Obsah - ČSVH - Česká společnost vodohospodářská

OBSAH:
Úvodník
Ing. Bohumil Kujal
Str. 1
Provozování vodojemů
doc. Ing. Iva Čiháková, CSc.
Str. 3
Zásady uspořádání malých vodních nádrží určených k úpravě jakosti vody
prof. Ing. Jan Šálek, CSc.
Str. 8
Rekonstrukce, intenzifikace a modernizace čistíren odpadních vod v povodí řeky Radbuzy
Ing. Jiří Kaňka
Str. 12
Využití recirkulačních systémů k intenzivnímu chovu ryb
doc. Ing. Jan Kouřil, Ph.D., Ing. Bohumil Kujal
Str. 16
Rekonstrukce vodovodních přivaděčů
Ing. Petr Baránek
Str. 20
Eutrofizace vod v ČR – problém ekologický, vodohospodářský a socio-ekonomický
doc. Ing. Josef Hejzlar, Csc.
Str. 23
Aktualizovaný seznam členů ČSVH
Ing. Jana Máchová
Str. 25
Adresa ČSVH: Staroměstská 1 , 370 04 České Budějovice
IČ: 75122031, účet: ČSOB 218395308 / 0300
www.csvh.cz, e-mail: [email protected]
předseda: Ing. Bohumil Kujal, [email protected]
mistopředseda: Ing. Jiří Kubeš, [email protected]
tajemník: Ing. arch. Martin Malec, [email protected]
Redakční rada: Ing. Bohumil Kujal, Ing. Jana Máchová, Ing. arch. Martin Malec
Foto: Ing. Jan Jindra, CSc.
Grafická úprava: Ing. arch. Martin Malec
Vydání: listopad 2009
Bulletin vydala jako jednorázový výtisk Česká vodohospodářská společnost ČSSI
2
PROVOZOVÁNÍ VODOJEMŮ
Iva Čiháková
Úvod
Vodojemy jsou významné objekty v souboru staveb pro zásobování vodou. Lze bez nadsázky říci, že se jedná o objekty
strategické. V jejich dřívějších i současných dokumentacích se odráží vždy kultura i technický pokrok příslušného období.
Stavby jako takové, dokumentují poctivost řemesla v té které době, stav technického poznání i používané technologie.
Není pochyb o tom, že vodojem jako stavba, je chrám pro vodu - obr.1.
Úpravny vody se pyšní dlažbami, obklady, nerez materiály, téměř sterilním prostředím, uměleckým dílem a vlaječkami.
Vodojem má velmi často hrubou betonovou podlahu…
… a obojí je pro stejnou vodu.
Obr.1
Požadavky na provoz vodojemů (VDJ)
Základním úkolem provozovatele je zajistit bezporuchové dodávky kvalitní pitné vody pro odběratele, zajistit stálou zásobu požární vody a zásobu vody pro překlenutí omezené doby poruchy na řadech před vodojemem. Kvalita vody vyhovující
příslušným standardům je požadována automaticky a je třeba ji dodržet spolu se splněním všech podmínek kladených na
provozování. Velmi často se však jedná o požadavky zcela protichůdné. Zde se tedy zmíníme o hydraulické problematice
proudění ve VDJ spojené s výměnou vody a dále budeme sledovat možnosti zamezení kontaminace vody v akumulačních
nádržích, některými technickými řešeními pro zlepšení funkce VDJ, omezením namáhání konstrukcí a prodloužením životnosti staveb.
1. Provozování VDJ v systémech gravitačních a výtlačných – výměna vody – požadavky na provozní řád
Pro provozování v gravitačních systémech je charakteristická stálá možnost plnění VDJ, bez nebezpečí energetického
výpadku na čerpacích stanicích. Provozní řády VDJ určují, v jaké době, popř. při dosažení jaké hladiny, bude akumulační
nádrž doplněna.
U výtlačných systémů je zpravidla navržen systém plnění akumulací pravidelný, po omezený počet hodin, nejčastěji mimo
dobu špičkových požadavků na dodávku elektrické energie, často však nahodile, nebo v době, kdy hladina poklesla byť
i minimálně. Pro zajištění schopnosti dodávky vody je tento režim vhodný, avšak pro dodržení nutné kvality vody a dosažení výměny vody, je tento systém zcela nevhodný. Pro nutnou „výměnu vody“ je často jediným možným řešením, v případě nevhodného dispozičního uspořádání přítokového a odběrného potrubí (blízko sebe, na jedné straně, apod.) povolení
poklesu hladiny na minimum a nové napuštění. S ohledem na kvalitu vody, teplotu dopravované vody i okolí a stavebnětechnický stav VDJ je třeba provozním řádem určit optimální dobu, za jakou je nutné tuto manipulaci udělat.
Obr. 2. Možnosti úpravy proudění vody v nádrži
3
Obr. 3. Proudění vody v nádrži – přítok a odběr jsou na protilehlých stranách
Obr. 4. Modelování proudění ve VDJ – Fyzikální model (KZEI Praha)
2. Vstupy do VDJ
Existuje ještě řada objektů s přímým vstupem z terénu do akumulační komory. Toto řešení je nevhodné a představuje pro
kontaminaci vody velké nebezpečí. Je zřejmé, že se do vody zákonitě dostane vše z okolí vstupu, jako je prach, pylová
zrna, zbytky trávy, zemina apod. V těchto případech je velmi žádané navrhnout úpravy minimálně ve formě zdvojení krytí
otvoru vstupu a úpravy jeho okolí. Např. dvojitý uzávěr, hladké okolí vyspárované mimo vstup apod. Veškeré možné zamezení kontaminace pomůže zachovat dobrou kvalitu vody, prodlouží intervaly vypouštění vodojemů i jeho mechanické
a chemické čištění.
Běžné vstupy do akumulace jsou přes manipulační komory. Velmi často je to ještě přes tzv. meziprostor před akumulací,
který většinou je řešen jako podesta, protože vstup se zpravidla umísťuje nad maximální provozní hladinu VDJ. Naprosté
oddělení akumulace a armaturní komory a to nejlépe těsnými dveřmi (např. ocelové s povrchovou úpravou), do stejně
provedených zárubní, chrání zásobu vody velmi dobře.
4
Obr. 5, 6. Vstup přímo do akumulační nádrže VDJ
3. Osvětlení vodojemů
Zamezení pronikání denního světla do akumulačního prostoru je nezbytné a pronikání denního světla do prostoru armaturní komory je potřeba omezit na minimum, nejlépe opět vyloučit. Jedná se totiž o „stálou dodávku“ nezbytné „suroviny“
nutné k tvorbě řas a mikroorganismů. Zkušenosti z objektů s okny, popř. s luxferami ukazují na rozvoj řas na stěnách sousedících s akumulačním prostorem.
Obr. 7. Řasy na stěně sousedící s akumulační nádrží
4. Povrchové úpravy
Veškeré povrchy – povrchové úpravy v prostoru armaturní
komory je nutné mít jako bezprašné (podlahy, schody) a kovové konstrukce a potrubí opatřené nátěry, nebo provedené
v nerezové úpravě. Stávající betonové (prašné) povrchy je
velmi obtížné uklízet, zametat, nedají se setřít. Jakákoliv manipulace bývá horší než ponechání stavu a tím se tyto povrchy ve VDJ většinou neošetřují. Netěsnými vstupy i pohybem
obsluhy v komorách je povrch podlahy zaprášený a prostou
ventilací se vše dostává do akumulace, na hladinu vody.
Obr. 8. Povrch podlahy je z prostého betonu
5
5. Větrání VDJ
Pohybem hladiny nahoru a dolů v akumulačních nádržích dochází také k výměně vzduchu nad hladinou. K tomu slouží
větrací otvory, které jsou osazeny vícenásobnými filtry. Celkovou velikost filtračních otvorů řeší projektová dokumentace,
kde je řešena výměna vzduchu vzhledem k velikosti (objemu) a rychlosti, s jakou může být nádrž vyprázdněna, a to i havárií v blízkosti VDJ. V případě nedostatečné velikosti těchto větracích průduchů, nebo při zanesených vzduchových filtrech
se tlak vzduchu nad hladinou vyrovná stejně, vzduch je nasát škvírami podél dveří popř. jinými vstupy. Abychom tomu
zamezili, je lépe udržovat v dobrém a čistém stavu „kontrolované“ vstupy – tedy větrací otvory s filtry. Filtry (filtrační
sestavy) je nutné osazovat v místech, kde k nim obsluha snadno může, nehrozí nebezpečí pádu, výměna není zdlouhavá.
Na stávajících objektech jsou různé úpravy větrání – propojení prostoru nad hladinou. Nejlépe se osvědčuje do větracích
otvorů osadit nebo předsadit jednoduchá zařízení (rámečky s filtrační textilií) nebo filtry s filtrační tkaninou doplněnou
uhlíkovými filtry či sycené aktivním uhlím. Možnosti umístění jsou:
a) odvětrání ven mimo objekt přímo otvorem nad max. hladinou, otvor je osazen zvenku protidešťovými žaluziemi, mřížkou a filtry. Někdy je navržen zalomený průduch apod.
b) odvětrání z akumulační nádrže pomocí vzduchotechniky ven mimo objekt. Potrubí vzduchotechniky je vedeno přes armaturní komoru (AK), je zakončeno protidešťovou žaluzií a mřížkou, uvnitř armaturní komory je vyjímatelný filtr (sestava
jednotlivých filtračních vrstev).
Obr. 9. Protidešťové žaluzie u větracích otvorů namísto dříve osazených oken
6. Vlhkost ve vodojemech
S větráním VDJ úzce souvisí otázky týkající se vlhkosti v objektech. Vysoké procento vlhkosti v těchto konstrukcích je
dáno prostředím samotným. Nicméně je nutné stavební konstrukce maximálně šetřit a usilovat o jejich maximální životnost. Že to je možné lze tvrdit na základě porovnání více objektů. Základní předpoklady pro minimální vlhkostní namáhání
konstrukcí jsou následující:
a) Odvětrání akumulačního prostoru ven mimo objekt (přes sestavu filtrů)
b) Tepelná izolace prostoru armaturní komory
c) Oddělení armaturní komory (AK) od akumulačního prostoru
d) Snížení (omezení) možnosti vzniku rosných bodů na konstrukcích v AK
e) Instalace klimatizace v armaturní komoře (nutné v případě její další funkce např. jako úpravna vody)
7. Bezpečnostní přeliv
Jedná se o potrubí se vtokem nad maximální provozní hladinou, v úrovni havarijní hladiny. Toto potrubí se během provozu
VDJ třeba vůbec nepoužije a jeho technický stav i jeho vyústění (do kalového prostoru VDJ nebo mimo objekt) rovněž
musí splňovat přísné hygienické předpisy. V současné době to řeší některé provozy speciálními plováky osazovanými na
bezpečnostní přeliv (BP), nebo jsou realizace, kde je provedeno napojení pro zatopení BP ev.jiné. Je ale nutné připomenout, že jsou i provozy, kde je toto propojení s venkovním prostředím zcela volné.
6
8. Okolí vodojemů
Zabezpečení ochrany okolí objektu VDJ. Zákaz vstupu nepovolaným osobám (oplocení) a opatřeními k jeho vymáhání
(vlastní kontroly, časté návštěvy Policie ČR, Městské policie, instalace bezpečnostního systému, monitoring – kamery,
autorizovaný vstup). Vzhledem k tomu, že jsou vodojemy na atraktivních a osamělých místech jsou u nich nalézány „doklady“ trvalého „osídlení“, jako injekční stříkačky i malby na objektech.
V okolí vodojemu je nutné udržovat travní porost sečením s odstraněním posečené trávy. Na objektu a v jeho blízkosti
nevysazovat žádné trvalé porosty (stromy, keře) a odstraňovat dřeviny náletové. Na suché trávě je mnoho plísní, jejich
hyfy se větrem přenesou nezajištěnými větracími otvory až do akumulačních nádrží, kde mají pro růst vhodné podmínky
a začnou bujet. Mohou také vniknout přenosem či průvanem při vstupech.
Obr. 10. Příklad objektů zásobujících tři tlaková pásma
Závěrem
Řada vodojemů postavených v průběhu 20. století je nyní před rekonstrukcí. Je aktuální upozornit na nedostatky, které
se v současné době u řady provozovatelů řeší, nebo byly již vyřešeny. Rovněž tlak na kvalitu vody i přísnější hygienické
požadavky mohou znamenat zvýšené náklady na častější mytí a lepší údržbu těchto staveb. Vzhledem k dobré kvalitě vody
na výstupu z úpravny je tedy škoda umožnit její zhoršení v objektech akumulace. Cestou ke zlepšení dodávané vody je
pravidelná výměna vody a maximální čistota v objektech vodojemů. Ta je zajištěna např. častějším mytím VDJ. To ale znamená vyšší náklady i větší opotřebení konstrukcí, nutnost mechanických zásahů tlakovou vodou i jinými technologiemi.
Je tedy vhodné řešit maximální možnou prevenci pomocí minimálního vstupu znečištění. Z hlediska životnosti konstrukce
provést důkladný audit jednotlivých součástí stavebního objektu i okolí a navrhnout vlastníkovi typ dokonalejší údržby,
opravy a popř. rekonstrukce objektu vodojemu.
Na základě tříletého sledování vodojemů i zkušeností, které se podařilo díky spolupracujícím provozovatelům získat je
možné údaje čerpat v Závěrečné zprávě výzkumného úkolu NAZV ukončené v r. 2008, na které pracovala 3 pracoviště
VÚV T.G.M., VŠCHT ÚTVP a ČVUT FSv.
Poděkování patří konkrétním pracovníkům těchto organizací stejně jako kolegům z provozních vodárenských organizací i zástupcům vlastníků. Dále pak podpoře díky projektům MSM6840770002
a MSM6046137308.
Literatura:
1. Říhová Ambrožová J., Hubáčková J., Čiháková I.: Výzkumný úkol MZe - NAZV projekt 1G58052, Praha, 2008
2. Kožíšek F., Kos J., Pumann P.: Hygienické minimum pro pracovníky ve vodárenství, SOVAK Praha 2006, 74 (2006)
3. Říhová Ambrožová J., Hubáčková J., Čiháková I.: Konstrukční uspořádání, provoz a údržba vodojemů. Technické doporučení, Hydroprojekt CZ, a.s., Praha 2008
doc. Ing. Iva Čiháková, CSc.,
ČVUT v Praze, Fakulta stavební,
Katedra zdravotního a ekologického inženýrství
e-mail: [email protected]
7
Zásady uspořádání malých vodních nádrží
určených k čištění a úpravě vody
statku kyslíku a jsou charakterizované jako proces bakteriální
oxidace a fotosyntetické redukce probíhající ve vodním prostředí. Rozklad, přeměna a poutání jednotlivých látek ve vodním
prostředí je výsledkem biologických a biochemických procesů,
kterých se zúčastní nejen baktérie, ale i vyšší organismy.
