čistírna Filipendula 01 (dodavatel Kořenovky.cz). Lze jí využít v rámci decentralizovaného systému čištění odpadní vody dotovaném SFŽP.

Povolování

Zatímco u domovních kořenových čistíren se již se žádnými potížemi nesetkáváme, u obecních se občas setkáváme ze strany podniků Povodí s předsudky vůči kořenovým čistírnám. S kvalitním projektem a dostatečným odhodláním se však čistírnu vždy zdaří povolit a realizovat.

Mýty a dezinformace

V následujícím textu se budeme věnovat některým mýtům a dezinformacím o kořenových ČOV, které často zaznívají i ze strany zástupců Povodí.

Potřeba elektřiny na kořenových ČOV

Pokud je k dispozici spád, může i kořenová ČOV s vertikálními filtry fungovat bez elektřiny. (Např. kořenová čistírna Velká Jesenice pro 700 EO, kde se voda jen přečerpává na filtry, pro technologii čištění elektriku nepoužívá). Kořenová ČOV při stejné účinnosti jako mechanicko-biologická čistírna (MB ČOV) může uspořit více než 80 % elektřiny.

Produkce odpadů

Dobře provozovaná kořenová ČOV může potřebovat částečnou revitalizaci po 25–30 letech. Předpokládáme, že bude třeba vyměnit cca 10 % objemu čistírny. Zanesený štěrk je možné na místě recyklovat – pročistit a znovu využít. Obecní kořenové ČOV doporučujeme vybavit kalovými poli. Na kalovém poli se zavodněný kal odvodní, zkompostuje a při revitalizaci po cca 20 letech se jednorázově odveze. Uvedená KČOV Velká Jesenice po 18 letech představovala kompost z kalového pole plus z kořenových polí o objemu 88 m³ – odvezeno oficiálně na kompostárnu náklady cca 80 tis. Kč.

Revitalizace starších kořenových ČOV

Starší kořenové ČOV je možné jednoduše přestavět na kořenové ČOV s vertikálními filtry a zvýšit účinnost. Revitalizací lze dosáhnout za cca 20 % nákladů na novou ČOV při dosažení parametrů NDT (BAT). Revitalizace spočívá většinou ve vylepšení mechanického předčištění, recyklaci části štěrku kořenového pole, doplnění vertikálně skrápěné části – většinou na stávajícím kořenovém poli, případně doplnění srážení fosforu. Při revitalizaci KČOV Velká Jesenice byla provedena, s asistencí VUT Brno také revitalizace kořenové ČOV Dražovice, chystá se revitalizace kořenové ČOV Dolní Město 800 EO, probíhá revitalizace ve Sklenném, projektuje se revitalizaci kořenové čistírny ve Svatém Janu.

Bezobslužnost kořenových ČOV

V devadesátých letech bohužel vznikl mýtus o bezobslužnosti kořenových ČOV. Obce se pak o tyto čistírny v některých případech dlouhá léta vůbec nestaraly. To způsobilo jejich předčasné zanesení. Kořenové ČOV potřebují údržbu malou, ale pravidelnou.

Ekonomická stránka kořenových ČOV

Náklady na stavbu KČOV jsou srovnatelné s MB ČOV. Provozní náklady bývají u kořenových ČOV cca 20 % strojních. Rozdíl spočívá především ve spotřebě elektřiny a menším množství pohyblivých a elektrických částí, které je třeba měnit.

Výsledky čištění

Současné technologie kořenových ČOV u obcí dosahují srovnatelných výsledků s MB ČOV. U menších zdrojů znečištění ovšem s větší spolehlivostí. Zvláště u jednotlivých domů, penzionů či hotelů se uživatelé o domovní aktivační ČOV nedostatečně starají a např. dle zdrojů Povodí Ohře jich 90 % nečistí.

Domovní kořenové ČOV s vertikálními filtry jsou schopny dobře fungovat i pro zařízení jako je hotel s velmi nárazovým provozem.

Mikropolutanty

Díky dlouhé době zdržení a rozmanitosti bakteriální procesů odbourávají kořenové čistírny velmi dobře léčiva – antibiotika, hormony a podobně. Z krátkodobého měření Kořenovky.cz ve VUV TGM vyplynulo snížení u 70 % těchto látek až o dva řády.

Fosfor

Kořenové ČOV samy o sobě odbourávají fosfor srovnatelně s MB ČOV bez srážení. Pokud je třeba fosfor odstraňovat, je třeba přidat stejně jako u MB ČOV zařízení pro srážení fosforu.

Závěrem

• Moderní kořenové ČOV zvládají čistit vodu velmi kvalitně – srovnatelně s čistírnami strojními, což dokládají výsledky z domova i zahraničí.
• Spolehlivěji čistí vodu u rodinných domů, hotelů či jiných menších zdrojů znečištění s nárazovým provozem.
• Kořenové ČOV mají nižší provozní náklady
• Vyžadují větší prostor
• Starší typy lze relativně jednoduše revitalizovat na vertikální ČOV splňující požadavky na NDT
• Umožňují využití stávajících jednotných kanalizací – za stejné peníze lze vyčistit vodu z více obcí.

Michal Šperling, Sdružení Kořenovky.cz