Znečištění vodních toků v České republice

Světový den vody se koná každoročně dne 22. března k vyvolání pozornosti významu vody a potřeby obhajovat udržitelné nakládání s vodními zdroji. Tato tradice byla zahájena v roce 1993, kdy byl Valným shromážděním Organizace spojených národů (OSN) 22. březen vyhlášen Světovým dnem vody. Mottem Světového dne vody 2017 je „Waste Water“ (Odpadní voda).

Jako připomenutí motta letošního Světového dne vody se rozhodla redakce přinést krátký shrnující článek o stavu čištění odpadních vod v České republice. Příspěvek bude zaměřen na čištění městských odpadních vod, které představují směs splaškových vod z domácností, průmyslových odpadních vod, ve městech s jednotnou kanalizací dále vod srážkových a konečně vod balastních (např. průnik vod podzemních).

Průmyslové odpadní vody, pokud se čistí v samostatných ČOV, byly i v minulosti jako zdroj nebezpečného znečištění dobře ošetřeny a ani dnes nepředstavují za běžných situací významnější vodohospodářský problém.

Podle tzv. Modré zprávy MŽP & MZe žilo v roce 2015 v domech připojených na kanalizaci 8,882 mil. Délka kanalizační sítě byla v roce 2015 prodloužena o 627 km a dosáhla 45 884 km. Do kanalizací bylo vypuštěno (bez zpoplatněných srážkových vod) celkem 445,5 mil. m3 odpadních vod. Z tohoto množství bylo čištěno 97 % odpadních vod (bez zahrnutí vod srážkových), což představuje 432 mil.

Údaje uvedené v tabulce 1 řadí Českou republiku v rámci EU mezi vodohospodářsky nejvyspělejší země, neboť těchto čísel nedosahuje ani řada tradičních členských zemí EU. To je mj. dáno i dobrou výchozí pozicí při vzniku ČR, neboť již na konci období socialismu v r.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Podle serveru www.enviprofi.cz (Mgr. Vytejčková, MŽP) se celkový počet ČOV pro veřejnou potřebu v ČR oproti roku 2000 více než zdvojnásobil na 2 445 do konce roku 2014. V roce 2015 přibylo tedy dalších 50 ČOV. V současné době mají všechny aglomerace nad 10 000 EO zajištěno terciární čištění, i když ne všechny plní požadavky směrnice na limity jakosti vypouštěných odpadních vod. Nejproblematičtější zůstává Ústřední ČOV Praha.

Ke konci roku 2013 chyběly odpovídající ČOV u 11 aglomerací o velikosti 2 000-10 000 EO. Primární čištění - mechanické ČOV, sekundární čištění - mechanicko-biologické ČOV bez odstraňování dusíku a fosforu, terciární ČOV - mechanicko-biologické ČOV s dalším odstraňováním dusíku a/nebo fosforu. To se liší od terminologie zavedené v čistírenské praxi, kdy odstraňování dusíku a fosforu se běžně zahrnuje pod pojem „sekundární“ čištění a „terciární“ čištění je vyhrazeno pro dočišťování stávajících odtoků z čistíren odpadních vod. Jejich členění je patrné z obr.

Z těchto grafů je zřetelné, jak se podíl obyvatel výrazně zvyšuje s velikostí obce, resp. čistírny odpadních vod.

V roce 2015 byla dle šetření Českého statistického úřadu průměrná cena bez DPH pro vodné 35,60 Kč/m3 a průměrná cena pro stočné představuje po zpřesnění metodiky výpočtu 30,70 Kč/m3. V roce 2016 dochází k dalším úpravám. Např. Celková cena vody v Praze představuje zhruba celorepublikový průměr pro rok 2017. Ovšem nikde jinde není slovo „průměr“ ošemetnější než u ceny vody, neboť tato značně kolísá od místa k místu dle vlivu mnoha faktorů.

