Masarykova univerzita

Masarykova univerzita Pedagogická fakulta Katedra chemie

DIPLOMOVÁ PRÁCE MONITORING ČISTOTY ODPADNÍCH VOD NA ČISTÍRNĚ ODPADNÍCH VOD CHRUDIM Brno 2007

Vedoucí diplomové práce: Mgr. Hana Cídlová, Dr.

Vypracovala: Ivana Malinská, DiS.

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatně, pouze za použití literárních pramenů, uvedených v seznamu a souhlasím, aby diplomová práce byla uložena v knihovně Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a zpřístupněna ke studijním účelům.

V Brně dne 16. 4. 2007

……….…………………. Ivana Malinská

2

Děkuji touto cestou vedoucí diplomové práce Mgr. Haně Cídlové, Dr. Dále děkuji Ing. Jiřímu Novákovi a Ing. Daně Moravcové (zaměstnanci a.s. VaK Chrudim) za poskytnutí potřebných materiálů, cenných rad a připomínek, které mi pomohly vytvořit a napsat diplomovou práci.

3

Obsah 1. Úvod ......................................................................................................................... 6 Cíl práce .............................................................................................................................. 7 Postup práce........................................................................................................................ 7

2. Obecná část.............................................................................................................. 7 2.1 Voda ......................................................................................................................................... 7 2.1.1 Funkce vody v životním prostředí......................................................................................... 8 2.1.2 Příčiny znečišťování vodních zdrojů..................................................................................... 9 2.1.3 Kritéria pro hodnocení čistoty odpadních vod .................................................................... 11 2.1.4 Znečišťování vody............................................................................................................... 17

2.2 Obecná ochrana vodních zdrojů ............................................................................... 22 2.3 Čištění vod................................................................................................................... 23 2.3.1 Samočisticí schopnost vody ................................................................................................ 23 2.3.2 Úprava čistoty srážkového odtoku v povodích.................................................................... 24 2.3.3 Opatření na ochranu čistoty vod.......................................................................................... 24

2.4 Druhy znečištění odpadních vod ............................................................................... 25 2.5 Způsoby čištění odpadních vod ................................................................................. 29 2.5.1 Mechanické způsoby čištění................................................................................................ 30 2.5.2 Biologické způsoby čištění.................................................................................................. 31 2.5.3 Chemické způsoby čištění ................................................................................................... 32 2.5.5 Čistírny odpadních vod ....................................................................................................... 32

2.6 Povrchové vody........................................................................................................... 36

3. Popis ČOV Chrudim ............................................................................................. 38 3.1 Základní údaje a technologie ČOV Chrudim .......................................................... 38 3.1.1 ČOV Chrudim – před i v průběhu rekonstrukce.................................................................. 39 3.1.2 ČOV Chrudim – po rekonstrukci ........................................................................................ 40

3.2 Přehled objektů ČOV Chrudim ................................................................................ 41 3.2.1 Čerpací stanice, měření obtoku, svozová jímka .................................................................. 41 3.2.2 Hrubé předčištění, měření přítoku a lapák písku ................................................................. 44 3.2.3 Usazovací nádrže, kolektor ................................................................................................. 48 3.2.4 Selektory SE1 a SE2, Regenerace kalu RK1 a RK2 ........................................................... 52 3.2.5 Nová aktivace, dmychárna .................................................................................................. 55

4

3.2.6 Chemické srážení fosforu.................................................................................................... 59 3.2.7 Dosazovací nádrže DN1 a DN2 .......................................................................................... 60 3.2.8 Zahuštění kalů, ČS kalu a homogenizační nádrž................................................................. 63 3.2.9 Úpravy kalového hospodářství, VN a USN......................................................................... 66 3.2.10 Popis potrubních větví....................................................................................................... 69 3.2.11 Lisovna kalů ...................................................................................................................... 70 3.2.12 Rekonstrukce plynojemu a strojovny plynojemu .............................................................. 72 3.2.13 Popis jednotlivých potrubních větví:................................................................................. 73 3.2.12 Odvod vody z ČOV do řeky Chrudimky:.......................................................................... 76

4. Vlastní výzkum – výsledky a diskuse .................................................................... 77 4.1 Postup práce................................................................................................................ 77 4.2 Získané výsledky ........................................................................................................ 78 4.3 Diskuse výsledků ........................................................................................................ 93

5. Závěr ...................................................................................................................... 95 6. Seznam literatury .................................................................................................. 96 7. Seznam zkratek...................................................................................................... 97 8. Seznam tabulek...................................................................................................... 98 9. Seznam obrázků .................................................................................................... 98 10. Seznam příloh...................................................................................................... 99 RESUMÉ ................................................................................................................. 104

