Kořenová čistírna: Princip fungování a výhody

Kořenové čistírny odpadních vod získávají pro svou provozní nenáročnost a nulovou spotřebu energie čím dál větší oblibu v České republice i v zahraničí. Kořenová čistírna odpadních vod je plnohodnotná a v mnoha ohledech i lepší varianta pro likvidaci splaškových vod.

V následujícím článku bychom Vám rádi představili kořenové čistírny odpadních vod z hlediska jejich principů, parametrů, ekonomiky výstavby a provozu. Kořenové čističky (odborně mokřadní čistírny nebo obecněji umělé mokřady - z anglického treatment wetlands, respektive constructed wetlands) jsou jednou z nejspolehlivějších přírodě-blízkých technologií pro čištění odpadních vod.

Lze je využít pro nejrůznější druhy odpadních vod - z obecní kanalizace, individuálních objektů, nemocnic, některých průmyslových odvětví, skládek, dešťových vod, bazénů a koupališť atd. Lze ji využít jako domovní pro jednu domácnost, jeden rodinný dům, pro hotel i pro celé obce.

Princip fungování kořenové čistírny

Princip všech kořenových čistíren odpadních vod je stejný. Odpadní voda je čištěna pomocí mechanických a následně biologických postupů. Kořenová čistírna funguje jako umělý mokřad, kde čištění zajišťují mikroorganismy usazené na povrchu štěrkové náplně kořenového filtru i na kořenech mokřadních rostlin.

Kořenová čistírna odpadních vod je založena na využití přírodních samočisticích procesů. Odpadní voda je vedena systémem mokřadních rostlin a filtračních substrátů, v nichž dochází k postupnému odstraňování znečištění. Při průtoku jednotlivými vrstvami se na kořenovém systému rostlin uplatňují bakterie a další mikroorganismy, které rozkládají organické látky i vybrané škodliviny. Výsledkem je technologicky jednoduché, provozně stabilní řešení šetrné k životnímu prostředí.

Čtěte také: Recenze ekologické čistírny

Čištění odpadní vody v kořenové čistírně probíhá nejprve formou mechanického předčištění - odstranění pevných nečistot a anaerobní předčištění v septiku nebo štěrbinové nádrži a následného dočištění v kořenových filtrech. Z mechanických to jsou různá česla, přepady a síta, které slouží k zachycení mechanických nečistot. Odpadní voda zbavena hrubých nečistot pak dále odtéká do části, kde probíhá biologické čištění vody.

Samotný kořenový filtr tvoří nepropustné nádrže vyplněné kačírkem nebo štěrkem, kterými velmi pomalu protéká znečištěná voda. Tato nádrž je vyplněna pískem či štěrkem a v něm jsou zasazeny specifické druhy rostlin. V kačírku jsou zasázeny mokřadní rostliny, které zajišťují čištění vody společně s mikrobiálním povlakem na povrchu kamínků kořenového filtru. Rostliny, kterými bývají kořenové čistírny osázeny a od kterých získaly jméno nemají hlavní vliv na čistění, plní funkci estetickou a doplňkovou.

Koncepce čistírny je provozně velmi jednoduchá, čisticí funkce probíhá přirozeně a soběstačně, role člověka je v ní nutná, ale minimální. Provoz spočívá v čištění trubních vedení a objektů a v odstraňování suchých rostlin v zimním období.

Typy kořenových čistíren

V odborné literatuře se kořenové čističky dělí podle směru proudění vody (horizontálně nebo vertikálně) a podle toho, zda voda teče pod povrchem filtrační náplně (štěrku/písku), nebo má tzv. volnou hladina (je vidět na první pohled).

Horizontální kořenové filtry

Takzvaná první generace kořenových čistíren byla tvořena výlučně horizontálními kořenovými filtry. Kořenová čistírna s horizontálním průtokem je štěrkové lože, kterým voda protéká vodorovně pod povrchem. Zvenku vypadá jako zarostlý záhon rákosu (nebo jiných mokřadních rostlin).

Čtěte také: Moderní technologie v čistírně

Většina prostředí je anaerobní (bez kyslíku), takže se tu daří procesům, které rozkládají organické látky. Tyto procesy jsou však mnohem pomalejší než když je dostupný kyslík pro bakterie. Tato kořenovka tedy může mít sice vysokonou účinnost pro BSK a CHSK, ale je to vykoupené velkou plochou. Velmi nízká účinnost je pak u redukce amonikálního dusíku, což by dnes měl být standard pro každou čistírnu.

Vertikální kořenové filtry

Hlavní změnou v druhé generaci je doplnění horizontálních kořenových filtrů o filtry vertikální. U tohot typu kořenovky, jak je z názvu patrné, protéká voda vertikálně a to seshora dolů. Voda se na povrch filtračního lože přivádí v krátkých dávkách (pulzech) a to pomocí speciální dávkovací šachty nebo dostatečně výkonného čerpadla.

Voda proteče vertikálně dolů, kdy se střídají vlhké a suché fáze. Díky tomu se znečištěná voda dobře okysličuje a probíhá tu (na rozdíl od předchozího typu) nitrifikace - přeměna amoniaku na dusičnany. Mohou fungovat i bez elektrické energie, ale jen u dostatečně svažitých pozemků. Dobře odstraňují amoniak (narozdíl od HF) i CHSK a BSK. Nevýhodou oproti modernějším typům je stále celkem velká plocha a tím daná vyšší investice.