Jak je patrno z tabulky 2, je i v České republice dominantním způsobem biologického čištění odpadních vod aktivační proces. Ten byl objeven a popsán poprvé v Manchesteru, UK, chemiky Ardernem a Lockettem. Podrobněji je objev aktivačního procesu popsán např. Záhy po skočení 1. světové války vypukly patentové spory okolo priority řešení některých technických detailů procesu. Skutečný rozmach procesu v celosvětovém měřítku nastal tak až po skončení 2. světové války, po vypršení platnosti sporných patentů. Také v tehdejším Československu se v meziválečném období postavila pouze jedna demonstrační aktivační čistírna v Praze-Jinonicích.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Skutečný vývoj i teoretické poznávání různých stránek procesu nastaly v plné míře rovněž až počátkem 50. Rozvoj aktivačního procesu po druhé světové válce ve větším měřítku se zpočátku odehrával na empirickém principu. Základem navrhování aktivačních systémů byla data z laboratorních modelů. Tento postup ovšem narážel na problémy zvětšování měřítka. Proto se ještě často přistupovalo k nákladným poloprovozním testům.

V důsledku převažujícího stavebně-inženýrského přístupu byly rozhodujícími parametry hydraulická doby zdržení a hydraulické zatížení, zatímco vliv koncentrace biomasy aktivovaného kalu a její zatížení nebyly zdaleka tak významné. Tento přístup se radikálně změnil po průlomových pracích o reaktorovém inženýrství a kinetice Octave Levenspiela, jehož myšlenky byly shrnuty v celosvětově uznávané učebnici Chemical Reaction Engineering (John Wiley, New York, 1972), která se stala „biblí“ moderního chemického inženýrství.

V poměrech tehdejšího Československa našel tento nový přístup k aktivačnímu procesu velice záhy ohlas i na Katedře technologie vody VŠCHT Praha, vedené profesorem Maděrou. Výsledkem těchto studií na VŠCHT bylo zavádění koridorových aktivací s přepážkami, případně předřazování kontaktní zóny před hlavní reaktor (tzv. selektorová aktivace).

Inženýrské přístupy a kinetická selekční teorie postačovaly k popisu aktivačního procesu, pokud se používal k odstraňování hlavně organického znečištění. Koncem 80. let 20. století, kdy se rozšiřovalo používání systémů s nitrifikací, denitrifikací i biologickým odstraňováním fosforu, začínalo být patrné, že bez bližších znalostí o interakcích jednotlivých fyziologických skupin mikroorganismů nelze řešit provozní problémy, které se začaly objevovat (např. nestabilita nitrifikace, výskyt biologických pěn).

Jako reakce na tyto problémy se vytvořilo odvětví studia aktivačního procesu, které se nazývá populační dynamika aktivovaného kalu. Součástí tohoto vývoje byla i formulace prvních použitelných matematických modelů aktivačního procesu, zejména pak ASM1. V Československu vedla aplikace znalostí populační dynamiky k vývoji varianty aktivačního procesu, kdy se nitrifikace a denitrifikace v hlavní lince kombinují s regenerací zásobní kapacity buněk v regenerační zóně umístěné v proudu vratného kalu.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Tak vznikl u nás velmi rozšířený tzv. R-D-N (nebo R-An-D-N) proces, který kombinuje stabilní odstraňování nutrientů s dobrými sedimentačními vlastnostmi aktivovaného kalu. Dalším studiem dějů v regenerační zóně se dospělo k vývoji metody bioaugmentace nitrifikace in situ v regenerační zóně, která se dnes používá na desítkách městských ČOV od středních až po tu největší, tj. ÚČOV Praha, a to jak na stávající vodní lince, tak na nově budované vodní lince.

Vývoj aktivačního procesu od prostého odstraňování uhlíkatého znečištění až po systémy kombinovaného odstraňování org. C, dusíku a fosforu si vyžádal i značný pokrok v mikrobiologii aktivačního procesu. Klasické mikrobiologické metody již nemohly často poskytovat reálný obraz o mikrobiálním složení aktivovaných kalů, neboť většinu mikroorganismů aktivovaného kalu nebylo možno získat v čistých kulturách. Ani kultivační metody však neposkytovaly věrný obraz o složení aktivovaného kalu, neboť výsledkem kultivací byly spíše nejsnáze kultivovatelné mikroorganismy místo těch nejrozšířenějších.