5

1. Úvod Nedílnou součástí životní úrovně každého občana je stav životního prostředí, tj. zejména kvalita ovzduší, vody, půdy, krajiny, potravin, bydlení apod. Má-li dojít v dohledné hodě k významnému zlepšení životního prostředí, musí většina občanů změnit nazírání na hierarchii hodnot. Výchova k ekologickému myšlení a jednání představuje jeden z výchozích předpokladů k tomu, aby se prosadil lepší přístup společnosti k potřebě chránit životní prostředí a šetrně hospodařit s přírodními zdroji. Jedna ze základních látek, bez které se většina organismů na Zemi neobejde, je voda. Tato sloučenina vodíku a kyslíku má v přírodě mnoho nezastupitelných funkcí. Na prvním místě je funkce biologická (nutná součást těl živočichů včetně lidí), funkce klimatická, výrobní, rekreační a dopravní. Problém s průmyslovým znečišťováním vody se v našich tocích začal ve zvýšené míře objevovat od druhé poloviny devatenáctého století, pod vlivem první průmyslové revoluce, kdy se do toků začaly ve velké míře dostávat splaškové a průmyslové odpadní vody. Je-li již voda průmyslově znečištěna, je třeba ji uvést do původního nebo alespoň přijatelného stavu. Jednou z možností je zlepšování přirozené samočisticí schopnosti vod, dále úprava srážkového odtoku, čištění všech odpadních vod z lidských zdrojů, ochrana vodních nádrží a samozřejmě výstavba čistíren odpadních vod. Existuje i znečištění přírodní, vlivem eroze, která odtokem půdu smývá a odnáší do řek a stojatých vod.

6

Cíl práce Cílem diplomové práce je přiblížit funkci a činnost čistírny odpadních vod, vyhodnotit čistící efekt a kvalitu odpadní vody na přítoku a odtoku z ČOV1 v Chrudimi, a to za léta 2002-2006, tj. v období před a po rekonstrukci této ČOV. Na zmíněnou čistírnu odpadních vod jsou přiváděny a tam potom čištěny splaškové a odpadní vody z průmyslu, domácností, penzionů, restaurací a menších provozoven přiváděné do veřejné kanalizace města Chrudimi.

Postup práce V letech 2002-2006 jsem prováděla monitorování čistoty odpadních vod ve vodárenské společnosti Chrudim, a.s. Rok 2002 je před rekonstrukcí a ČOV běžela na plný výkon. V letech 2003-2005 probíhala rekonstrukce čistírny odpadních vod. Provoz čistírny odpadních vod v těchto letech běžel na poloviční výkon. V roce 2006 byla ČOV zpuštěna ve zkušebním provozu na plný výkon. Má práce spočívala ve zpracování archivovaných dat pro jednotlivé analyzované parametry uvedené v laboratorním programu LABSYSTÉM 5.1/WIN od roku 2002. Přehledy hodnot jsou uvedené v kapitole 4.2 Získané výsledky, str.78 Vyhodnocovala jsem účinnost ČOV Chrudim, a to porovnáním výsledků analýz čistoty vod na přítoku a odtoku biologické ČOV Chrudim.

2. Obecná část 2.1 Voda Organismy obsahují 80-90% vody, která je nepostradatelnou složkou biomasy. Bez vody nemůže probíhat téměř žádný proces v organismu. Voda patří k základním složkám biosféry. Problém s vodou v souvislosti se životním prostředím vyplývá z nedostatku pitné, zdravotně nezávadné vody v některých oblastech světa, z důvodu vysokého stupně znečištění vodních toků. Postupně se znečišťuje i mořská voda, která se takto stává největším světovým smetištěm.

1

Seznam zkratek viz str. 77.

7

2.1.1 Funkce vody v životním prostředí Voda patří mezi základní přírodní zdroje. Potřeba vody zasahuje do všech odvětví života a práce. Zabezpečení dostatku čisté vody je proto základním požadavkem pro dobrou existenci člověka. Zvyšování výroby (průmyslové, zemědělské i jiné) a zvyšování úrovně života lidí zvyšuje kromě jiného také nároky na množství a kvalitu vody. Voda se stává limitujícím hospodářským faktorem, který rozhoduje o zavedení příslušné výroby, pro kterou je nutno změnit technologii, úpravu, výstavbu a velikost sídliště atd. Kvalitní voda se stává nejhledanější a nejžádanější kapalinou. Voda v krajině patří mezi základní krajinotvorné faktory a spolu s půdou rozhoduje o celkové kvalitě a využitelnosti krajiny.