Anaerobní pochody probíhají v bezkyslíkatém prostředí, u většiny malých vodních nádrží dochází k nim výjimečně v zimním
období pod ledem, při havarijním zatížení nádrží znečištěnými
vodami a v anaerobních biologických nádržích. Průběh anaerobních čistících procesů závisí na teplotě, při teplotách pod 10°C je
jejich průběh značně omezený.
Vodní rostliny významným způsobem ovlivňují velikost ozáření
vodního prostředí a hloubku průniku slunečního záření vodním
prostředím, teplotu vody, pH, kyslíkový režim, obsah oxidu uhličitého, biogenních prvků aj. Přemnožení vodních rostlin neúnosně zvyšuje biologický zákal, nadměrné zarůstání nádrží vegetací
a narušení vyrovnaného kyslíkového režimu.
Kyslík produkují sinice, řasy a vodní makrofyta v procesu fotosyntézy. K úbytku kyslíku dochází v noci, v důsledku zastavení
fotosyntézy u silně zastíněných a silně eutrofních nádrží. Vodní
rostliny uvolňují do svého okolí fytoncidní aj. bakteriální látky
ovlivňující rozvoj drobných organismů a rostlin.
Trofii vod v nádrži je možné hodnotit podle potenciální produktivity. V praxi se používá standardizovaná metoda stanovení trofického potenciálu vody, který se vyjadřuje v mg sušiny řas na
1 l roztoku Podrobnou metodiku stanovení trofického potenciálu
a zkušenosti s aplikací výsledků uvádí Žáková (1981).
Sinice a řasy patří k významným autotrofním organismům, vyžadují k životu příznivé energetické podmínky (aktivní radiaci)
a vhodnou minerální výživu. V procesu fotosyntézy produkují
kyslík. Autotrofní řasy a sinice se využívají k poutání živin při
čištění a dočištění znečištěných vod.
Z mokřadních a vodních rostlin se na zvýšení jakosti vody podle
různých autorů podílejí:
• Emersní helofyta, kořenící v půdě a sedimentech vodních
nádrží, s velkým objemem vytrvalých podzemních orgánů.
• Vodní rostliny vzplývající na vodě s méně vyvinutým kořenovým systémem.
• Ve vodě ponořené rostliny se slabým kořenovým systémem,
resp. volně plovoucí druhy.
K objasnění a posouzení čisticích procesů se používá matematické a fyzikální modelování. K dispozici je software řady matematických modelů, které umožňují stanovit průběh a výsledky
čistících procesů v plochých malých vodních nádrží. Stručný
popis vybraných modelů a jejich blokové schéma uvádějí ŠálekKujal-Doležal (1989) aj.
Blokové schéma velmi zjednodušeného průběhu čisticích procesů v malých vodních nádržích je znázorněn na obr.1.
Jan Šálek
Většina malých vodních nádrží plní obvykle jednu hlavní (dominantní) funkci a řadu důležitých vedlejších funkcí. V podstatě
všechny malé vodní nádrže se různým dílem samočisticími procesy podílejí na zlepšení jakosti povrchových vod.
Podle hlavní funkce je možné malé účelové nádrže rozdělit na:
• Nádrže aktivizují horní části povodí, zvyšující kvalitu
vody, zabezpečující průtoky vody v malých potůčcích zejména v období sucha, ovlivňují hladinu podzemní vody
a mikroklima.
• Dešťové infiltrační nádrže zvyšují zásoby podzemních vod
vsakem dešťových vod do půdy a do podzemních vod a tím
významně snižují možnost kontaminace povrchových vod
erozními smyvy.
• Revitalizační nádrže a nádržní refugia vodních a obojživelných živočichů, vodních a mokřadních rostlin, zajišťují jejich nerušené množení a migraci a současně samočisticími
procesy se podílejí na čistotě vody.
• Stabilizační nádrže, zejména biologické nádrže zvyšují
jakost vody úpravou fyzikálních, chemických, biochemických a biologických vlastností využíváním přírodních způsobů čištění. Zvyšování jakosti vody je dominantní funkcí
těchto nádrží.
• Protierozní, rekultivační a asanační malé vodní nádrže jsou
určené k ochraně, rekultivaci a asanaci různým způsobem,
nejčastěji lidskou činností narušených ploch a jsou nezbytným zařízením, které se podílí na udržením jakosti vody
v povrchových vodních tocích.
• Okrasné (estetické) a rekreační nádrže, plní především estetickou funkci v krajině, ale i tyto se významně podílejí na
zvýšení jakosti vody.
• Jakost vody v krajině významně ovlivňují revitalizované
přírodní mokřady a zejména umělé mokřady s řízeným
hydrologickým režimem.
• Na jakosti vody se významnou měrou zvyšují i ostatní druhy malých vodních nádrží, zejména nádrže ochranné (retenční nádrže), zásobní, závlahové, zodpovědně provozované rybochovné nádrže, různých typů a uspořádání.
1.0 Čisticí procesy probíhající v malých vodních
nádržích
V malých vodních nádržích probíhají složité fyzikální, chemické
a biologické procesy ovlivňující život v nádržích, rozhodují o jakosti vody a možnostech využití nádrží.
K nejdůležitějším fyzikálním pochodům patří procesy ovlivňující
teplotní změny v nádržích a sedimentační pochody. Čisticí procesy
v nádrži ovlivňují teplotní poměry v nádrži, proudění a doba zdržení
vody, poloha, nadmořská výška, tvar a hloubka nádrže, klimatické
poměry, zastínění vegetací apod. Voda se v nádrži ochlazuje vypařováním, vyzařováním tepla, odtokem a přítokem vody do nádrže.
V nádrži se teplo šíří molekulární a turbulentní difúzí.
Průběh sedimentačních procesů závisí na obsahu suspendovaných
látek, jejich tvaru, měrné hmotnosti, usazovací rychlosti, fyzikálních vlastnostech vody, rychlosti proudění vody v nádrži, tvaru,
hloubce a uspořádání nádrže, řešení vtoků a výtoků apod. Proces
sedimentace je narušován větrem, turbulentními proudy, sedimenty
aj. vlivy. Biologické flokulace se zúčastňují mikroorganismy a částečně i řasy. Sedimentační pochody probíhají v podstatě ve všech
nádržích rybničního typu.
Průběh a rozsah biochemických, chemických a biologických procesů úzce souvisí s obsahem kyslíku ve vodě malých vodních nádrží.
Aerobní pochody probíhají v malých vodních nádržích při do-
Obr. 1 Zjednodušený průběh čisticích procesů probíhajících v aerobních vodních nádržích
Průběh čisticích procesů s plovoucí biomasou je zcela odlišný od
procesů čištění , které probíhají v nádržích s volnou hladinou.
8
mácností, skupin rodinných domků, hotelů, rekreačních, restauračních zařízení, letních táborů, škol v přírodě, odpadních vod
menších obcí ze školních zařízení, zemědělských závodů, drobných provozů, dočištění znečištěných povrchových vod, čištění
odpadních vod z malých průmyslových závodů, při dočištění
čištěných průsakových vod ze skládek netoxických materiálů,
čištění organicky nízkozatížených zemědělských odpadních vod
a k čištění povrchových vod znečištěných zejména smyvy ze zemědělsky obhospodařovaných pozemků.
Výsledný čistící účinek biologických nádrží závisí zejména na
fyzikálním, chemickém a biologickém složení přitékající odpadní vody, na množství odpadních vod, podílu balastních vod,
jejich teplotě, fyzikálních, chemických a biologických vlastnostech vodního prostředí, ve kterém probíhá čistící proces,
biologickém oživení a intenzitě samočisticích procesů apod.,
na uspořádání stokové sítě (jednotná, oddílná) a její těsnosti,
hydraulických podmínkách, délce filtrační dráhy, době zdržení
vody, klimatických podmínkách, zejména na teplotě, dešťových
srážkách, směru a síle větru, počtu mrazových a ledových dnů,
na umístění nádrží a částečně i hladině podzemní vody, hloubce nepropustného podloží, na hydrologických poměrech, stupni
příp.ředění odpadních vod,na přítoku srážkových vod. U znečištěných povrchových vod rozsah znečištění závisí na erozní náchylnosti zemědělských půd, vegetačním krytu, způsobu hospodaření, sklonech pozemků, intenzitě přívalových srážek, druhu,
množství a způsobu hnojení, stupni organizačních, biologických,
agrotechnických protierozních opatřeních.
Biologické nádrže se dělí na aerobní biologické nádrže s převládajícím kyslíkovým režimem. Čistící proces tvoří sedimentace, biologická, chemická flokulace, oxidace apod. Podle autorů
Totha a Kmetě (1983) rozklad, přeměna a poutání jednotlivých
látek ve vodním prostředí je výsledkem složitých biologických
a biochemických procesů, kterých se zúčastní nejen baktérie, ale
i vyšší organismy. Koncentrační změny dusíkatých sloučenin
způsobuje akumulace, exkrece a příjem organických sloučenin
heterotrofními mikroorganismy a vodními rostlinami, fermentativní štěpení proteinů, biologická transformace organického
dusíku, tvorba amoniaku a jeho oxidace, oxidace dusitanů autotrofními nitrifikačními baktériemi, asimilace amoniaku, dusitanů
a dusičnanů autotrofními a heterotrofními baktériemi, redukce
dusitanů a dusičnanů denitrifikačními baktériemi.
Anaerobní pochody probíhají v bezkyslíkatém prostředí. K vzniku anaerobních procesů dochází nejen v akumulačních a sedimentačních nádržích, kde je tento proces převládající, ale i v aerobních biologických nádržích u vtoku odpadní vody, v zimním
období pod ledem a při nárazovém přetížení odpadními vodami.
V anaerobních nádržích se podílejí na rozkladu organické hmoty
bezkyslíkaté procesy, které se projevují pachovými závadami.
Důležité je, aby při anaerobním odbourávání organické hmoty docházelo k posunu reakce vody do oblasti mírně alkalické.
Anaerobní procesy alkalické povahy zabezpečují, že nedochází při nich ke kyselému kvašení. Závěrečnou fázi čištění musí
tvořit pochody oxidační, což zamezuje vzniku pachových závad.
V praxi se to řeší přídavnou umělou aerací.
Anaerobní biologické sedimentační nádrže se navrhují na dobu
zdržení 1 až 3 dny. Anaerobní akumulační biologické nádrže se
navrhují převážně na maximální množství produkovaných odpadních vod např. kampaňového producenta. Doba zdržení závisí
na druhu a rozsahu znečištění, klimatických podmínkách, požadovaném čisticím účinku apod. Poměrně dobře jsou odzkoušené
a v praxi osvědčené akumulační anaerobní biologické nádrže na
čištění škrobárenských, lihovarských a zejména cukrovarských
odpadních vod.
Vzhledem ke značné šíři této problematiky, referát je dále zaměřen pouze na problematiku aerobních biologických nádrží a dočišťovacích malých vodních nádrží rybničního typu.
V poměrně malé hloubce dochází v důsledku absence kyslíku pod
plovoucí biomasou k anaerobnímu rozkladu a anaerobnímu rozkladu. Jednotlivé zóny jsou znázorněné v obr. 2. Biologická dočišťovací malá vodní nádrž, kde byl prováděn výzkum je na obr. 3.
Obr. 2 Průběh čisticích procesů pod plovoucí biomasou
Obr. 3 Malá dočišťovací vodní nádrž pokrytá okřehkem
2.0 Čištění a úprava vody stabilizačními nádržemi
K úpravě vlastností znečištěných povrchových a odpadních
vod se používají stabilizační nádrže. Stabilizační nádrže patří
do skupiny přírodních způsobů používaných k čištění různým
způsobem znečištěných vod. Využívají fyzikální procesy a samočisticí pochody probíhající ve vodním prostředí s využitím
vodní vegetace. Stabilizační nádrže tvoří speciální malé účelové
vodní nádrže určené k úpravě vlastností vody, čištění, dočištění,
krátkodobé akumulaci a dalšímu využití znečištěných povrchových a odpadních vod.
Stabilizační nádrže je možné rozdělit podle technologie úpravy
resp. čištění odpadních vod na nádrže upravující fyzikální vlastnosti a nádrže měnící chemické a biologické vlastnosti.
Prvou skupinu tvoří chladicí, ohřívací (oteplovací) a sedimentační nádrže, určené k úpravě fyzikálních vlastností znečištěné
vody. Úprava těchto vlastností spočívá nejčastěji ve změně teploty vody a sedimentaci usaditelných minerálních částic. Chladící nádrže se využívají při chlazení oteplených vod z energetických a jiných zařízení; výhodně se použijí k intenzivnímu celoročnímu chovu ryb. Ohřívací (oteplovací) nádrže jsou určené
k ohřevu chladných podzemních vod pro rekreační, závlahové
aj. účely. Jedná se většinou o ploché, mělké nádrže, využívající
k ohřevu sluneční záření. Sedimentační nádrže se použijí k zachycení minerálních usaditelných částic z erozních smyvů. Navrhují se k ochraně mokřadů před zanášením, předřazujeme je
před vodárenské nádrže apod.
Druhou skupinu tvoří biologické nádrže, nacházející uplatnění
zejména při čištění splaškových odpadních vod jednotlivých do9
3.0 Uspořádání malých vodních nádrží určených
ke zlepšení jakosti vody
Aerobní biologické nádrže se doplňují umělými provzdušovacími zařízeními - aerátory, které se využívají při kyslíkovém
deficitu jednak v zimním období a také v létě při přemnožení
bioplanktonu a jeho následném odumírání a rozkladu.
Průběžně provzdušované biologické aerobní nádrže jsou novějším řešením, které se uplatňuje v místech, kde je nedostatek
vhodných a levných ploch pro založení klasických biologických
nádrží. Princip provzdušovaných BN spočívá v návrhu vhodného půdorysného uspořádání, umožňujícího oběh vody v nádrži.