Proto byly od 90. let 20. století vyvíjeny a v mikrobiologické praxi používány metody založené na znalostech složení sekvencí nukleotidů DNA charakterizující jednotlivé mikroorganismy. Byla vyvinuta syntéza látek, které specificky reagovaly s určitými sekvencemi a které ve své molekule nesly nějakou značkovací látku pro snazší identifikaci (tzv. genové sondy). Výhodou těchto sond při jejich aplikaci metodou FISH (flourescenční in situ hybridizace) je, že nevyžadují přítomnost mikroorganismu v čisté kultuře, ale reagují s daným mikroorganismem specificky i ve směsi. To bylo velice záhy prokázáno při aplikaci této metody na identifikaci mikroorganismů v aktivovaném kalu.

Rozvoj využití matematických modelů pro řízení aktivačního procesu byl umožněn postupující technikou v získávání potřebných dat, a to jak na základě kinetických a respirometrických měření, tak kontinuálním on-line měřením. V současné době jsou k dispozici metody kontinuálního měření těchto parametrů vstupujících do matematického modelu: rozpuštěný kyslík, amoniakální a dusičnanový dusík, koncentrace biomasy a případně i hodnota CHSK.

V rámci IWA působí skupina postupně precizující správné postupy při matematickém modelování. Byl vypracován tzv. unifikovaný modelovací protokol, který určuje, která všechna data, z jakých míst a s jakou četností je nutno získat pro kalibraci, verifikaci i používání modelu. Současné systémy řízení využívají nejčastěji jednoduchý matematický model ASM1, který simuluje odstraňování organického znečištění, nitrifikaci a denitrifikaci.

Současná legislativa na úseku čištění odpadních vod v ČR vychází z principů příslušných směrnic Evropské unie (91/271/EEC a 2000/60/EC) a navazuje na tradici předchozí legislativy, která byla ve směru k čištění odpadních vod mimořádně dobře a prozíravě koncipována (zákon o vodách č. 138/1973 Sb. a prováděcí nařízení vlády č. 25/1975 Sb.). Určitým potvrzením kvality této původní právní úpravy je fakt, že vodní zákon byl celý změněn až v roce 2001 po předchozí novele o ochranných pásmech (zákon č. 14/1998 Sb.) a doplněn po změně nařízení vlády o úplatách na zákon č. 58/1998 Sb. (zákon o poplatcích za vypouštění odpadních vod do vod povrchových).

Nařízení vlády bylo změněno až v roce 1992 (č. 171/1992 Sb.), přičemž seznam ukazatelů množství látek v povrchových vodách zůstal zachován v tomto i dalším nařízení vlády (č. 82/1999 Sb.). Stávající vodní zákon (zákon č. 254/2001 Sb., v platném znění) se zabývá čištěním odpadních vod v Díle 5 „Ochrana jakosti vod“. V paragrafu 38 v odst. 3 je ukládána povinnost: „Kdo vypouští odpadní vody do vod povrchových nebo podzemních, je povinen zajišťovat jejich zneškodňování v souladu s podmínkami stanovenými v povolení k jejich vypouštění.

Dále se v tomto paragrafu v odstavci 8 konstatuje: „Při povolování vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních stanoví vodoprávní úřad nejvýše přípustné hodnoty jejich množství a znečištění. Při povolování vypouštění odpadních vod do vod povrchových je vázán ukazateli vyjadřujícími stav vody ve vodním toku, normami environmentální kvality, ukazateli a hodnotami přípustného znečištění povrchových vod, ukazateli a přípustnými hodnotami znečištění odpadních vod a náležitostmi a podmínkami povolení k vypouštění odpadních vod, včetně specifikací nejlepších dostupných technologií v oblasti zneškodňování odpadních vod a podmínek jejich použití, které stanoví vláda nařízením.

Od roku 1992, kdy bylo přijato první nové nařízení vlády (č. 171/1992 Sb.) od nařízení č. 25/1975 Sb., bylo nařízení vlády změněno celkem 4x (č. 82/1999 Sb., č. 61/2003 Sb., č. 229/2007 Sb. a č. 23/2011 Sb.). V současné době platí již páté nařízení vlády č. 401/2015 Sb., ovšem již od května 2016 je na Úřadu vlády „zaparkovaná“ další novela tohoto nařízení vlády, která mění limity pro nejlepší dostupné technologie v oblasti zneškodňování odpadních vod a podmínky jejich použití. Pokud bude tato novela skutečně přijata, většina stávajících ČOV bude muset mohutně investovat do dalšího stupně čištění (terciárního srážení fosforečnanů).