Hlavní funkce vody jsou

1. biologická

4. klimatická

7. dopravní

2. krajinotvorná

5. výrobní

8. zdroj vody pro sídliště

3. estetická

6. rekreační

9. energetická

1. Biologická funkce je dána tím, že organismy nezbytně potřebují vodu pro svou existenci a rozvoj. Krajina s dostatkem vody neskýtá optimální podmínky pro rozvoj života a tím je výrazně snížena celková hodnota krajiny, respektive její biologický potenciál. 2. Krajinotvorná funkce spočívá v přínosu vody k modelování krajiny, ať je to ve formě tekoucích potoků a řek s příslušnou doprovodnou zelení, nebo ve formě stojatých vodních ploch, kterými jsou v našich podmínkách nejčastěji rybníky a přehradní nádrže. 3. Estetická funkce se projevuje ve vzájemném spolupůsobení vody (zejména vodních hladin) a ostatních krajinotvorných faktorů (zejména zeleně a reliéfu). 4. Klimatická funkce je odvozena zejména od vysoké hodnoty specifického tepla vody, neboť voda se ve srovnání s jinými (látkami) velmi pomalu ohřívá a velmi pomalu mění své skupenství.

8

5. Výrobní funkce v krajině vyniká zejména při pěstování zemědělských a ostatních plodin včetně lesa. Velký význam má využití vodních ploch také pro výrobu rybího masa, pro chov vodní drůbeže. 6. Rekreační funkce má řadu aspektů. Mezi nejčastější patří využití vody •

ke koupání a provozování vodních sportů

•

ke sportovnímu rybaření

•

k zimním sportům na sněhu i na ledě

7. Dopravní využití vody je vázáno na splavnost příslušných vodních toků (přehrady, moře, oceány). V ČR jsou pro osobní rekreační dopravu využívány části toků řek: Vltavy a Labe a některé větší přehrady. 8. Zdroj pitné a užitkové vody pro sídliště je voda (ve formě vodárenských toků nebo vodárenských nádrží) 9. Energetická funkce vody se využívá pro výrobu elektrické energie.

2.1.2 Příčiny znečišťování vodních zdrojů Znečišťování povrchových a podzemních vod odpadními vodami patří dnes k nejpovážlivějším jevům v našem životě a řešení problémů s tím souvisejících patří k nejobtížnějším. Problém soustavného růstu znečištění našich vod je z části důsledkem technického pokroku a z části důsledkem naší nedůslednosti. Vlivem těchto skutečností nebyly dostatečně poskytnuty prostředky na výstavbu odpovídajících čistících zařízení. Znečištění vod může být způsobováno různými příčinami, které jsou buď přírodní nebo antropogenní.

a) Přírodní znečištění vody Je výsledkem zejména eroze půdy (rušivé činnosti větru a vody). Při vodní erozi voda plošným povrchovým odtokem půdu smývá a vyluhuje, vymílá a odnáší ji do vodních toků a nádrží. Erozní splachy a výluhy znečišťují převážně povrchové vody, a to jak tekoucí (řeky), tak i stojaté (přehradní nádrže, rybníky). Roční odnos ve formě splavenin říčních toků dosahuje na celém území ČR asi 3 miliony tun hmoty ornice. Spolu s pevnými částicemi půdy dochází i ke smyvu rozpouštěných živin.

9

b) Antropogenní znečištění vody Vyvolává člověk svou činností. Patří sem zejména: průmysl, zemědělství, sídliště a doprava. Celkové množství nerozpuštěných látek v českých tocích dosahuje asi 4 miliony tun a celkové množství rozpuštěných látek činí asi 7 milionů tun.

Původce znečištění

Procentuální zastoupení

chemický průmysl

27%

energetiku a dopravu

26%

potravinářský průmysl

15%

ostatní

10%

splaškové vody

7%

spotřební průmysl

5%

zemědělství

2%

hutě a rudné doly

8%

Tab. 1: Procentuální podíl příčin znečištění rozpuštěnými látkami

Kvalita vody se může zhoršovat po stránce fyzikální, chemické i biologické.

Fyzikální znečištění je způsobováno výskytem kalů, tj. nerozpuštěných příměsí původu minerálního nebo organického. Velké množství kalů se vyskytuje ve vodách řek v blízkosti těžby uhlí. Mezi fyzikální znečištění patří i znečištění radioaktivní, jež se v posledních letech stále více prokazuje na základě použití dostatečně citlivé měřící techniky.