K tomuto účelu se jeví jako nevhodnější oválné nádrže vybavené
vhodnými aerátory, starší uspořádání tvoří obdélníkové nádrže
s horizontálním prouděním, příklad uspořádání je uveden na
obr.6.
Ke zlepšení jakosti vody a čištění odpadních vod malých producentů se převážně používají aerobní biologické nádrže, které
se navrhují půdorysně čtvercového, obdélníkového, lichoběžníkového, ale také nepravidelného tvaru s různým uspořádáním
vtoků a výtoků. Nepravidelný členitý půdorysný tvar negativně
ovlivňuje proudění v biologických nádržích, vyžaduje zvýšený počet a účelné rozmístění vtoků a výtoků. Nerovnoměrnost
proudění je příčinou vzniků mrtvých prostor a zkratových proudů, které ovlivňují výsledný čistící účinek a je třeba je maximálně eliminovat.
Biologickým nádržím se předřazuje:
• Úplný mechanický stupeň čištění, který tvoří jemné česle,
lapák písku a případně i lapák tuku a usazovací nádrž.
• Hrubé předčištění, které tvoří jemné česle, lapák písku
a tuku, na něž navazuje dvojice zemních anaerobních sedimentačních biologických nádrží různého konstrukčního
uspořádání.
Dno nádrží se navrhuje ve sklonu 0,5-1 % k výpustnému objektu.
Sklony svahů nádrží a hrází se navrhují s ohledem na stabilitu 1:1 až 1:2 u propustných materiálů podloží je třeba nádrže
těsnit. Těsnění tvoří jílová vrstva nebo folie z plastů. Návodní
svahy se opevňují; v současné době se věnuje pozornost využívání přírodních způsobů opevnění, zejména tvrdými mokřadními rostlinami, břehovými keřovými porosty vrb a pod. Vtok do
nádrží musí zajišťovat rovnoměrné rozdělení odpadní vody po
celé šířce nádrže. Obdobně je třeba navrhovat i výpustná zařízení. Aerobní nádrže se řadí za sebou, v počtu 2 až 4, případně
i více, blokové schéma uspořádání dvojice biologických nádrží
je uvedeno na obr.4 a příklad uspořádání biologických nádrží je
uveden na obr. 5.
Obr.6 Hladinový aerátor na periodicky provzdušované biologické
nádrži.
Funkci provzdušované biologické nádrže můžeme výrazně zlepšit umístěním částečné usměrňovací přepážky, které může tvořit
stěna (plůtek) ze síťoviny vyrobené z plastů s velikosti ok 10 až
20 mm.
Znečištěná povrchová a odpadní voda v aerobních biologických
nádržích protéká gravitačně z jedné nádrže do druhé a proudí
po celé šířce nádrže. Soustava je vybavena vhodným obtokem,
umožňujícím v případě potřeby vyřazení některé nádrže (obr.4).
Dělící hrázky mohou být v rovinném území nahrazeny plůtky,
přelévanými a protékanými kamennými hrázkami, mříží z proutí
apod. Každá nádrž musí být vybavena výpustným objektem, který umožňuje přímý odtok vody až po případné vypuštění nádrže
a také bezpečnostním přelivem, pokud jsou do nádrže zaústěné
i dešťové vody, schéma uspořádání je na obr.7.
Obr. 4 Schéma uspořádání soustavy dvou aerobních biologických
nádrží 1-přívod surové odpadní vody, 2- česle, 3-lapák písku, 4- dvojice zemních usazovacích nádrží, 5- odkalování,
6,7- biologické nádrže, 8- výpustné zařízení, 9-měrné zařízení, 10- dešťová zdrž, 11-recipient, 12-obtoky
Obr. 7 Uspořádání nápustného a výpustného objektu 1- přívod OV,
2- rozdělovací šachtice, 3-rozdělovací potrubí (žlab),4- nádrž, 6- výpustný objekt, 7-šachtový přeliv, 8-výpustné zařízení, 9-odpad, 10- ponořené výpustné potrubí
Obr. 5 Příklad uspořádání biologických nádrží krátce po výstavbě
10
Potřebné je zřízení vjezdové rampy, která umožňuje mechanizované odkalování biologických nádrží. Čistící účinek se zvýší recirkulací. Střední hloubka nízkozatěžovaných aerobních nádrží
se navrhuje 0,8 až 1,4 m, výjimečně více.
Dočišťovací biologické nádrže (dočišťovací rybníky) patří
k nejrozšířenějšímu způsobu využití malých vodních nádrží při
dočišťování čištěných znečištěných povrchových a odpadních
vod. K dočištění odpadní vody použijeme běžné nádrže rybničního typu. Důležité je, aby vypouštěná čištěná odpadní voda
byla:
• Rovnoměrně promísená s přítokem vody do rybníka, toho se
docílí např. vložením mísícího objektu před vtok do dočišťovací nádrže (rybníka).
• Zbytkovým znečištěním musí být rovnoměrně zatížená celá
plocha dočišťovací biologické nádrže, což zajistí vhodně
rozmístěné vtoky do nádrže.
Příklad vlivu rozmístění vtokových a výtokových zařízení na
rovnoměrnost průtoku zatížení celé plochy nádrže je znázorněn
na obr.8. Jednotlivé vektory rychlosti byly stanovené pomocí
matematického modelu proudění v plochých nádržích.
Obr. 9 Dočišťovací biologická nádrž za vegetační kořenovou čistírnou
Začlenění stabilizačních nádrží do přírodního prostředí vyžaduje
individuální řešení, jejich uspořádání a současně i začlenění do
přírodního prostředí úzce souvisí s typem stabilizačních nádrží.
Nádrže nesmí narušovat životní prostředí a negativně ovlivňovat
vzhled krajiny. Obecné zásady návrhu těchto nádrží spočívají:
• Ve vhodném výběru místa nádrže a jejím začleněním do
krajiny.
• V odpovědném stanovení výše hráze, jejím opevnění, určení velikosti zátopového území, minimalizaci kolísání výše
hladiny.
• V návrhu jednoduchých a účelných objektů.
• V účelné a estetické vegetační úpravě hráze, vegetačním
opevněním návodních svahů a úpravě litorální zóny.
• V prohloubení mělkých okrajů stabilizačních nádrží, jejich
vegetačním zpevněním s využitím litorální a břehové vegetace.
• Ve využití vegetačních infiltračních pásů a větrolamů, zejména kolem anaerobních nádrží.
• V účelně řešených (komplexních) protierozních pozemkových úpravách v okolí stabilizačních nádrží.
• V rovnoměrném rozdělení přitékající znečištěné vody v nádrži, ve vyloučení možnosti vzniku zkratových proudů
a mrtvých prostor v nádržích.
• V údržbě nádrže, pravidelném odstraňování sedimentů a jejich hygienicky nezávadném využívání v zemědělství. Ve
vhodném uspořádání přístupových cest a jejich zpevněním.
• V přiměřeném zatravnění, esteticky uspořádané keřové
a stromové výsadbě v bezprostředním okolí stabilizační
nádrže.
Literatura:
Effenberger, M., Duroň, R. Stabilizační nádrže pro čištění a dočišťování odpadních vod. Praha: VÚV, 1984, 69 s.
Gergel, J. Ochrana krajinného prostředí pomocí malých vodních nádrží. Praha: Metodika VÚMOP 1992, 29 s.
Šálek, J. Malé vodní nádrže v zemědělské krajině, Praha: UZPI, Zemědělská technika č.2, 1999, 72 s.,
Šálek, J. Rybníky a účelové nádrže. Brno: Nakladatelství Vutium,
2001, 125 s.
Šálek, J.,Kujal, B.,Doležal, P. Rybníky a účelové nádrže- návody ke
komplexnímu projektu. 3.vydání, Praha: SNTL, 1989, 144 s.
Šálek,J., Tlapák,V. Přírodní způsoby čištění znečištěných povrchových a odpadních vod. Praha: ČKAIT, 2006, 283 s.
Štěpánek, M.et al. Hygienický význam životních dějů ve vodách. Praha: Avicenum,1979, 587 s.
Tóth, D., Kmeť, T. Matematické modelovanie nitrifikačního procesu
ve vodném nádrži. In: Voda a životné prostredie, Bratislava:
VUVH, 1983, s.59-69
Žáková, Z. Stanovení trofického potenciálu vody. Brno: DT, 1981,
102 s.
Obr. 8 Rychlosti proudění v jednotlivých bodech dočišťovací nádrže
před a po změně (rekonstrukci) umístění vtoků.
Těmito opatřeními se docílí podstatně vyššího dočišťovacího
účinku, omezí se možnost vzniku zkratových hustotních proudů
mezi vtokem a výtokem. Na základě podrobných šetření zjistili
Effenberger a Duroň (1989) při maximálním zatížení dočišťovacího rybníka 30 až 35 kg BSK5 na 1 ha za 1 den při minimálně
5 denním zdržení je čisticí účinek u BSK5 35 až 40 %, u CHSK
15 až 20 %, u Pcelk 35 až 40 %, u Ncelk 20 až 25 %; u Koliformních zárodků minimálně 95 %. Zachycení a poutání živin (N, P)
v dočišťovací nádrži závisí na druhu a rozsahu znečištění, klimatických podmínkách (teplotě vody, sluneční radiací), poměru
C : N : P, který by měl být v optimálním případě 40 : 10 : 1, době
zdržení vody v nádrži, tvaru, uspořádání, hloubce nádrže, biologickém oživení apod
Příklad napojení dočišťovací nádrže na vegetační kořenovou čistírnu je znázorněn v obr. 9.
prof. Ing. Jan Šálek, CSc. , Brno, e-mail: [email protected]
11
Rekonstrukce, intenzifikace a modernizace
čistíren odpadních vod v povodí řeky Radbuzy.
Předčištěné odpadní vody jsou rovnoměrně rozděleny na dvě
linky. Linka I byla upravena z původního BIOBLOKU, linka II
z KOMBIBLOKU. Každá linka má stejnou látkovou a hydraulickou kapacitu. Aktivace je koncipována pro zvýšené biologické
odstraňování dusíku systémem nitrifikace a denitrifikace. Nitrifikační – oxické zóny jsou provzdušňovány jemno-bublinnými
aeračními systémy. Předřazené denitrifikační – anoxické zóny
jsou míchány mechanicky. Obě linky jsou vybaveny novým zařízením pro odtah biologické pěny. Stlačený vzduch pro aktivaci dodávají tři rotační dmychadla řízená frekvenčními měniči,
opatřená protihlukovými kryty, umístěná pod přístřeškem.
Jiří Kaňka
Příprava a realizace projektu „Čistá Radbuza“, vyhodnocení
zkušebního provozu jednotlivých ČOV.
Firma EKOEKO s.r.o., byla pověřena investorem k vypracování
projektové dokumentace těchto čistíren odpadních vod:
ČOV Dobřany, projektovaná kapacita
9600 EO
ČOV Stod, projektovaná kapacita
5000 EO
ČOV Holýšov, projektovaná kapacita 7000 EO
Obsahem projektu byly tyto stavby:
01 Chotěšov – kanalizace a ČOV
02 Holýšov – kanalizace a ČOV
03 Stod - kanalizace a ČOV
04 Líně - kanalizace a ČOV
05 Dobřany - kanalizace a ČOV
06 Horšovský Týn - kanalizace a ČOV
07 Poběžovice - kanalizace a ČOV
08 Bělá nad Radbuzou - kanalizace a ČOV
Ve své podstatě se jednalo o organizačně velmi náročnou a zcela ojedinělou akci v Plzeňském kraji. Příprava byla zahájena
již v roce 2004, vlastní realizace byla zahájena na podzim roku
2006, dokončení staveb v březnu 2008, kdy byly jednotlivé ČOV
uvedeny do zkušebního provozu.
Aktivační a dosazovací nádrže linka KOMBIBLOK
Pro odtah biologické pěny z BČ-linka I. byla zřízena nová prefabrikovaná čerpací jímka. Kromě pěny je do jímky zaústěna
i odbočka z výtlaku přebytečného kalu. Ponorným čerpadlem
je směs pěny a přebytečného kalu přečerpávána do zahušťovací
nádrže v kalovém hospodářství.
Pro odtah biologické pěny z BČ-linka II. byla upravena jedna
stávající jímka mezi dosazovacími nádržemi. Ponorným čerpadlem je směs pěny a přebytečného kalu rovněž přečerpávána do
zahušťovací nádrže v kalovém hospodářství. ČOV byla upravena i pro příjem přiváženého kalu ze spádové oblasti Dobřany.
Separaci biologického kalu zajišťují konstrukčně upravené vertikální dosazovací nádrže osazené novou technologií. K dopravě
vratných kalů jsou instalována kalová čerpadla osazená do suché jímky pro linku I, vratný kal z linky II je čerpán mamutími
čerpadly. Přebytečný kal z aktivačního systému je po gravitačním zahuštění uskladněn v kalových nádržích a provzdušňován,
účelem je aerobní stabilizace kalu. Do homogenizační a obou
uskladňovacích nádrží jsou osazena ponorná míchadla. Poté
bude kal odvodňován a hygienizován pomocí páleného vápna.
Fugát z odvodnění je přiváděn zpět do biologické části čistírny.
Homogenizační nádrž je vystrojena pro předpokládaný dovoz
a následné zpracování aerobně stabilizovaného kalu z jiných
menších ČOV.
V místě původních kalových polí byla zřízena nová manipulační
skládka odvodněného kalu. Chemické srážení fosforu bylo po
přemístění a výměně dávkovací zařízení zachováno.
Vyčištěné odpadní vody odtékají přes stávající měrný objekt do
řeky Radbuzy. Na odtoku byl osazen nový protipovodňový uzávěr.
ČOV Dobřany, projektovaná kapacita 9600 EO
Provozovatel:
1.JVS a.s., České Budějovice
Popis výchozího stavu před rekonstrukcí
Původní čistírna odpadních vod města Dobřany byla budována
postupně v průběhu 70 – 90 let minulého století. Nejstarší částí byla polovina biologické jednotky KOMBIBLOK s jednou
uskladňovací nádrží kalu a povodňovou čerpací stanicí. V 80
letech byla postavena druhá polovina jednotky KOMBIBLOK.
V roce 1993 byla čistírna rozšířena o třetí biologickou část tzv.
BIOBLOK. Zároveň byla vybudována čerpací stanice pro spodní pásmo – sběrač B, dešťová zdrž, centrální hrubé předčištění,
dále bylo rozšířeno kalové hospodářství o strojní zahuštění kalu
a druhou identickou uskladňovací nádrž kalu. Látková kapacita
byla 6050 EO60.