V roce 2015 byla připravena i zásadní novela vodního zákona týkající se poplatků za odběr vody a za vypouštění zbytkového znečištění. Nenašla se však potřebná politická vůle tuto novelu přijmout. Přesto však bude v nejbližší době nutno sladit poplatky za vypouštěné znečištění odpadních vod s realistickými, a nikoli likvidačními BAT limity v nařízení vlády. Legislativa by měla mít i motivační účinek a zájmy ochrany vodního prostředí prosazovat rychlostí, která je v souladu s ekonomickými možnostmi a nikoli skokově.

Aktivační proces se používá ve světě i u nás v řadě modifikací jak konstrukčních, tak technologických. Počet modifikací se ještě zvyšuje v případě aktivačního procesu s biologickým odstraňováním nutrientů. Přesto však lze najít určité varianty, které jsou v té které zemi používány častěji než jiné.

i. Aktivační systémy se pro menší a střední ČOV realizují často jako oběhové, ovšem nikoli se simultánní nitrifikací a denitrifikací, ale častěji s řízeným střídáním oxických a anoxických podmínek přerušovanou aerací. Typické je také použití koridorových aktivací, které umožňuji za sebou řazení anaerobní, anoxické i oxické zóny. Přitom lze proměnlivým zaúsťováním interní recirkulace měnit poměry mezi objemem anaerobní a anoxické sekce a spolu s s možností vypínání a zapínání části aeračních elementů i měnit poměry mezi anoxickou a oxickou sekcí. Příklad takového moderního flexibilního uspořádání aktivačního systému s regenerací a bioaugmentací in situ je na obr.

ii. K modernímu aktivačnímu systému patří i účinné promíchávání neprovzdušňovaných zón míchadly, jejichž lopatky jsou uzpůsobeny mírnému zacházení s vločkami aktivovaného kalu. Současné aktivační systémy jsou provzdušňovány téměř výhradně jemnobublinnými aeračními systémy (obr. 7) s použitím membránových difuzérů, které umožňují potřebnou flexibilitu v objemech nitrifikačních a denitrifikačních zón. Zdrojem tlakového vzduchu jsou rychloběžná dmychadla, jejichž kapacitu lze v určitém rozsahu plynule měnit dle aktuální potřeby vzduchu.

iii. Právě účinná regulace dodávky vzduchu byla prvním úkolem pro instalované systémy on-line měření. Skutečné úspory vzduchu lze dosáhnout jen kombinací měření kyslíku s měřením koncentrací amoniakálního a dusičnanového dusíku. Signály ze sond jsou zpracovány buď nějakým předepsaným algoritmem, nebo matematickým modelem aktivačního procesu a systém pak ovládá např.

iv. Od stávajících aktivačních systémů (ve spojení se správně navrženými a dimenzovanými dosazovacími nádržemi) se očekává i jistá kvalita odtoku. Současné špičkové aktivační čistírny mohou dosahovat dlouhodobě těchto odtokových kritérií (definice typu vzorku a způsobu vyhodnocení podle nař. vl. č. **) K dosažení této dlouhodobě garantovatelné hodnoty je nutno použít terciární srážení fosforu (tj.

Jedním z největších přetrvávajících problémů je čištění odpadních vod z malých sídel. Nejedná se jen o malé procento čištěných odpadních vod v sídlech pod 2 000 EO (obr. 2), ale také o problémy s vhodnou technologií pro malé a zejména domovní ČOV (domovní ČOV s kapacitou do 500 EO). Malé čistírny mají svá mnohá specifika a v žádném případě je nelze projektovat nebo konstruovat jen jako zmenšené ČOV pro větší sídla. Specifika malých čistíren spočívají zejména ve velkém kolísání množství a složení odpadních vod, náchylnosti biologické části k toxickým látkám z domácností (např. vypouštění dezinfekčních prostředků při velkém víkendovém úklidu), v nárocích na robustní strojní vybavení, což je ovšem v rozporu s omezenými finančními možnostmi malých investorů či rodin, a v problémech při zajišť...

tags: #znečištění #vodních #toků #nad #2,5 #km

Oblíbené příspěvky:

• Euro emisní normy
• Výskyt a ochrana česneku medvědího
• Inteligentní ženy a pocit ohrožení
• Cena likvidace eternitu Vsetín
• Měkké plasty a recyklace v ČR