Chemické znečištění je způsobováno příměsemi libovolného skupenství, které jsou rozpuštěny ve vodě. Jsou to nejčastěji různé kyseliny a jejich soli i plynné látky rozpuštěné ve vodě, např. amoniak aj. Rozpuštěné chemické příměsi se někdy projevují charakteristickým zabarvením vody (rezavé, červené,...), jindy naopak voda zůstává i při silném znečištění rozpuštěnými chemickými látkami na pohled čistá. Obecně bývá chemické znečištění vod nejnebezpečnější při nízkých průtocích, kdy je menší zředění příslušných znečišťujících látek.

10

Biologické znečištění je způsobováno přítomností nejčastěji zárodků různých chorob (sněti slezinné, kulhavky, slintavky, střevních chorob aj.), které mohou vyvolat při použití závadné vody epidemická onemocnění lidí i zvířat.

Uvedené typy znečištění vody se zpravidla kombinují. V roce 1965 bylo v ČR znečištěno 3000 km hlavních a 5000 km vedlejších toků z celkových cca 100 000 km vodních toků v ČR.

2.1.3 Kritéria pro hodnocení čistoty odpadních vod Pro hodnocení čistoty odpadních vod (respektive stupně jejich znečištění) se používá řada kritérií a ukazatelů, které lze rozdělit do skupin. Jsou to:

a)

ukazatele oxidovatelnosti vody (organické znečištění)

b)

ukazatele chemického a fyzikálního složení

c)

těžké kovy

ad a) Ukazatele oxidovatelnosti vody (organické znečištění) Oxidovatelnost vody je množství kyslíku, které je potřebné na zoxidování organických látek obsažených v analyzované znečištěné vodě. Čím vyšší je spotřeba oxidačního činidla, respektive vyšší oxidovatelnost, tím vyšší je přítomnost organických znečišťujících látek. Podle intenzity znečištění vody (tj. množství obsažených organických látek ve vodě) se používají rozdílné metody (druhy oxidačního činidla) pro vody silně znečištěné (tzv. splaškové) a jiné metody pro vody, jež jsou v podstatě čisté a mají být použity například jako vody pitné nebo k potravinářským účelům.

Rozpuštěný kyslík: obsah rozpuštěného kyslíku je nejdůležitějším indikátorem čistoty povrchových vod a jejich kyslíkového režimu. Dosažení maximálně možného nasycení vody vzdušným kyslíkem při dané teplotě je totiž možné pouze u skutečně čistých vod, v nichž kyslík není spotřebováván ani na chemickou ani na biochemickou reakci látek v ní obsažených.

11

Ke snížení obsahu rozpuštěného kyslíku dochází následkem chemické a biochemické oxidace přítomných znečišťujících látek, což mohou být látky nejrůznějšího původu. Jde o odpadní vody z chemických výrob, textilní přípravky, z potravinářského průmyslu, ze živočišné a rostlinné zemědělské výroby, aj.

Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) oxidovatelnost: s obsahem rozpuštěného kyslíku v povrchových vodách úzce souvisí parametr zvaný chemická spotřeba kyslíku, jenž je zaveden jako množství kyslíku, které se za přesně definovaných podmínek spotřebuje na oxidaci ve vodě přítomných zejména organických látek a je tedy ukazatelem úrovně jeho znečištění. Stanovení slouží především k informaci o celkové koncentraci látek organických, vliv oxidace určitých anorganických látek lze vhodně voleným postupem vyloučit. V praxi se oxidace provádí silně kyselými roztoky K2Cr2O7 nebo KMnO4 při vyšších teplotách. Výsledek stanovení se udává v množství kyslíku, které je ekvivalentní spotřebě použitého oxidačního činidla a vyjadřuje se v mg/litr nebo v g/m3. Vysokými hodnotami CHSK se vyznačují zejména splaškové vody, vody ze zemědělské výroby, z potravinářského, kosmetického průmyslu, aj.

Biologická spotřeba kyslíku (BSK5): vyjadřuje obsah biologicky rozložitelných organických látek v odpadních vodách. Je rovna množství rozpuštěného molekulárního kyslíku spotřebovaného mikroorganismy při biochemických pochodech na rozklad přítomných organických látek ve vodě při aerobních podmínkách, tj. za dostatečného množství kyslíku ve vodě, za 5 dní. Stanovuje se nepřímo, z rozdílu obsahu rozpuštěného kyslíku ve vzorku vody prvý a šestý den. Zjišťuje se v původním nebo zředěném vzorku z rozdílu koncentrací kyslíku před inkubací a po ní a vyjadřuje se v mg/l. Standardně se stanovuje BSK5, tj. provádí se inkubace 5·24 hodin za standardních podmínek (25°C, vyloučení přístupu světla a atmosférického kyslíku). Vysoké hodnoty BSK5 mají splaškové vody, vody ze zemědělské a rostlinné aj.