Závažné provozní problémy způsobovalo špatné hydraulické
rozdělení průtoků odpadních vod na tři části čistírny. Výškové
osazení nádrží odpovídající původnímu, pouze gravitačnímu průtoku způsobovalo časté odstávky při zvýšených průtocích v řece
Radbuze. Užívaný systém aerace byl neefektivní, energeticky
velmi náročný. Technologické zařízení u většiny provozních celků bylo na hranici životnosti. Rovněž kapacita současné čistírny
odpadních vod byla pro další rozvoj města nedostačující.
Koncepce návrhu a popis výsledného řešení ČOV
Odpadní vody z původních sběračů A a B byly převedeny do
nové vstupní čerpací stanice. Odkud jsou přečerpány ponornými
kalovými čerpadly na kompaktní jednotku hrubého předčištění HUBER. Čerpání všech odpadních vod zajišťuje dostatečné
spádové podmínky pro rozdělení průtoků čistírnou a umožnilo
celkové zvýšení hladiny v aktivačních a dosazovacích nádržích.
Po separaci shrabků, písku a tuku je průtok vody rozdělen na dvě
paralelní biologické linky čištění. Zvýšené dešťové průtoky jsou
z rozdělovacího objektu odvedeny do stávající upravené dešťové
zdrže.
Biologická část ČOV je tvořena průvodními, stavebně upravenými biologickými linkami KOMBIBLOK a BIOBLOK doplněnými novou denitrifikační nádrží pro první linku biologického
čištění BIOBLOK. Úpravami a dostavbou byl získán potřebný
objem aktivačních i dosazovacích nádrží a zároveň byla zvýšena
provozní hladina v nádržích.
Strojovna odvodňování a hygienizace kalu
12
Na ČOV byl osazen nový řídící a informační systému, který zajišťuje komfort pro obsluhu. Poskytuje obsluze mimo jiné údaje
o aktuálním stavu vybraných zařízení a důležitých technologických veličinách. Systém dále umožňuje archivaci dat, vizualizaci a ovládání chodu vybraných technologických zařízení a v neposlední řadě umožňuje automatizovat a optimalizovat chod
celé ČOV. Vybrané údaje z ČOV jsou přenášeny do dispečinku
provozovatele.
Při realizaci stavby byl plněn požadavek správce povodí na zachování provozu po celou dobu výstavby. Velký důraz byl kladen
na kvalitu provedených prací, zvláště pak na sanace betonových
konstrukcí všech nádrží a jímek.
mutích čerpadel pro těžení písku. Do dešťové zdrže byly přiváděny nepředčištěné odpadní vody. Byla poškozena tepelná
izolace všech nadzemních nádrží. S ohledem na jedno-linkové
uspořádání ČOV nebyly provedeny nátěry ocelových konstrukcí a vestaveb uvnitř nádrží. Rovněž užívaný systém aerace byl
neefektivní, energeticky velmi náročný. Technologické zařízení
u většiny provozních celků bylo na hranici životnosti. Rovněž
kapacita současné čistírny odpadních vod byla pro další rozvoj
města nedostačující.
Koncepce návrhu a popis výsledného řešení ČOV
Cílem navrhovaných úprav technologie čištění bylo především
zvýšení účinnosti, spolehlivosti a stability čistícího procesu, odstranění přetrvávajících provozních problémů a potíží, doplnění
technologického vystrojení ČOV, celková modernizace zařízení a v neposlední řadě také zvýšení komfortu obsluhy. Odpadní
vody jsou přiváděny obdobně jako v současnosti do lapáku štěrku. Těžení lapáku strojním drapákem zůstalo zachováno. Z lapáku štěrku odtéká odpadní voda do šnekové čerpací stanice,
ve které byla provedena repase šnekových čerpadel splaškové
a dešťové linky. Další úpravou bylo propojení předčištěných vod
do dešťové zdrže, čímž se zamezí nátoku mechanicky nepředčištěných odpadních vod. Ze šnekové čerpací stanice odtékají odpadní vody do sběrného žlabu a odtud dále do česlovny. Zde byly
provozně nevyhovující a zastaralé strojní česle v obou kanálech
nahrazeny novými jemnými strojními česlemi s průlinami 6 mm
doplněnými o lis na shrabky, který zaručuje odvodnění shrabků.
Vylisované shrabky jsou transportovány do přistaveného kontejneru, což usnadní nepříjemnou manipulaci se shrabky. Dvojice
vertikálních lapáků zůstala po stavební stránce zachována, byla
provedena kompletní výměna nevyhovujícího technologického
vystrojení. K lapákům písku byl doplněn separátor písku. Na odtokovém žlabu před čerpací jímkou je osazen nový odlehčovací
objekt s přepadem do dešťové zdrže. Mechanicky předčištěné
odpadní vody odtékají do čerpací jímky před štěrbinovou nádrží. V čerpací jímce jsou osazena nová čerpadla. Usazovací část
štěrbinové nádrže čistírny HYDROVIT po kompletní výměně
vestavby a potrubí byla z technologických důvodů zachována.
Vyhodnocení zkušebního provozu
Přítok odpadních vod za sledované období zkušebního provozu
460 047 m3/rok, 1 260 m3/den, 14,6 l/s, počet EO 7387.
V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty „p“, „m“ a dosahovaná průměrná kvalita vyčištěných odpadních vod v době zkušebního provozu.
Vodopráv. rozhodnutí pro ZP
Sledovaný
ukazatel
Dosahované výsledky při ZP
„p“
„m“
bilance
průměr
bilance
mg/l
mg/l
t/rok
mg/l
t/rok
%
80
135
41,0
26,2
12,03
95,9
CHSK Cr
účinnost
BSK 5
20
40
8,2
2,6
1,17
99,3
NL
25
45
9,8
6,5
2,97
98,3
N-NH4+
15
25
4,1
0,1
0,05
99,8
Pcelk.*)
--
--
--
1,02
0,47
89,0
*) Pro zkušební provoz nebyly hodnoty pro parametr Pcelk. stanoveny, parametr Pcelk. byl po dobu zkušebního provozu pouze sledován. Simultánní srážení fosforu síranem železitým probíhalo
průběžně po celou dobu trvání ZP.
Kvalita vypouštěných odpadních vod byla po celé sledované období velmi dobrá. Zkušební provoz probíhal při hydraulickém
zatížení ČOV 62 % resp. látkovém zatížení 77 %, jednalo se tedy
o plné provozní zatížení.
Provoz ČOV vykazoval stabilně vysokou kvalitu vypouštěných
odpadních vod a vysokou účinnost. Po celé období zkušebního
provozu nedošlo k překročení limitů vodohospodářského rozhodnutí. Na základě dosahovaných účinností je zřejmé, že vypouštěním odpadních vod z ČOV Dobřany nedochází ke znatelnému ovlivnění řeky Radbuzy.
Funkce mechanického předčištění a čerpání odpadních vod byla
velmi dobrá, rovněž funkce technologické linky odvodňování
a hygienizace kalu byla odzkoušena a je funkční. Po dobu zkušebního provozu nedošlo k žádným závažným poruchám, které
by výrazněji ovlivnily provoz ČOV.
S ohledem na celkové dosahované výsledky byl zkušební provoz vyhodnocen jako úspěšný a bylo doporučeno uvést ČOV do
trvalého provozu.
ČOV Stod, projektovaná kapacita 5000 EO
Provozovatel:
VODÁRNA PLZEŇ a.s.
Komplexní rekonstrukce ocelové vestavby štěrbinové nádrže
Popis výchozího stavu před rekonstrukcí
Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod pro město Stod
byla budována a uvedena do provozu v průběhu 90 let minulého
století. Koncepčně se jednalo o systém nadzemních kruhových
ocelových smaltovaných nádrží s podzemní čerpací stanicí typu
HYDROVIT 1500 S, dodávaných firmu VÍTKOVICE a.s.. K nádržím pro biologické čištění byly doplněny další doprovodné objekty. Šneková čerpací stanice splaškových a dešťových odpadních vod, kompletní hrubé předčištění, dešťová zdrž, sdružený
objekt s provozní budovou a další související objekty. Látková
kapacita byla uváděna hodnotou 3000 EO60.
Aktivační nádrž byla rozdělena na denitrifikační a nitrifikační
prostor, čímž došlo k vytvoření podmínek pro průběh biologického odstraňování dusíku. V denitrifikační sekci jsou osazena
dvě ponorná míchadla, nitrifikační část je vystrojena novým
jemno-bublinným aeračním systémem a rozvodným potrubím
vzduchu. V dmychárně byla provedena výměna dmychadel.
Nová dmychadla jsou opatřena protihlukovými kryty. Biologicky vyčištěná voda odtéká do dosazovací nádrže. Odměrka
přebytečného kalu byla zrušena a na jejím místě byla osazena
plastová zásobní nádrž na síran železitý pro simultánní srážení
fosforu. Vyčištěná odpadní voda odtéká přes měrný objekt do
řeky Radbuzy. Přebytečný kal je přečerpáván do štěrbinové ná-
Závažné provozní problémy způsobovala nesprávná funkce ma13
Provoz ČOV Stod vykazoval stabilně vysokou kvalitu vypouštěných odpadních vod a vysokou účinnost. Po celé období zkušebního provozu nedošlo k překročení limitů vodohospodářského
rozhodnutí. Na základě dosahovaných účinností je zřejmé, že
vypouštěním odpadních vod z ČOV Stod nedochází ke znatelnému ovlivnění řeky Radbuzy.
drže a odtud společně s primárním kalem do kalové uskladňovací nádrže. V nádrži je osazeno nové ponorné míchadlo a stávající
zařízení pro pneumatické míchání nádrže bylo demontováno.
Anaerobně stabilizovaný kal je strojně odvodňován na dekantační odstředivce kalu, která je spolu s dalším příslušenstvím
umístěna v nově vybudovaném stavebním objektu situovaném
v blízkosti kalové uskladňovací nádrže. Odvodněný kal je dále
hygienizován pomocí páleného nehašeného vápna. V souvislosti
s hygienizací kalu bylo instalováno vzduchotechnické zařízení
pro odtah a dezodorizaci vzdušniny.
Funkce mechanického předčištění a čerpání odpadních vod byla
velmi dobrá, rovněž funkce technologické linky odvodňování
a hygienizace kalu byla odzkoušena a je funkční. Po dobu zkušebního provozu nedošlo k žádným závažným poruchám, které
by výrazněji ovlivnily provoz ČOV.
S ohledem na celkové dosahované výsledky byl zkušební provoz vyhodnocen jako úspěšný a bylo doporučeno uvést ČOV do
trvalého provozu.
ČOV Holýšov, projektovaná kapacita 7000 EO
Provozovatel:
CHVaK a.s., Domažlice
Popis výchozího stavu před rekonstrukcí
Stávající čistírna odpadních vod města Holýšov byla uvedena do
provozu v roce 1994. V areálu původní čistírny se štěrbinovou
nádrží a biofiltrem byla umístěna šneková čerpací stanice, budova
hrubého předčištění, primární usazovací nádrž, aktivační nádrže
s dmychárnou a kruhová dosazovací nádrž. Dále byla doplněna
budova odvodnění kalu, vyhnívací nádrž a uskladňovací nádrž
kalu. Z původní čistírny byla do technologické linky čištění zapojena pouze štěrbinová nádrž s čerpací stanicí na biofiltr. Štěrbinová nádrž je zařazena do systému kalového hospodářství pro
zahuštění primárního a sekundárního kalu a plovoucích nečistot
z usazovací nádrže. Do této nádrže byly navíc přiváděny dešťové
průtoky mechanicky předčištěných vod oddělené za usazovací
nádrží, což zcela degradovalo možnost zahuštění kalu.
Čistírna Holýšov měla značné provozní problémy. K největším
se řadilo výše zmíněné odlehčení dešťových vod a celý systém
stabilizace a odvodnění kalu. Zahuštění kalů bylo nedostatečné.
Odvodňování kalu v zimních obdobích bylo rovněž problémové.
Při zvýšeném denním množství odvodněných kalů docházelo
k přetěžování aktivace amoniakálním dusíkem. Provoz odvodnění omezoval nedostatek oplachové vody pro kalolis.
Látková kapacita byla uváděna hodnotou 5700 EO60.
Celkový venkovní pohled na jednotku odvodňování a hygienizace kalu
Na ČOV byl osazen nový řídící a informační systému, který zajišťuje komfort pro obsluhu. Poskytuje obsluze mimo jiné údaje
o aktuálním stavu vybraných zařízení a důležitých technologických veličinách. Systém dále umožňuje archivaci dat, vizualizaci a ovládání chodu vybraných technologických zařízení a v neposlední řadě umožňuje automatizovat a optimalizovat chod
celé ČOV. Vybrané údaje z ČOV jsou přenášeny do dispečinku
provozovatele.
Při realizaci stavby byl plněn požadavek správce povodí na zachování provozu po celou dobu výstavby. Velký důraz byl kladen na kvalitu provedených prací, zvláště pak na sanace ocelových smaltovaných konstrukcí nádrží a na vnitřní ocel. vestavby
těchto nádrží.
Technologické zařízení u většiny provozních celků bylo na hranici životnosti. Rovněž kapacita současné čistírny odpadních
vod byla pro další rozvoj města nedostačující.
Vyhodnocení zkušebního provozu
Přítok odpadních vod za sledované období 384 189 m3/rok, Průměrný denní přítok 1 053 m3/den, 12,2 l/s, počet EO 3970.
V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty „p“, „m“ a dosahovaná průměrná kvalita vyčištěných odpadních vod v době zkušebního provozu.
Vodopráv. rozhodnutí pro ZP
Sledovaný
ukazatel
CHSK Cr
BSK 5
NL
N-NH4+
Pcelk.*)
Koncepce návrhu a popis výsledného řešení ČOV
Účelem navrhovaných úprav technologie čištění bylo získání
potřebných reakčních objemů pro výhledové zatížení čistírny,
úprava poměrů v kalovém hospodářství, zajištění zvýšení účinnosti, spolehlivosti a stability čistícího procesu, odstranění výše
popsaných provozních problémů a potíží, celková modernizace
zařízení a v neposlední řadě také zvýšení komfortu obsluhy.
