Kanalizace a ČOV

Odborné články z oboru odvodnění a čištění odpadních vod - kanalizace, odpadní vody, dešťové vody, objekty na stokové síti, čistírny odpadních vod, atd.

Vybrané články prošly nezávislým recenzním řízením. Informace o recenzentech jsou připojeny na závěr článků.

 

Znovu využívání tepelné energie z odpadní vody se stává jedním z hlavních témat ve světě i v České republice. Aplikací tepelných výměníků lze uspořit až 40% tepelné energie vznikající v domácnostech, která je v drtivé většině případů odvedena do stokového systému a dále vypouštěna do vodního recipientu a tudíž nevyužita. Přitom využití tepelné energie se přímo nabízí, a to jak v liniových objektech jako jsou kanalizační potrubí, tak i v objektech na kanalizační síti nebo v místě vzniku odpadní vody. Pro účely rekuperace lze využít přímých výměníků tepla nebo systémů s tepelnými čerpadly. Zařazením výměníků tepla do stokového systému lze zvýšit energetickou efektivitu a tím dosáhnout značného snížení spotřeby primární energie obnovitelnými a druhotnými zdroji, např. vyrobené spalováním fosilních paliv. Systémy využívání tepla z odpadní vody nabízí nejen využití obnovitelných zdrojů energie, ale také zajímavou návratnost investice.

Nakládání s čistírenským kalem jako s odpadem se s ohledem na obsah polutantů, ale i jeho cenných složek se stalo aktuálním tématem nejen v Evropské unii (EU), ale již také v České republice (ČR). Legislativní omezení spojená se zákazem skládkování neupravených odpadů a s omezením přímé aplikace do zemědělské půdy nutí provozovatele čistíren odpadních vod (ČOV) i provozovatele zařízení na využití, či úpravu odpadů hledat technicky a ekonomicky akceptovatelná řešení pro nakládání s čistírenským kalem. Pro většinu středně velkých a velkých ČOV se tak stává řešením pásové sušení kalů, které může poskytnout spolehlivou hygienizaci kalu. Článek popisuje návrh pásových sušáren čistírenského kalu, které jsou určeny k redukci hmotnosti produkovaného čistírenského kalu, a umožňují zlepšovat vlastnosti čistírenského kalu spojené s jeho uchováváním a dalším nakládáním a v neposlední řadě napomáhají připravit čistírenský kal pro jeho případnou materiálovou transformaci odpadu do podoby dále využitelného produktu v souladu s principy Oběhového hospodářství, v EU označované jako Cirkulární ekonomika.

Kalové hospodářství na čistírnách odpadních vod (ČOV) se stává jedním z častých diskutovaných témat v Evropské unii (EU) zejména ve spojení s pojmem cirkulární ekonomiky, tedy oběhového odpadového hospodářství. V mnoha členských zemí EU je toto téma spjato se zákazem skládkování a přímé aplikace čistírenských kalů (ČK) na zemědělskou půdu. Současná omezení aplikace ČK do zemědělství jsou spojena s obsahem těžkých kovů (TK), patogenních organismů, organických polutantů a mikroplastů. Jako perspektivní technologie kalového hospodářství na ČOV se jeví termické zpracování spojené se spalováním, zplyňováním a pyrolýzou. Pyrolýza, vč. slabé pyrolýzy označované jako torrefakce, představuje metodu pro transformaci ČK jako odpadu do podoby produktů k materiálovému využití. Těmito produkty jsou pevný uhlíkatý produkt (často označovaný jako biochar), pyrolýzní olej a pyrolýzní plyn. Dle literatury pyrolýza ČK umožňuje transformaci TK, tedy snížení obsahu TK v biocharu. Naopak zachován je obsah fosforu a dusíku, které jsou zde ve formě vhodné pro aplikace v zemědělství. Nízkoteplotní mikrovlnná torrefakce (MT) ČK je aplikována v laboratorním a full-scale měřítku na výzkumném centru AdMaS. MT ČK má potenciál řešení jak pro středně velké zdroje znečištění, tak i výhledově pro menší zdroje znečištění pro ČOV s kapacitou do cca 10 000 EO, u kterých by bylo možné využít mobilní MT jednotky pro zpracování vysušených ČK. Současný aplikovaný výzkum zaměřený na MT ČK naplňuje principy cirkulární ekonomiky, směřuje k redukci uhlíkové stopy, transformaci TK a k rozvíjí možnosti aplikace biocharu do zemědělství.

MIKE WEST je simulační software určený pro dynamické modelování a simulaci procesů na čistírnách odpadních vod. Předmětem článku je ukázka použití tohoto softwaru pro simulaci procesů na pilotní lokalitě ČOV Žďár nad Sázavou. Jedná se o namodelování a kalibrování tohoto modelu na reálných provozních datech pro budoucí optimalizaci procesů na řešené ČOV.

Zneškodňování odpadní vody z malých zdrojů a to především rodinných domů, penzionů nebo rekreačních objektů, v lokalitách rozptýlené zástavby, kde není veřejná stoková síť s napojením na centrální čistírnu, je problémem, který vede k zamyšlení, jakým způsobem odvést vyprodukovanou odpadní vodu z těchto objektů. V současné době existuje několik možných způsobů zneškodnění odpadních vod z malých zdrojů znečištění, jak tuto problematiku řešit.