Z těchto důvodů jsou v KČOV II. generace navrhovány kombinace horizontálních a vertikálních kořenových filtrů, kdy impulsně plněné podzemní vertikální kořenové filtry zajišťují odstraňování dusíkatých znečištění i v zimě.

Hybridní systémy

Hybridní sestavy se uplatňují zejména u obcí nebo třeba u průmyslových odpadních vod. Kombinací různých typů kořenových čistíren v různých sestavách se dají velmi kvalitně čistit různorodé typy odpadních vod.

Čtěte také: ČOV a kogenerace

Výhody kořenových čistíren

Mezi klíčové výhody kořenových čistíren patří nulová spotřeba elektrické energie, minimální požadavky na údržbu a schopnost čistit všechnu vodu z domácnosti. Jsou nenáročné na údržbu, s nízkou nebo žádnou spotřebou elektrické energie a fungují i tam, kde jiné technologie selhávají. Navíc, kořenové čistírny II. generace dosahují lepších čisticích účinků a jsou schopny dosahovat podstatně lepších parametrů, než požaduje legislativa, především v oblasti ukazatelů znečištění BSK5, CHSKcr, NL, NH4+, P, a dále pak u těžkých kovů, aniontových tenzidů, některých běžně užívaných medikamentů a dalších látek.

Další výhodou je, že nevyžadují napojení na el. energii. Tento provoz potom umožní stanovení ceny stočného na 6 - 13,- Kč/m3 čištěné odpadní vody, což je oproti klasickým čistírnám, kde se ceny stočného pohybují kolem 20 - 25,- Kč/m3, značně méně.

Náklady na výstavbu a provoz

Investiční náklady kořenové čistírny závisí na konstrukčním řešení, morfologii terénu a dostupnosti pozemku. Ceny u klasických KČOV první generace se pohybují kolem 15 tis. Kč / ekvivaletního obyvatele (dále jen EO). U čistíren druhé generace se ceny pohybují v kolem 20 tis. Kč. Je nutno uvažovat cca 5m²/EO účinné čisticí plochy a další prostor pro budoucí rozvoj, obslužnou komunikaci a manipulační plochu.

V ekonomické stránce kořenových čistíren hrají největší roli provozní náklady, které jsou oproti běžným čistírnám podstatně nižší. KČOV vyžadují jen jednoduchou manuální obsluhu, proto si je většina obcí provozuje sama. Provozní náklady KČOV jsou určeny převážně možnostmi obce v zajištění pracovníka obsluhy, který tvoří cca 60 % provozních nákladů.

Příklady provozních nákladů KČOV

• KČOV Chmelná 150 EO: provoz cca 40 tis. Kč (klasická ČOV - provoz cca 180 tis. Kč)
• KČOV Hostětín 240 EO: provoz cca 40 tis. Kč (klasická ČOV - provoz cca 300 tis. Kč)
• KČOV Dražovice 780 EO: provoz cca 300 tis. Kč (klasická ČOV - provoz cca 950 tis. Kč)
• KČOV Spálené Poříčí 1400 EO: provoz cca 240 tis. Kč (klasická ČOV - provoz cca 1 500 tis. Kč)

Obecní kořenové čistírny můžou získat dotace z Operačního programu Životního prostředí stejně jako klasické čistírny.

Zápach a zanešení

KČOV jsou dnes již navrhovány pouze jako podpovrchově protékané kořenové filtry, z tohoto důvodu je téměř nulový výpar přímo z vodní hladiny v kořenovém filtru. Skrze filtrační substrát (kamenivo), které lze v povrchové části navrhnout velmi jemné, pak v praxi zápach ven z filtru neprojde. Veškerý výpar z čistírny je zajištěn skrze listy mokřadní vegetace, což je i mnohem efektivnější co do objemu výparu.

K zanesení (zakolmatování) dochází po desítkách let. Tento jev nemá žádný negativní vliv na účinnost čištění KČOV. Po několika letech je pak nutná výměna cca 3 - 5 m nátokové části kořenového filtru, která je nejvíce zatížena. Kamenivo lze buď vyprat a uložit zpět a nebo úplně vyměnit za nové. Co se likvidace týká, nejde o nebezpečný odpad, což prokázalo náhodných 8 měření ve starých kořenových filtrech. Vytěžené kamenivo tedy lze uložit do běžného zásypu.

Zimní provoz

Zimní období představuje pro mokřadní rostliny období vegetačního klidu, ale většina čistících procesů pokračuje v jen o něco menší účinnosti. Kořenová čistírna je na zimní období dimenzována, aby splnila požadované limity i v zimě. Při čištění převládá v horizontálních KČOV anaerobní čištění, které je dimenzováno na teploty odpadní vody ze zimního období. Vegetační klid rostlin má za následek snížení účinnosti pouze pro dusíkaté znečištění v horizontálních KČOV, na funkci vertikálních filtru zima významný vliv nemá.

Rekonstrukce kořenových čistíren po zanešení je další častou otázkou. Orientačním výpočtem dojde k zakolmatování celého kořenového filtru po 30 - 40 letech. Skutečná doba kolamtace závisí na zátížení kořenové čistírny a správném navržení a provozu mechanického předčištění.

tags: #kořenová #čistírna #princip #fungování

Oblíbené příspěvky:

• Zázraky Přírody: Davový Efekt
• Zkušenosti s CK Ceres
• Relaxační budík a příroda
• Stavební odpad v ČR
• Efektivnější zpracování odpadu v Brně