Odpadní vody produkované na území města jsou i nadále přiváděny do lapáku štěrku, kde dochází k sedimentaci hrubých
nerozpuštěných látek. Manipulace se štěrkem je usnadněna instalací strojního zvedacího zařízení. Z lapáku štěrku odtéká voda
do šnekové čerpací stanice, ze které je čerpána na další objekty
ČOV. V čerpací stanici jsou osazena tři šneková čerpadla, u dvou
z nich byla provedena celková repase a výměna šneků.
Za čerpací stanicí jsou osazeny dvoje nové strojní česle doplněny
o lis na shrabky s dopravníkem, který zaručuje transport shrabků
z česlovny do kontejneru umístěného vně budovy. Z česlí odtékají odpadní vody na stávající zdvojený lapák písku, který zůstal
po stavební stránce zachován a byl pouze nově technologicky
vystrojen. Těžení písku je prováděno mamutími čerpadly. Zdrojem tlakového vzduchu je kompresorová stanice.
Dosahované výsledky při ZP
„p“
„m“
bilance
průměr
bilance
účinnost
mg/l
80
20
25
15
--
mg/l
135
40
45
25
--
t/rok
41,0
8,2
9,8
4,1
--
mg/l
33,2
4,6
8,0
1,1
2,3
t/rok
12,76
1,75
3,09
0,43
1,25
%
93,2
98,2
96,0
96,8
65,0
*) Pro zkušební provoz nebyly hodnoty pro parametr Pcelk. stanoveny, parametr Pcelk. byl po dobu zkušebního provozu pouze sledován. Od září 2008 bylo zahájeno i dávkování síranu železitého
tak, aby byl tento provoz otestován v podmínkách ČOV, která
má v technologické lince zařazenou štěrbinovou nádrž.
Kvalita vypouštěných odpadních vod byla po celé sledované období velmi dobrá. Zkušební provoz probíhal při hydraulickém
zatížení ČOV 70 % resp. látkovém zatížení 87,5 %, jednalo se
tedy o plné provozní zatížení.
14
fosforu byla na ČOV osazena technologie pro chemické srážení
fosforu síranem železitým.
Na ČOV byl osazen nový řídící a informační systému, který zajišťuje komfort pro obsluhu. Poskytuje obsluze mimo jiné údaje
o aktuálním stavu vybraných zařízení a důležitých technologických veličinách. Systém dále umožňuje archivaci dat, vizualizaci a ovládání chodu vybraných technologických zařízení a v neposlední řadě umožňuje automatizovat a optimalizovat chod
celé ČOV. Vybrané údaje z ČOV jsou přenášeny do dispečinku
provozovatele.
Při realizaci stavby byl plněn požadavek správce povodí na zachování provozu po celou dobu výstavby. Velký důraz byl kladen
na kvalitu provedených prací, zvláště pak na sanace betonových
konstrukcí všech nádrží a jímek. Na místě původních kalových
polí byla vybudována nová provozní budova.
Vystrojení česlovny dvojice strojních česlí a lis na shrabky
Pro rozrušování sedimentů bylo nově osazeno dmychadlo s rozvodem vzduchu. Směs písku a vody vytěžená z lapáku je přiváděna do separátoru písku. Takto předčištěná voda odtéká do
stávající usazovací nádrže. Nádrž zůstala po sanaci zachována,
byla provedena celková repase pojezdového mostu a ocelové
konstrukce jsou opatřeny novými nátěry. Primární kal ze dna
nádrže je přečerpáván do nově vybudované zahušťovací jímky
kalu, kde dochází k jeho gravitačnímu zahuštění. Z této jímky
pak je zahuštěný primární kal čerpán přímo do podzemní vyhnívací, upravené štěrbinové nádrže alt. přímo do nadzemní
vyhnívací nádrže. Obsah nádrže je homogenizován nově osazeným ponorným míchadlem. Dešťové vody, které byly zaústěny do štěrbinové nádrže, jsou odvedeny mimo tuto nádrž. Za
usazovací nádrží je provedeno odlehčení mechanicky předčištěné odpadní vody přesahující kapacitu biologického stupně do
recipientu. Pro výhledové zatížení ČOV byly aktivační nádrže
zvětšeny výstavbou další nádrže v sousedství dnešní nitrifikační
nádrže. V denitrifikační nádrži jsou osazena ponorná míchadla,
v nitrifikační nádrži byl instalován nový jemno-bublinný aerační
systém. V dmychárně byla provedena výměna opotřebovaných
dmychadel za dmychadla s vyšším výkonem doplněná frekvenčním měničem.
Vyhodnocení zkušebního provozu
Přítok odpadních vod za sledované období 364 860 m3/rok, Průměrný denní přítok 1 000 m3/den, 11,6 l/s, počet EO 5305.
V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty „p“, „m“ a dosahovaná průměrná kvalita vyčištěných odpadních vod v době zkušebního provozu.
Vodopráv. rozhodnutí pro ZP
Sledovaný
ukazatel
CHSK Cr
BSK 5
NL
N-NH4+
Pcelk.*)
Dosahované výsledky při ZP
„p“
„m“
bilance
průměr
bilance
účinnost
mg/l
80
20
25
15
--
mg/l
135
40
45
25
--
t/rok
41,0
8,2
9,8
4,1
--
mg/l
37,3
8,8
4,8
< 0,5
5,9
t/rok
13,6
3,19
1,73
0,3
2,14
%
93,5
97,3
98,6
97,6
31,8
*) pro zkušební provoz nebyly hodnoty pro parametr Pcelk. stanoveny, Pcelk. byl po dobu zkušebního provozu pouze sledován.
Simultánní srážení fosforu síranem železitým nebylo provozováno. Pro zlepšení kvality vody v řece Radbuze je třeba snížit
koncentraci Pcelk ve vypouštěných vodách na předepsané limity
pro trvalý provoz.
Kvalita vypouštěných odpadních vod byla po celé sledované období velmi dobrá. Zkušební provoz probíhal při hydraulickém
zatížení ČOV 56,2 % resp. látkovém zatížení 75,7 %, jednalo se
tedy o plné provozní zatížení.
Provoz ČOV vykazoval stabilně vysokou kvalitu vypouštěných
odpadních vod a vysokou účinnost. Po celé období zkušebního
provozu nedošlo k překročení limitů vodohospodářského rozhodnutí. Na základě dosahovaných účinností je zřejmé, že vypouštěním odpadních vod z ČOV Holýšov nedochází ke znatelnému ovlivnění řeky Radbuzy.
Celkový pohled na aktivační nádrže a dmychánu
Funkce mechanického předčištění a čerpání odpadních vod byla
velmi dobrá, rovněž funkce technologické linky odvodňování
kalu byla odzkoušena a je funkční. Zařízení pro hygienizaci kalu
nehašeným vápnem nebyla obsahem projektu. Důvodem je využití odvodněného kalu pro kompostování. Po dobu zkušebního
provozu nedošlo k žádným závažným poruchám, které by výrazněji ovlivnily provoz ČOV.
S ohledem na celkové dosahované výsledky byl zkušební provoz vyhodnocen jako úspěšný a bylo doporučeno uvést ČOV do
trvalého provozu.
Směs aktivovaného kalu a biologicky vyčištěné odpadní vody
přitéká přes rozdělovací objekt, s předřazeným zařízením pro stírání pěny, do dosazovacích nádrží. Kapacita stávající dosazovací
nádrže byla pro výhledové zatížení čistírny nedostatečná, proto
byla v blízkosti stávající nádrže vybudována nová dosazovací
nádrž průměru 12,0 m. Výstavba druhé dosazovací nádrže podstatně zvýšila provozní spolehlivost celé čistírny. Technologické
vystrojení stávající dosazovací nádrže bylo vyměněno. Kal ze
dna dosazovacích nádrží odtéká do čerpací jímky vratného a přebytečného kalu. Ve strojovně byla provedena výměna stávajících
kalových čerpadel. Vratný kal je čerpán na začátek denitrifikační
nádrže, přebytečný kal do nové zahušťovací nádrže kalu s kontinuálním provozem, kde dochází k jeho zahuštění. Odtud je kal
přečerpáván do nadzemní vyhnívací nádrže. Z vyhnívací nádrže
je kal přepouštěn alt. přečerpáván do stávající uskladňovací nádrže kalu. Obsah nádrže je homogenizován nově osazeným ponorným míchadlem. Z této nádrže je stabilizovaný kal odebírán
pro strojní odvodnění. Stávající zastaralý a kapacitně nedostačující lis byl nahrazen novou výkonnější dekantační odstředivkou.
Pro dosažení požadovaných odtokových koncentrací celkového
Závěr
Intenzifikací čistíren odpadních vod byly vytvořeny podmínky
pro další standardní rozvoj měst s předpokládaným výhledem na
cca 10 až 15 let. Zkušební provoz ověřil, že uvedené ČOV zajistí
i plnění limitů uvedených v Nařízení vlády ČR č. 229/2007 Sb..
Ing. Jiří Kaňka, EKOEKO s.r.o. České Budějovice
e-mail: [email protected]
15
Využití recirkulačních systémů
k intenzivnímu chovu ryb
Jan Kouřil – Bohumil Kujal
Intenzivní chov ryb v recirkulačních systémech představuje významnou alternativu intenzivní produkce ryb v průtočných
systémech a rybničních chovech. Recirkulační akvakulturní
systémy jsou charakterizovány vysokou produkcí ryb s využitím velmi malé zastavěné plochy a nízkou potřebou přítokové
vody. Přitom současně produkují, ve srovnání s klasickými technologiemi, jen velmi malé množství odpadní vody. Recirkulační
systémy lze charakterizovat jako systémy relativně málo závislé
na vnějším prostředí, poněvadž jsou většinou umístěny v krytých budovách. Při využití řady intenzifikačních prvků v nich
lze realizovat produkci různých druhů ryb, nebo jiných vodních
organismů. Pro tento způsob produkce je charakteristická optimalizace podmínek prostředí (teplota, chemismus), výživy (při
použití výhradně kompletních krmných směsí, bez přirozené potravy) a krmné techniky, při relativně rychlém růstu a nízkých
ztrátách chovaných ryb. Na druhé straně jsou na tato zařízení
kladeny vysoké nároky na spolehlivost použité techniky a lidské obsluhy. Nejvýznamnější rozvoj a využití těchto systémů je
v USA, Izraeli, Holandsku a Dánsku.
Recirkulační akvakulturní systémy se vyznačují relativně
vyššími kapitálovými (investičními) a v některých případech
i provozními náklady (zejména na energie), což bývá kompenzováno chovem cennějších druhů ryb a vyšší produktivitou práce. Předmětem chovu bývají zejména lososovité ryby, sumec,
sumeček, okoun, candát, jeseteři, okrasné a akvarijní druhy ryb
apod.). Další možností je sezónní využívání těchto systémů
v kombinaci s rybničním chovem (např. u okouna, sumce, kapra
či okrasných ryb), nebo využívání pro odchov raných stadií některých druhů požadujících vyšší teploty vody (východoasijské
býložravé druhy ryb ap.). Recirkulační systémy jsou vhodné pro
chov generačních ryb různých druhů (kapra, sumce, okouna, jeseterů, reofilních kaprovitých druhů aj.) s cílem jejich řízené reprodukce v mimosezónním období. Hodí se i pro využití v rybích
líhních, nejen pro přechovávání generačních ryb před výtěrem,
ale i pro vlastní inkubaci jiker, přechovávání plůdku v období
endogenní výživy, případně krátkodobé rozkrmení plůdku před
vysazením do rybníků apod. (systémy pro inkubaci jiker, resp.
přechovávání plůdku je zásadně nevhodné spojovat s okruhy pro
přechovávání generačních ryb). Vzhledem k malému zatížení
mohou tyto systémy být konstrukčně jednodušší a investičně
méně nákladné. Recirkulační systémy s různými stupni čištění
se hojně využívají v pěstírnách okrasných druhů ryb (včetně
tropických) a v zájmových chovech okrasných ryb v zahradních
jezírcích (kapři koi, barevní karasi, jeseni a líni a další druhy
ryb). Významné je využívání recirkulačních systémů, včetně vysoce výkonných zařízení pro úpravu kvality vody, ve výstavních
akváriích a oceániích. Recirkulační systémy se rovněž často využívají ve výzkumu, nejen při testování intenzivních chovů, ale
i z celé řady jiných důvodů (výzkum chování, výživy, testování
produkční účinnosti krmiv, testování užitkovosti při šlechtění,
studium růstu a ontogenetického vývoje, výzkum průběhu onemocnění a léčení chorob aj.).
V souvislosti s minimálními požadavky na doplňování čerstvé vody, lze k tomuto účelu využívat bez potřeby náročné úpravy zdroje vody kvalitní, hygienicky nezávadné (např. podzemní,
nebo třeba i vodu z vodovodní sítě), i přes její vyšší cenu. V jiných případech, je naopak možné, s ohledem na relativně minimální spotřebu čerstvé vody při použití méně kvalitního zdroje,
zabezpečit jeho dostatečnou úpravu (desinfekce, eliminace nerozpuštěných látek, úprava teploty apod.). Vzhledem k minimalizaci kontaminace odchovného prostředí původci onemocnění
Lisované bloky z plastické hmoty (využívané jako náplň
zkrápěného biologického filtru)
Zkrápěné filtry (sestavené z plastových bedniček na ovoce
naplněných plastovými šponami, obalené černou fólií, instalované
pro každý odchovný žlab samostatně). Vpravo vzadu zásobník na
tekutý kyslík.
Skleník (Tropenhaus) s intenzivním chovem tilapie nilské
využívající k ohřevu teplo z čerpací stanice dálkového plynovodu
(Švýcarsko)
16
z vnějšího prostředí, je do značné míry omezena možnost vzniku různých onemocnění v odchovných systémech s recirkulací
vody. Navíc se ve vodě v těchto systémech vyskytuje zpravidla
vyšší obsah solí (případně jej lze uměle zvyšovat), což má pozitivní vliv na zdravotní stav chovaných rybích obsádek. Velmi
významným faktorem, podporujícím rozvoj takovýchto chovů,
je jejich šetrnost k okolnímu prostředí, vzhledem k eliminaci
znečištění produkovaného rybami (produkty látkové výměny).
V recirkulačních systémech lze zajistit optimální podmínky pro chov ryb jak z hlediska kvality vody, tak z hlediska dávkování krmiva, při nízkých nárocích na množství nové přitékající vody. Jsou to systémy s částečným nebo zcela uzavřeným oběhem vody. Jsou nezávislé na vnějším prostředí s malými nároky
na množství vody i omezenými nároky na zastavěnou plochu.