Článek popisuje možnosti a výhody plovákových regulátorů, štítových česlí a štítových oddělovačů, jako zařízení sloužící k regulaci a mechanickému předčištění odpadních vod z odlehčovacích komor. Zařízení může sloužit k regulaci průtoku vod v jednotných i oddílných stokových sítích. Principiálně jsou všechna popisovaná zařízení založena na plováku vertikálně se pohybujícím v závislosti na výšce okolní vodní hladiny. Způsob instalace je závislý na konkrétních rozměrech a typu odlehčovací komory. Použité materiály vyhovují podmínkám při dlouhodobém styku s odpadní vodou. Dlouhodobými laboratorními a praxí ověřenými zkouškami byla zjištěna vysoká efektivita a spolehlivost zařízení. V druhé části článku je vyhodnoceno použití štítových česlí v rámci akce Klatovy - čisté město.

Archimédův šroub je s ohledem na svou jednoduchost, nízké provozní náklady, minimální riziko ucpání, dlouhou životnost, snadnou regulaci využíván ve vodním hospodářství jako čerpadlo s využitím zejména na vstupních čerpacích stanicích odpadních vod na čistírnách odpadních vod (ČOV) a dále pak obráceně jako turbína pro generování elektrické energie v rámci malých vodních elektráren (MVE). Nejedná se však jen o tato využití, ale podle dostupných zahraničních studií je možné využít kombinaci Archimédovy turbíny pro generování elektrické energie s obrácených šroubem v podobě čerpadla pro dopravu vodních organismů, zejména ryb proti proudu vody.

Snížení koncentrace mikropolutantů v odpadní vodě prostřednictvím pevného uhlíkatého produktu mikrovlnné torefakce

Mikrovlnná torefakce je zástupce termálních procesů transformace odpadu do podoby dalších produktů, mezi které patří mimo jiné i pevný uhlíkatý produkt - biochar. Biochar je velmi všestranný produkt, který lze použít pro různé účely. Prezentovaný pokus popisuje využití biocharu ve filtračních kolonách, který je možné využít jako filtrační materiál. Cílem tohoto pokusu bylo redukovat znečištění ve formě vybraných rozpuštěných mikropolutantů v syntetické odpadní vodě. Výsledky pokusu ukazují, že biochar má schopnost odstraňovat sledované mikropolutanty, v tomto případě vybraná léčiva, z odpadních vod, ovšem jeho účinnost je značně závislá na typu sledovaných léčiv a pohybuje se v průměru kolem 35 %. V současné době je transformace odpadu do podoby materiálu velmi aktuální, a to nejenom pro možnosti transformace rozmanitého organického odpadu pro následné snížení mikropolutantů v odpadních vodách na odtoku z čistíren odpadních vod.

Zděné stoky

Článek popisuje výstavbu zděných stok v zahraničí, České a Slovenské republice. Ze zahraničních měst jsou popsány zděné stokové systémy v městě Londýn a Birmingham. Město Londýn má jeden z nejdelších zděných kanalizačních systémů, který je i přes své stáří plně funkční i dodnes. V České republice se zděné stoky vyskytují nejčastěji v hlavním městě Praze a Plzni. V městě Brně je zaznamenáno pouhých 271 m zděných stok. V Slovenské republice se zděné stoky vyskytují v Bratislavě, Komárně, Prešově. Zděné stoky se vyznačují svou dlouhou životností, ale také vyššími náklady na výstavbu. Zděné kanalizační systémy byly v České republice z velké části realizovány v průběhu 19. století. V dnešní době se při stavbě větších dimenzí stok používají spíše kameninové nebo betonové a železobetonové prefabrikáty. Pro menší dimenze se používají spíše trouby plastové a řada dalších materiálů. Kanalizační systémy z kanalizačních cihel díky kvalitní dobové výstavbě a odolnosti kanalizačních cihel bývají ve velkých městech hlavními páteřními stokami městského odvodnění.

Nakládání s čistírenským kalem jako s odpadem se s ohledem na obsah těžkých kovů, xenobiotik, mikropolutantů, mikroplastů a dalších nebezpečných látek stává jedním z hlavních témat v Evropské unii (EU), ale také v České republice (ČR). Přepokládaná změna legislativy v ČR spojená se zákazem skládkování neupravených odpadů a s omezením přímé aplikace do zemědělské půdy nutí vlastníky a provozovatele čistíren odpadních vod hledat technicky a ekonomicky akceptovatelná řešení pro nakládání s čistírenským kalem. Článek popisuje možnosti sušení čistírenského kalu za účelem snížení redukce hmotnosti, zlepšení podmínek pro uchovávání a nakládání s kalem a v neposlední řadě k předpřípravě pro materiálovou transformaci odpadu v souladu s principy Oběhového hospodářství (v EU označované jako Cirkulární ekonomika) do výsledného produktu prostřednictvím: torefakce, spalování, zplyňování nebo pyrolýzy.

V poslední době je kladen stále větší důraz na odstraňování emisí zápachu z různých objektů na stokové síti a ČOV. Hlavně při umístění čerpacích stanic a ČOV v blízkosti bytové zástavby jde o fenomén, který může velmi negativně ovlivňovat nejenom životní prostředí v dané oblasti, ale i sousedské vztahy a image provozovatele vůbec.