V zařízeních tohoto typu se všechna voda použitá k chovu ryb
nebo její část, čistí a dále upravuje tak, aby ji bylo možné znovu
využít. Důležité je zejména odstranění produktů látkové výměny
ryb (exkrementy, amoniak rozpuštěný ve vodě, apod.), odstranění zárodků plísní a bakterií a dostatečné nasycení vody kyslíkem (čistící systémy, aerace a desinfekce). Jsou i vyšší nároky
na obsluhu, omezená je kapacita objektu a vyšší jsou zejména
pořizovací náklady (přečerpání a čištění vody, měřící zařízení,
náhradní zdroje elektrické energie aj.). V celém systému tak dochází ke koloběhu vody a pouze její malá část bývá společně
s nečistotami odpouštěna mimo systém. Ztráty vody vzniklé při
čistění nebo odparem jsou doplňovány čerstvou vodou v rozsahu
zpravidla od několika desetin % až do několika % (maximálně
5-10 %) z celkového průtoku cirkulující vody. Celkový objem
vody v systému se v podstatě nemění. Nerozpuštěné látky (kaly),
separované z cirkulující vody, lze po zahuštění využívat jako surovinu pro výrobu kompostů, bioplynu, případně pro jiné účely.
Nárůst produkce tržních ryb ve světě je počínaje posledním
čtvrtstoletím dvacátého století kryt výrazným podílem akvakultury. Růst produkce sladkovodních tržních ryb v klasických
průtočných systémech a s využitím klasických rybníkářských
metod ve střední Evropě i ČR je v důsledku řady ekologických
a vodohospodářských omezení značně limitován. Alternativou je
využívání metod intenzivního chovu ryb s pomocí průtočných
systémů s odstraňování produktů metabolismu a zejména recirkulačních systémů s pomocí biologického čištění vody, různých
způsobů okysličování vody a desinfekce vody pomocí ultrafialového záření (UV), nebo ozonizace. V poslední době se konstrukce recirkulačních systémů orientuje na výzkum vysoce sofistikovaných zařízení s dokonalým způsobem čištěním použité vody
s produkcí nejen ryb ale i rostlin tj. bez odtoku znečištěné vody,
označované jako „zero discharge“.
Z hlediska ekonomiky a ochrany životního prostředí je při
provozu intenzivních chovů teplomilných druhů ryb důležitá
možnost využití alternativních zdrojů energie k optimalizaci
teploty vody pomocí geotermální energie, tepelných čerpadel,
solární energie a zejména odpadního tepla průmyslových objektů. Pro všechny formy intenzivní akvakultury, zejména pro
vysoce sofistikované recirkulační systémy je nezbytné použití
počítačových systémů řízení provozu a výroby.
Pro objekty s chovem ryb se využívají různé zdroje vody.
Patří mezi ně jak podzemní, tak povrchová voda. Podzemní voda
se získává jímáním přirozených vývěrů nebo zřizováním studní
či vrtů, odkud je potom čerpána. Povrchová voda ve srovnání
s vodou pramenitou má vyšší obsah kyslíku a zpravidla nižší tvrdost a kolísání teploty. Může však obsahovat i řadu pro chov ryb
nežádoucích látek, které vznikly vlivem lidské činnosti. Ostatní
fyzikálně chemické vlastnosti vody jsou zpravidla vhodné pro
chov ryb. Jsou zvýšené nároky na její úpravu (např. sedimentace,
filtrace, zabránění vniknutí původců onemocnění apod.). Používá se jak voda stojatá (jezera, rybníky, údolní nádrže), tak voda
tekoucí (řeky, potoky). V obou případech se mohou vyskytovat
problémy se zvýšeným obsahem rozpuštěných živin. U stojatých
vod se často vyskytují problémy související s přítomností řas,
sinic a zooplanktonu. To přináší řadu rizik (kolísání pH, deficity
Interiér skleníku s intenzivním chovem tilapie nilské
v necirkulačním systému s čištěním vody využívajícím plovoucích
vodních rostlin (Švýcarsko)
Interiér fóliovníku s intenzivním chovem tilapie nilské
v necirkulačním systému s čištěním vody využívajícím hydroponické pěstování rostlin (Maďarsko)
Obr. 8. Doprava vody s využitím airliftů poháněných vysoko –
objemovou turbínou v chovu jesetera (podle www.uftag.de)
Solární panely pro ohřev recirkulačního systému (Polsko)
17
O2, zvýšení obsahu amoniaku, ucpávání rozvodů vody, nebezpečí výskytu plísňových a bakteriálních onemocnění). V případě přímého odběru z hlubších (údolních) nádrží s teplotní stratifikací se využívá voda z různých hloubkových horizontů. To
umožňuje volit odpovídající teplotu i některé další kvalitativní
ukazatele zdroje vody.
Teplota vody pro chovy ryb je jedním z nejvýznamnějších
ukazatelů jakosti a vlastností vody. Ovlivňuje nasycenost vody
kyslíkem. Se vzrůstající teplotou vody klesá nasycenost kyslíkem a tím i absolutní obsah kyslíku. Významně ovlivňuje chemickou a biochemickou reaktivitu i v poměrně úzkém teplotním
rozmezí. Většina biochemických procesů probíhá při teplotách
blížících se nule jen velmi zvolna (např. nitrifikace). Teplota má
vliv na podíl toxického nedisociovaného amoniaku na celkové
koncentraci amoniakálního dusíku (při zvyšování teploty v rozpětí 5 až 25°C se zvyšuje až několikanásobně). Má podstatný
vliv na toxicitu některých rozpuštěných látek ve vodě. Teplota
vody je jedním z rozhodujících faktorů vnějšího prostředí. Má
základní význam pro aktivitu ryb, pro příjem a využití potravy,
růst, reprodukci aj. Teplo získané levným způsobem pro temperování vody (odpadní teplo), výrazným způsobem ovlivňuje
ekonomiku provozu rybochovných objektů.
Jakmile teplota vody roste, tak se ryby stávají aktivnější
a spotřebovávají více rozpuštěného kyslíku, zatímco obsah kyslíku ve vodě klesá. Současně produkují více oxidu uhličitého
a amoniaku. Takto roste poměr spotřeby nepostradatelných látek
a produkce látek škodlivých, což může mít, při překročení tolerovaných mezí, přímý vliv na zdraví ryb a jejich přežití. Když
se hodnoty nacházejí mimo optimum, dochází ke stresu. I nízká
úroveň stresu může nepříznivě dlouhodobě ovlivňovat obsádku, což se projevuje snížením rychlosti růstu, zhoršeným využitím krmiva a vyšší mortalitou. Teplota hraje významnou roli
v průběhu nitrifikace. Obecně se kinetika nitrifikační reakce řídí
Arrheniovým vztahem, kdy pokles teploty o 10ºC má za následek snížení rychlosti o 50%. Pro nitrifikaci se doporučují teploty
v širokém rozmezí 5 – 35 °C. Nitrifikační bakterie přizpůsobivé
širokému okruhu teploty prostředí, jejich aklimatizace na jinou
teplotu probíhá ale pozvolně. Teplota vody v recirkulačních systémech s biologickou nitrifikací se může řídit především potřebou chovaných druhů ryb, případně technickými a ekonomickými možnostmi ohřevu systému, nikoliv potřebami nitrifikačních
bakterií.
Hlavními výhodami recirkulačních systémů je možnost
regulovat prostředí a parametry kvality vody s cílem udržení
dobrého zdravotního stavu ryb a vysoké rychlosti růstu. Ačkoliv je vodní prostředí komplexní ekosystém skládající se z různých parametrů, je výhodou, že jenom několik z nich hraje rozhodující roli v chovu ryb. Kritickými parametry jsou teplota,
nerozpuštěné látky, pH a koncentrace ve vodě rozpuštěných
látek - kyslíku, amoniaku, dusitanů a oxidu uhličitého a kyselinová kapacita vody. Každý jednotlivý parametr je důležitý,
ale je to jejich souhrn a vzájemné interakce všech parametrů,
co ovlivňuje zdraví a růst ryb. Koncentrace jedné látky může
být v některých případech méně významná a za jiných okolností
naopak zcela zásadní.
amoniakálního dusíku. Amoniak do vody vylučují nejen v exkrementech, ale i dýcháním. Za normálních okolností je 60 %
rybou vyloučeného dusíku ve formě amoniaku. Dalším zdrojem
amoniaku je zbytkové krmivo. Krmivo ryb obsahuje bílkoviny,
ze kterých rozkladem amoniak vzniká.
Recirkulační systém pro chov lososovitých ryb dánského typu na
lokalitě Mlýny u Vimperka (v pravé zadní části nádrže pro chov
ryb, v levé přední části biologické filtry).
Základními součástmi recirkulačních systémů jsou mechanická filtrace a sedimentace, biologický filtr (nitrifikační
a denitrifikační), aerace či oxigenace, zařízení pro čerpání
a dopravu vody a přítok čerstvé (doplňkové) vody.Výše uvedené nezbytné komponenty bývají ještě doplněny dalšími součástmi. Mezi ně patří ohřev (či spíše příhřev) vody (ve výjimečných případech ochlazování vody), odplynění, flotace, desinfekce vody (UV zářiči nebo ozónem), denitrifikace, zařízení pro
zpracování kalu (zahušťování, výroba bioplynu). V současnosti
je preferováno těsné uspořádání jednotlivých technologických
komponentů pro vlastní chov ryb a pro úpravu a čištění vody,
s malými výškovými rozdíly hladin, umožňující úsporu nákladů
na čerpání vody a lepší využití obestavěného prostoru.
K odstraňování nerozpuštěných látek v recirkulačních
systémech se používá několika různých způsobů, nebo jejich
kombinací. Prozatím nepříliš často využívanou je dvojitý odtok
z odchovných nádrží, včetně speciálního zařízení použitelného
u nádrží s krouživým pohybem vody, rovněž poměrně málo jsou
využívána poměrně jednoduchá zařízení na principu vířivé separace (cyklony). Osvědčilo se používání šikmých lamelových
usazovacích nádrží. Často se používají válcové a pásové mechanické filtry a mikrosíta. Pro obtížně odstranitelné nerozpuštěné
látky menších rozměrů a o specifické hmotnosti blízké hmotnosti
vody se osvědčila flotace (pěnová separace).
V biologických nitrifikačních filtrech je amoniak v prvním
stupni nejdříve oxidován na dusitany. Ve druhém stupni, který
bezprostředně následuje, jsou dusitany oxidovány na dusičnany.
Obě fáze obvykle následují těsně za sebou, proto se v normálně
fungujícím systému zpravidla ve vodním prostředí nehromadí
dusitany. Biologická filtrace efektivně snižuje hladinu amoniaku ve vodě. V případě vysoké koncentrace nerozpuštěných látek přitékajících s vodou na biologické filtry rostou heterotrofní
bakterie výrazně rychleji než nitrifikační bakterie a převládají
v konkurenčním boji o prostor a kyslík. Proto je nutné, aby voda
přitékající do biologických filtrů obsahovala co nejnižší koncentrace nerozpuštěných látek. Proces nitrifikace je inhibován
nízkým pH, nízkou koncentrací ve vodě rozpuštěného kyslíku,
nízkou teplotou, vysokou koncentrací amoniaku a přítomností
některých cizorodých látek, např. antibiotik (v souvislosti s léčením ryb).
Nerozpuštěné látky se do vody dostávají při chovu ryb
dvojím způsobem. Jednak jsou to exkrementy, jejichž množství
závisí na dávce a složení krmiva, na jeho stravitelnosti a ostatních faktorech, které trávení krmiva u ryb ovlivňují (teplota
vody, zdravotní stav aj.). Druhým zdrojem nerozpuštěných látek
je nespotřebované krmivo. Při správné krmné technice (adaptace ryb na krmivo, použití optimálních denních dávek krmiva
a jejich rozdělení v průběhu dne, vhodného složení a velikosti
krmiva, minimální, resp. žádný podíl prachových částí krmiva,
respektování zdravotního stavu a ochoty ryb přijímat krmivo) by
se zbytky rybami nepřijatého krmiva neměly v podstatě vyskytovat, resp. jejich množství by mělo být zanedbatelné.
Odstranění dusíku získává stále větší pozornost, protože
sloučeniny dusíku jsou jednou z příčin eutrofizace přírodních
vod. Biologická denitrifikace je cesta k odstranění dusičnanů v přírodních vodách. Konečným produktem denitrifikace je
inertní molekulární dusík (N2), který odchází z vodního prostředí
vybubláním do atmosféry. Biologické filtry produkují při nitrifikaci dusičnany. Ty jsou pro ryby, na rozdíl od dusitanů a volného amoniaku, poměrně málo toxické. Ve vyšších koncentracích
Ryby v intenzivním chovu jsou významnými producenty
18
(více než 100 mg.l-1 N-NO3) ale již mohou působit problémy.
Jeden z hlavních problémů při použití anaerobní denitrifikace je
potřeba doplňování uhlíku. Denitrifikaci má dva kroky, nejprve
jsou dusičnany redukovány na dusitany a poté následuje redukce
dusitanů na molekulární dusík. K procesu denitrifikace dochází
(na rozdíl od nitrifikace) v anaerobních podmínkách za přítomnosti organického substrátu (buď záměrně dodaného, např. metylalkohol, nebo sedimentovaných organických látek původem
z mechanické filtrace).
Zdrojem tepla nebo teplé vody pro ohřev recirkulačních
systémů s chovem ryb mohou být geotermální vody z hlubokých
vrtů, odpadní oteplená voda (technologická) z klasických či atomových elektráren či průmyslových podniků. Ohřev vody u sezónně provozovaných systémů, nebo systémů menší velkosti lze
zabezpečovat i s využitím pevných, kapalných a plynných paliv
a elektrického proudu či pomocí tepelných čerpadel nebo solární
energie.
Nedílnou součástí moderních recirkulačních systémů je
jejich vybavení technikou umožňující kontinuální měření vybraných základních parametrů kvality vody - teplota, obsah
kyslíku,amoniakální dusík, průtok vody a stav otevření ventilů,
stav hladin apod. Zjištěné údaje se využívají k regulaci a řízení
systému a signalizaci mezních a kritických hodnot a stavů obsluze (formou světelné či akustické signalizace, či pomocí SMS
na mobilní telefony pracovníků obsluhy v době jejich fyzické
nepřítomnosti). Pro potřeby pozdější kontroly a umožnění dalšího využití se provádí i archivace naměřených hodnot. Softwarové systémy bývají zabezpečeny proti výmazu dat (důležité při
vyhodnocování havarijních stavů).
V České republice je v současnosti provozováno jen několik málo produkčních recirkulačních systémů pro chov ryb. Již
více než deset let je v provozu farma ve Velké Bystřici u Olomouce se dvěma instalovanými recirkulačními systémy, využívaná k odchovu násad úhoře, sumce, okrasných ryb a v poslední době i tržního okouna. V roce 2008 a 2009 byly uvedeny do
provozu dva moderní recirkulační systémy tzv. dánského typu,
každý s plánovanou kapacitou 100 tun tržních lososovitých ryb
(v lokalitě Mlýny u Vimperka a u Kamenice nad Lipou). Další v ČR provozované recirkulační systémy menší velikosti jsou
buď experimentálního charakteru, či jsou využívány k chovu
okrasných ryb.
Studie byla zpracována s podporou výzkumného záměru MSM
6007665809.
doc. Ing. Jan Kouřil, Ph.D.
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
Fakulta rybářství a ochrany vod ve Vodňanech
e-mail: [email protected]
Ing. Bohumil Kujal
Česká společnost vodohospodářská ČSSI
37001 České Budějovice
[email protected]
PROJEKTOVÁ A INŽENÝRSKÁ SPOLEČNOST
Nabízí komplexní poradenské, projektové a inženýrské služby zejména v oblasti vodohospodářských
a ekologických staveb s cílem poskytnout svým klientům efektivní a pokrokové řešení problémů v oblasti
přípravy, financování a řízení staveb:
Mezi
vodou
a zemí...
« Poradenská a konzultační činnost
« Návrh možností financování přípravy a realizace projektů
« Studie proveditelnosti včetně finančních analýz
« Komplexní příprava projektů podporovaných z finančních
...je tu Aqua Procon
zdrojů z ČR a EU
« Monitoring a měření na stokových a vodovodních sítích
« Generely vodovodů a kanalizací (dynamické modelování)
« Projektová dokumentace všech stupňů
« Autorský a stavební dozor
« Řízení investičních projektů
Nabízí velké zkušenosti z přípravy projektů podporovaných z dotačních fondů EU, od roku 1999 se
podílela v České republice a na Slovensku na přípravě
vodohospodářských projektů v celkových nákladech
cca 14mld. Kč.
www.aquaprocon.cz
Sídlo Brno
AQUA PROCON s.r.o.
Středisko Olomouc
AQUA PROCON s.r.o.
Palackého tř. 12, 612 00 Brno
Kosmonautů 6a, 772 11 Olomouc
Divize Praha
AQUA PROCON s.r.o.
Dukelských hrdinů 12, 170 00 Praha
☎ +420 541 426 011
☎ +420 585 241 248
☎ +420 220 879 819
fax: +420 541 426 012
e-mail: [email protected]
fax: +420 585 241 248
e-mail: [email protected]
fax: +420 226 712 140
e-mail: [email protected]
19
REKONSTRUKCE VODOVODNÍCH PŘIVADĚČŮ
Petr Baránek
ÚVOD
Potřeby rekonstrukcí vodovodních řadů jsou již v současnosti velkým problémem oboru zásobování vodou a v blízké
budoucnosti se stanou problémem rozhodujícím. Důvodem je výstavba rozsáhlých skupinových a následně oblastních
vodovodů, která probíhala od padesátých let, přes léta šedesátá, až do let sedmdesátých, v menší míře až osmdesátých.
Zatímco řady rozvodných sítí se v drtivé většině stavěly z litiny, později z plastů, přivaděče, tj. zejména řady páteřní
nadobecního významu byly realizovány nejčastěji z oceli příp. azbestocementu a pouze v menší míře z litiny.
Stáří těchto potrubí se tedy pohybuje zhruba od třiceti do šedesáti let. To je stáří, které zejména u ocelových potrubí, ať
již dříve chráněných různými, zdraví škodlivými, nástřiky na bázi asfaltů nebo později bez ochrany, znamená končící
životnost. A zatímco u řadů rozvodných sítí, ač z materiálů delší životnosti, probíhá postupná, i když pomalá výměna
vyvolaná většinou vnějšími vlivy, u přivaděčů balancujících na hranici životnosti se neděje, až na malé výjimky, nic.
Důvodem je obecně známý nedostatek financí. Vlastnici vodovodů nevytvářejí v ceně vodného dostatečný prostor pro
financování výměn, a to zejména z důvodů sociálně-politických a dotační tituly ve svých pravidlech podporují spíše
„novou výstavbu“ k napojení těch zlomků procent dosud nenapojených obyvatel. Přitom se jedná o „spotřebiště“ jejichž
připojení zhoršuje hospodaření provozovatelů vodovodů a navíc se zhusta nesetkává s očekávanou odezvou ve formě
množství odebírané vody.
Nicméně, rekonstrukce vodárenských přivaděčů budou muset v masívním měřítku začít, a to raději dříve než později.
Jedná se totiž o velmi důležité objekty systému zásobování vodou, jejichž výpadky vlivem poruch znamenají výpadky
v dodávce vody pro velké počty odběratelů.
DŮVODY K REKONSTRUKCI
Jak již bylo výše zmíněno, žádný z vlastníků vodárenské infrastruktury nemá tolik finančních prostředků, aby vyměňoval
potrubí bez vážného důvodu. V následující tabulce jsou shrnuty nejdůležitější důvody k rekonstrukcím řadů.
Důvody k rekonstrukci potrubí
Vysoká poruchovost
Nutné vyhodnocení počtu a druhů poruch, např. krátké úseky napadené bludnými
proudy, špatný způsob uložení, poruchy na spojích apod.
Zvýšené úniky vody
Netýká se poruch (viz výše), ale drobných úniků z netěsných spojů
Zhoršení chemizmu vody
při její dopravě
Druhotná kontaminace vody,zejména Fe, organickými sloučeninami chlóru apod.
Zhoršení biologického obrazu vody při její
dopravě
Týká se i vytvoření podmínek pro biologickou kontaminaci
(inkrusty)
Nedostatečná kapacita
Zvýšení odběrů
Snížení kapacity
Inkrustace
Stáří
Nízká zbytková životnost, preventivní opatření
METODY ZJIŠŤOVÁNÍ PODKLADŮ
Pokud se investor rozhodne k rekonstrukci potrubí z některého z výše uvedených nebo i dalších důvodů, děje se tak na
základě minimálně jednoho důvodu. Pro správné rozhodnutí o potřebě nebo i metodě rekonstrukce, je vhodné připravit
resp. shromáždit i další podklady týkající se předmětného řadu nebo řadů navazujících.
20
Metody zjišťování podkladů o stavu potrubí
Vyhodnocení počtu a druhů poruch
Převzetí GIS vodárenského systému, s naznačenými místy a daty poruch a popisem
poruch.
Měření průtoků na začátku a konci sledovaných úseků nebo poklesu tlaku ve
výtlacích při definovaných odběrech po trase.
Úniky vody z potrubí
Srovnávají se jednotlivé úseky s měrným únikem a přihlédnutím k povoleným
odchylkám měřící techniky.
Zhoršení chemizmu a biologického obrazu při Laboratorní rozbory vody na začátku a konci sledovaných úseků. Vizuální kontrola
dopravě vody v potrubí
vnitřního povrchu potrubí.
Hydraulické vlastnosti potrubí
Údaje o průtocích a tlacích na začátku a konci sledovaných úseků. Vizuální kontrola
povrchu potrubí. Výpočet hydraulické drsnosti.
Stáří a zbytková životnost
Rok výstavby řadů a přesné rozměry potrubí, zejména výchozí tloušťka stěny.
Měření zbytkové tloušťky potrubí (zejména pro ocelové potrubí). Vizuální příp.
kamerová prohlídka vnitřního povrchu potrubí. Odkrytí a prohlídka vnějšího
povrchu porubí,
stav izolace. Prohlídka chrániček.
Provozní tlaky
Přehledné podélné profily řadů určené k vytipování tlakově nejvíce namáhaných míst.
U míst s lokálně větším počtem poruch je třeba před návrhem metody rekonstrukce stanovit příčiny poruch (např. bludné proudy,
agresivita zeminy apod.). V tomto případě lze přistoupit pouze na rekonstrukci problematického úseku. Pravidelně rozprostřené
poruchy po celé délce, ukazující na celkový špatný stav potrubí.
Stanovení velkosti úniků je možné na základě běžně zabudovaných a správně provozovaných měřidel. Při jejich absenci nebo při
snaze získat přesnější údaje je třeba pro zjištění úniků realizovat speciální měrnou kampaň např. s využitím příložných měřidel.
Rozbory vody, nejlépe prováděné ze vzorků odebraných bezprostředně po náhlém zvýšení průtoku, se zaměřují pouze na
sledování látek signalizujících druhotné znečištění vody při dopravě potrubím.
Vizuální kontrolu je nejlépe provádět kamerou, vkládanou do potrubí ve více úsecích. Výhodná je tvorba a archivace
fotodokumentace z opravovaných poruch. Zajištění podkladů pro výpočet hydraulické drsnosti potrubí je vhodné spojit s výše
popsaným měřením průtoků doplněným o měření aktuálních provozních tlaků.
Měření zbytkové tloušťky stěn potrubí, výpočet korozní rychlosti a následná extrapolace zbytkové životnosti potrubí je velmi
důležitým podkladem pro stanovení nutnosti rekonstrukcí. Měření se dá provádět jak přímo na odkrytém potrubí (vždy po celém
obvodu) nebo na výřezech. Měří se vždy na několika místech a změřené hodnoty je třeba důkladně analyzovat. Stanovení
minimální možné zbytkové tloušťky je možno provést pro několik tlakových úrovní dle podélného profilu řadu.
RIZIKOVÁ MÍSTA ŘADŮ
Jsou to místa náchylná na poruchy nebo místa se složitým odstraňováním případné poruchy. Vyměňují se nejlépe vždy,
i když ostatní úseky řadů se pouze sanují.
Riziková místa řadů
Odbočky ke kalosvodům a vzdušníkům včetně
napojení na řad, zejména ocelové odbočky
Lépe vyměnit celé armaturní a trubní vystrojení. Využití moderních armatur a spojek.
Oprava nebo výměna stavebních částí.
Sekční uzávěry včetně jejich napojení na řad
Výměna armatur. Doporučená výstavba nové stavební části
Výměna ocelových tvarovek na neocelových
potrubích
Tvarovky obtížně sanovatelné, zejména tvarovky vyrobené na místě
Křížení pozemních komunikací
Doporučená i sanace chrániček např. samonosnou vložkou
(při zmenšování profilů), výměna uzávěrů, rekonstrukce resp. nová stavební konstrukce
armaturních šachet pokud nejsou uzávěry se zemní soupravou
Křížení vodních toků
Doporučené zdvojení shybek a náhrada uzávěrů v šachtách (většinou zatopených) za
uzávěry se zemní soupravou
Špatně přístupné úseky potrubí
Jedná se zejména o prevenci před odstávkami vyvolanými dlouhodobými opravami
poruch
Úseky s vysokými provozními tlaky
Preventivní výměna nejvíce namáhaných úseků zpravidla kombinovaná se dvěma
předchozími případy
21
METODY REKONSTRUKCÍ
V tabulce jsou uvedeny nejčastěji se vyskytující problémy u různých materiálů potrubí.
Metody rekonstrukcí
Materiál
Azbestocement
(Eternit)
Litina
Ocel
Důvod rekonstrukce
Způsob rekonstrukce
Destrukce spojů
(koroze ocelových částí spojek)
Výměna potrubí s optimalizovaným profilem
Netěsnost spojů
(nekovové spojky – OVP, Reka)
Vložkování
Zhoršení biologického obrazu vody při její
dopravě potrubím
Vnitřní nástřik
Vložkování
Nedostatečná kapacita
Výměna potrubí s potřebným profilem
Vysoká poruchovost
Vtažení nového potrubí (pouze pokud je možno akceptovat
sníženou kapacitu)
Výměna potrubí
Netěsnost spojů
(zvýšené úniky vody)
Vložkování
Zhoršení chemizmu vody při její dopravě
Nástřik
Vložkování
Zhoršení biologického obrazu vody při její
dopravě
Nástřik
Vložkování
Vysoká poruchovost
Vtažení nového potrubí (pouze pokud je možno akceptovat
sníženou kapacitu)
Výměna potrubí
Nedostatečná kapacita
Výměna potrubí příp. zdvojení potrubí
Zhoršení chemizmu vody při její dopravě
Nástřik
Vložkování
Zhoršení biologického obrazu vody při její
dopravě
Nástřik
Vložkování
Drobné úniky z potrubí
Výměna potrubí resp. úseku pokud je místo úniků
lokalizováno a ostatní je v pořádku
Nízká zbytková životnost
> 20 let
≤ 20 let
Vložkování (při nepoškozené vnější izolaci)
Výměna potrubí nebo vtažení nového potrubí
Nedostatečná kapacita
Výměna potrubí
Časté poruchy
Výměna potrubí
Nedostatečná kapacita
Výměna potrubí
Sklolaminát
Ing. Petr Baránek, Brno
e-mail: [email protected]
22
Eutrofizace vod v ČR – problém ekologický, vodohospodářský a socio-ekonomický
Josef Hejzlar
Eutrofizace, neboli obohacování vodních ekosystémů
v povodí, predikční modely pro stanovení přípustného
živinami způsobující zvýšenou primární produkci vodních
živinového zatížení vodních útvarů bez eutrofizačních
rostlin, hromadění biomasy organismů a organické hmoty
účinků, vyvinuty a prosazovány způsoby účinného čištění
ve vodě a v dnových sedimentech nádrží a dolních úseků
odpadních vod, techniky hospodaření na zemědělské půdě
řek, a často také nepřijatelné zhoršení jakosti vody ve
minimalizující odnos živin z půdy do vodního prostředí,
vodních zdrojích, pokles biodiverzity a ztrátu estetických
úpravy na tocích omezujících transport rozpuštěných živin
vlastností vodních útvarů, je typickým průvodním jevem
i živin obsažených v částicích i metody managementu
rozvoje moderní společnosti. V Evropě a severní Americe
jezer a nádrží udržující přirozený vodní ekosystém
existuje problém eutrofizace vodního prostředí již
s rovnováhou litorálních a pelagických složek. Zejména ve
nejméně od poloviny 20. století, v rozvojových oblastech,
Švýcarsku, Rakousku, Švédsku a Dánsku existuje mnoho
např. v Číně, se tento problém začal uplatňovat ve větším
příkladů, kdy se vodní ekosystémy podařilo vrátit ze stavu
rozsahu teprve zhruba před dvěma desítkami let a dosud
hypertrofie do původního stavu oligotrofie důsledným
nabývá na intenzitě.
omezením odnosu fosforu z bodových a difúzních zdrojů
v povodí a ekosystémovými opatřeními v jezeře (např.
Eutrofizace povrchových vod je spojena především
švýcarská jezera Sempach a Zug). Nelze ovšem zastírat, že
s rozevřením v dřívějších dobách více či méně uzavřeného
do současné doby přetrvává i řada nedořešených problémů,
koloběhu živin mezi půdou, produkcí potravin a návratem
a to zejména s eutrofizací příbřežních mořských oblastí
organických odpadů od spotřebitelů zpět do půdy.
(Severní moře, Baltské moře).
Intenzivní zemědělství podporující rostlinnou produkci
dávkami hnojiv přesahujícími množství živin v získávané
ČR se z hlediska stavu eutrofizace vod i z hlediska
úrodě, živočišná výroba koncentrovaná do velkovýkrmen
protieutrofizační vodohospodářské a zemědělské politiky
s počty hospodářských zvířat, kdy množství hnoje a kejdy
s výše uvedenými západoevropskými a skandinávskými
překračuje ve vyvážecím okruhu asimilační kapacitu
zeměmi nemůže srovnávat. Eutrofizace je u nás stále
půd, akvakultury a rybářské obhospodařování rybníků
velkým problémem na většině údolních nádrží, rybníků
podporující produkci ryb dávkami živin v krmivech
i dolních toků řek. Ani plány opatření navržené pro
a hnojivech vyššími než je množství živin ve vylovených
dosažení cíle Rámcové vodní směrnice EU, tj. dobrého
rybách, sanitace lidských odpadů pomocí splachovacích
ekologického stavu nebo potenciálu všech vodních útvarů
záchodů s odtokem splaškových vod do vodních recipientů
říční sítě k roku 2015, tento problém neřeší principiálně
bez účinného odstranění živin – to jsou hlavní zdroje
od jeho příčin. Nebyla zavedena a nepoužívá se objektivní
a hnací síly, které uvádějí živiny do vodního prostředí.
metoda kvantitativního hodnocení zdrojů živin v povodí. Ve
vodohospodářské legislativě dosud existuje řada rozporů
Západní Evropa, USA a Skandinávie prošly vrcholem
mezi faktickými hodnotami kritických maximálních
eutrofizace jezer a nádrží v 70. a 80. letech minulého
koncentrací fosforu z hlediska eutrofizace, existujícími
století. Od této doby se zde systematicky uplatňuje na
imisními limity v povrchových vodách a metodikami
globálních i lokálních úrovních vodohospodářská politika,
pro povolování emisních limitů u zdrojů znečištění či
která se snaží minimalizovat únik živin do vod ze všech
pro povolování dávek krmiv a hnojiv při rybochovném
zdrojů, tj. ze zemědělství, komunální sféry i průmyslu.
obhospodařování rybníků napojených na říční síť. Přitom
Výrazem této snahy je i Rámcová vodní směrnice
fosfor byl identifikován a popsán jako řídící faktor
EU, která v eutrofizaci vidí jednu z hlavním překážek
eutrofizace v ČR již v 70. letech (např. studie tehdejší
dobrého ekologického stavu vod. Klíčová role fosforu
Hydrobiologické laboratoře ČSAV pro nádrže Orlík,
pro eutrofizaci vnitrozemských vod byla rozpoznána již
Slapy a Římov a Výzkumného ústavu vodohospodářského
před více než třiceti lety a od této doby byly postupně
pro nádrže Nové Mlýny), v dobách komunistického
vypracovány metody identifikace a kvantifikace jeho zdrojů
23
režimu však na řešení tehdy ještě nepříliš palčivých
principů řízení eutrofizace a aplikovat je v místních
problémů s eutrofizací nebyla vůle ani dostatek finančních
podmínkách, a zároveň na ochotně správních a státních
prostředků. Situace se však nezměnila ani po sametové
orgánů se na řešení podílet. Významným pokusem
revoluci, kdy byla eutrofizace ve vodohospodářské politice
o změnu současných poměrů by mohl být připravovaný
i aplikovaném výzkumu zjevně zařazena do kategorie
projekt Revitalizace nádrže Orlík, iniciovaný Svazkem
„ekologických“ problémů bez potřeby prioritního řešení,
obcí regionu Písecko (SORP), jehož se bude účastnit
na kterou se vztahovala slova tehdejšího předsedy vlády
správce povodí a nádrže Povodí Vltavy s. p. spolu
a současného prezidenta o tom, že je to šlehačka na dortu,
Krajským úřadem Jihočeského kraje a řadou výzkumných
na který si teprve musíme vydělat. Absence centrální
a
promyšlené protieutrofizační vodohospodářské strategie
hydrobiologického, zemědělského a socio-ekonomického
pro postupné zavádění ekonomicky dostupných opatření
výzkumu a v realizační fázi též s vodohospodářskými
do praxe má bohužel do současnosti za následek mnohde
projektovými a realizačními organizacemi. Projekt je
neefektivní
nutnost
v současnosti zahajován detailní studií zdrojů živin
realizace vícestupňových technologií úpravy pitné vody
v povodí, pro niž se zpracovává matematický interaktivní
z eutrofizovaných zdrojů, zbytečnou výstavbu drahých
model transportu fosforu a dusíku z bodových, difúzních
čistíren odpadních vod s vysokou účinností odstranění
a plošných zdrojů znečištění, který bude sloužit v dalších
dusíku, jenž se na eutrofizaci nepodílí, namísto fosforu,
krocích pro ekonomickou optimalizaci opatření pro
který je možné odstraňovat účinně a relativně levně aj.
snížení živinového zatížení nádrže Orlík na požadovanou
vynakládání
prostředků,
např.
vysokoškolských
institucí
zajišťujících
otázky
úroveň mezotrofie. Předběžné výsledky naznačují, že pro
Aktivní řešení eutrofizačních problémů v ČR je dosud
dosažení této úrovně zřejmě bude nutné významně zvýšit
doménou iniciativ „zdola“, neboli je závislé na lokální
účinnost odstraňování fosforu i u malých komunálních
aktivitě zájmových subjektů a orgánů místních samospráv.
zdrojů, které v současnosti zákonný emisní limit nemají
Za velmi pozitivní příklad lze uvést nádrž Lipno, kde
stanoven, zefektivnit použití krmiv a hnojiv při chovu
se v posledních letech podařilo výrazně snížit projevy
ryb v rybničních soustavách a zřejmě také omezit odnos
eutrofizace a zvýšit rekreační hodnotu nádrže tím, že po
fosforu ze zemědělských půd a velkochovů hospodářských
identifikaci komunálních odpadních vod jako hlavního
zvířat. Vzhledem k plošnému rozsahu opatření (povodí
zdroje fosforu eutrofizujícího nádrž provozovatel čistíren
zaujímá téměř 20 % plochy ČR) pravděpodobně úspěšné
odpadních vod s odtokem do nádrže (1. JVS, a. s.)
provedení projektu bude vyžadovat nejen značné
iniciativně zvýšil účinnost odstraňování fosforu značně
investice do infrastruktury obcí ale také řadu úprav ve
nad rámec povolených emisních limitů. Na druhou stranu
vodohospodářské legislativě.
s lepší dostupností prostředků z fondů EU mohou místní
subjekty získávat na protieutrofizační opatření značné
finanční částky, u nichž však není zaručeno, že nebudou
doc. Ing. Josef Hejzlar, CSc., e-mail: [email protected]
použity velmi problematicky na nesystémové a neefektivní
Sídlo: Biologické centrum AV ČR, v. v. i.,
Hydrobiologický ústav, České Budějovice
zásahy, jako např. na opakovanou likvidaci vodního květu
pomocí chemických přípravků či těžbu anebo ošetření
sedimentu v nádrži bez předchozího vyřešení vysokého
přísunu fosforu do nádrže z povodí (např. projekty
Brněnské nádrže, nádrže Plumlov a Máchova jezera).
Jaký bude další vývoj v oblasti řešení současných palčivých
problémů s eutrofizací povrchových vod v naší zemi bude
pravděpodobně záležet zejména na schopnosti komunikace
a spolupráci mezi vodohospodářskou odbornou komunitou
a sektorem limnologického výzkumu, který by měl být
schopen zprostředkovat zahraniční znalosti funkčních
24
SEZNAM ŘÁDNÝCH ČLENŮ ČSVH
Ing. Jiří Baloun – tel. 387 203 609 – České Budějovice
Ing. Iva Barabášová – tel. 607 726 197 – České Budějovice
Ing. Petr Baránek – tel. 605 204 411 - Brno
Ing. Jiří Beneš – tel. 606 736 574, 545 223 041 - Brno
Ing. Hana Bicanová – tel. 385 345 008, 606 688 839 – České Budějovice
doc. Ing. Iva Čiháková, CSc. – tel. 602 849 143, 224 354 602 – Praha 4
Ing. Miroslav Dvořák – Jindřichův Hradec
Ing. Radim Farkač – tel. 607 565 089, 389 132 440 – Veselí nad Lužnicí
Ing. Jiří Fišer – tel. 603 830 541, 381 498 322 - Tábor
Ing. Vladimír Fürth – tel. 386 351 942, 386 102 440 – České Budějovice
Ing. Jana Hatáková – tel. 602 484 034, 386 102 430 – České Budějovice
Ing. Martina Havlová – tel. 777 890 329 – Staré Hodějovice
Ing. Jiří Heřman – tel. 387 761 221 – České Budějovice
Ing. Jan Hošek – tel. 602 427 318, 383 356 012 - Strakonice
Ing. Václav Houška – tel. 728 929 300, 386 103 539 – České Budějovice
Ing. Pavel Janás – tel. 725 816 960 – České Budějovice
Ing. Karel Janowiak – tel. 606 632 809, 389 132 130 - Lipí
Ing. Petr Jerhot – tel. 386 356 321– České Budějovice
Ing. Jan Jindra, CSc. – tel. 606 654 660 – České Budějovice
Ing. Jiří Kaňka – tel. 777 150 225 – České Budějovice
Ing. Miloš Kotek – tel. 606 913 121 - Tábor
doc. Ing. Jan Kouřil, Ph.D. – tel. 602 390 633, 602 390 633 – České Budějovice
Ing. Bc.Miroslav Krejča, CSc. – tel. 724 432 857, 387 842 143 - Písek
Ing. Pavel Kubašta – tel. 384 781 356, 384 750 848 – Suchdol nad Lužnicí
Ing. Jiří Kubeš - tel. 606 607 577, 381 232 618 - Tábor
Ing. František Kubík, CSc. – tel. 602 690 459, 387 715 312 – Hluboká nad Vltavou
Ing. Bohumil Kujal – tel. 385 513 616, 721 817 568 – České Budějovice
Ing. Jiří Lipold – tel. 606 607 404, 387 761 239 – České Budějovice
Ing. Jana Máchová – tel. 723 736 141 – České Budějovice
Ing. arch. Martin Malec – tel. 387 331 547 – České Budějovice
Ing. Michal Manda – tel. 607 645 592, 386 359 749 – České Budějovice
Ing. Radek Mára – tel. 385 342 526, 387 761 238 – České Budějovice
Ing. Pavel Matoušek – tel. 602 171 716, 389 132 100 – České Budějovice
Ing.Jiří Pavlík - tel. 602 408 359, 573 336 663 - Kojetín
Ing. Pavel Peroutka – tel. 602 657 241 – Velešín
Ing. Karel Pokorný – tel. 728 124 532 – Včelná
Ing. Josef Pokorný, CSc. – tel. 723 950 412 – České Budějovice
Ing. Jiří Pudil – tel. 385 725 109, 389 132 305 - Hluboká nad Vltavou
Ing. Jaroslav Raclavský, Ph.D. – tel. 519 323 337, 723 403 626 - Břeclav
Ing. Vladimír Rohlík – tel. 724 275 401, 387 683 140 – České Budějovice
Ing. Marek Slavíček, Ph.D. – tel. 607 822 341 – Poříčí nad Sázavou
Ing. Kateřina Slavíčková, Ph.D. – tel. 721 420 046, 224 353 878 – Poříčí nad Sázavou
Ing. Josef Smažík – tel. 385 755 111 – České Budějovice
Ing. Zdena Sosnová – tel. 603 167 145, 381 211 345 - Bechyně
Ing. Jiří Stara – tel. 385 511 240, 602 491 411 – České Budějovice
Ing. Bohumír Strnad – tel. 602 455 051– České Budějovice
Ing. František Sedláček – tel. 777 603 786 – Veselí nad Lužnicí
RNDr. Petr Šebelík, CSc – tel. 603 872 025, 603 872 025 - Stachy
Ing. Miloslav Šír, CSc. – tel. 603 929 643 – České Budějovice
Ing. Zdeněk Šmitmajer – tel. 724 610 210, 387 792 114 - Vodňany
Ing. Olga Štíchová – tel. 606 331 715 - Jindřichův Hradec
Ing. Lubomír Štros – tel. 604 483 860 – České Budějovice
Ing. Miloslav Tesař, CSc - Volyně
Ing. Lubor Tomanec – tel. 387 761 226 - Tábor
Ing. Daniel Vaclík – tel. 395 775 143 – České Budějovice
Ing. Karel Vávře – tel. 603 330 624, 374 721 525 - Lomnice nad Lužnicí
Ing. Ladislav Vondrák – tel. 382212007, 382 204 711 – Písek
Ing. Aleš Vondrka – Chlum u Třeboně
Ing. Zdeněk Zídek – tel. 602 443 266, 387 203 635 – Lipno nad Vltavou
Ing. Vlasta Žáčková – tel. 386 720 731 – Velešín
SEZNAM PŘIDRUŽENÝCH ČLENŮ ČSVH
Jiří Švagr - tel. 724 521 322 - České Budějovice,
VAK JČ A.S. - tel. 389 132 111 - České Budějovice
Ing. Jiří Otrusina - tel. 723 262 446 – Olomouc
František Nedbal - tel. 602 694 614 - České Budějovice
Miroslav Přitasil - tel. 602 412 072 - České Budějovice
prof. Ing. Jan Šálek, CSc. - tel. 544 525 632 - Brno
25