12

ad b) Ukazatele chemického a fyzikálního složení Teplota vody: je velmi významná pro posouzení kyslíkových poměrů povrchové vody (s rostoucí teplotou vody, klesá její maximální možné nasycení vzdušným kyslíkem), pro posouzení rychlosti rozkladu v ní obsažených organických látek a vhodnosti pro ryby. K přirozenému kolísání teploty povrchové vody dochází samozřejmě jak během dne, tak během roku, což ovlivňuje především již zmíněné kyslíkové poměry a mikrobiologickou a biologickou vegetaci. Existuje však i tzv. tepelné znečištění odpadních vod, kdy znečišťovatel nevyužívá dostatečně výrobou produkované odpadní teplo a vypouští teplé, přitom třeba jinak neškodné odpadní vody do toků, čímž toto přirozené teplotní kolísání značně pozměňuje.

Hodnota pH: hodnota pH je definována jako záporný dekadický logaritmus aktivity vodíkových kationů: pH = - log a (H3O+) Hodnota pH vody se měří v laboratoři potenciometricky pH metrem, tj. na základě určení velikosti napětí článku tvořeného indikační skleněnou elektrodou a srovnávací kalomelovou elektrodou při jejich ponoření do měřené vody.

Rozpuštěné látky: stanovují se vážkově, tj. odměří se podíl zfiltrované vody a po jejím odpaření při 105°C se zváží zbylá sušina původně rozpuštěných látek a přepočte se na objem 1 litru. U povrchových vod může být zvýšená koncentrace rozpuštěných látek rovněž přirozeného původu (zejména soli těchto prvků: síry, uhlíku, chloru, hořčíku, vápníku, železa, manganu, aj.). Je to důsledek znečištění odpadními vodami. Jeho původcem mohou být prakticky všechna průmyslová odvětví jako je chemie, textilní, papírenský, elektrotechnický průmysl.

13

Měrná elektrolytická vodivost neboli konduktivita vody: s obsahem rozpuštěných zejména anorganických látek ve vodě úzce souvisí další parametr zvaný měrná vodivost neboli konduktivita vody. Je způsobena přítomností všech obsažených elektricky nabitých částic ve vodě a to jak kationtů tak i aniontů. Je mírou celkového obsahu všech převážně anorganických iontů (součet množství chloridů, síranů, dusičnanů, dusitanů, fosforečnanů, amonných, sodných, draselných, vápenatých, hořečnatých a jiných solí). Vyšší hodnota konduktivity u povrchových vod může být někdy přirozeného původu, ale častěji je důsledkem vypouštění odpadních vod s vysokou solností.

Nerozpuštěné látky: obsah nerozpuštěných látek je tzv. nespecifický ukazatel znečištění povrchových vod vzhledem k tomu, že NL mohou být jak organického, tak anorganického původu. Může se jednat o kalové částečky tvořené rozkládající se rostlinnou či živočišnou hmotou právě tak jako o některé nerozpustné anorganické soli. Obsah nerozpuštěných látek se stanovuje vážkově. Vhodný objem vody (100 ml) se zfiltruje předem zváženým filtrem a po jeho vysušení se z přírůstku jeho hmotnosti určí množství nerozpuštěných látek a přepočte se na objem 1 litru. Producenty zvýšeného množství nerozpuštěných látek jsou často domácnosti bez septiků, zemědělská rostlinná i živočišná výroba, průmyslová odvětví spojená se vznikem těžce se usazujících kalů.

Dusík: Sloučeniny dusíku se stále významněji podílejí na kontaminaci a znehodnocování všech vodních zdrojů včetně podzemních vod. 1) Nitrátový neboli dusičnanový dusík: NO3– Dusičnany samy o sobě jsou poměrně málo škodlivé. Jejich škodlivost pro člověka a ostatní teplokrevné živočichy spočívá v tom, že v zažívacím traktu se mohou bakteriální činností redukovat na dusitany, které jsou značně toxické. Dusitany reagují s hemoglobinem (červeným krevním barvivem) na methemoglobin, který nemá schopnost přenášet kyslík.

14

2) Amoniakální dusík: NH4+, NH3 Amoniakální dusík je primárním produktem rozkladu organických dusíkatých látek rostlinného a živočišného původu. Přítomnost amoniakálního dusíku je často indikátorem fekálního znečištění vodního zdroje (např. močůvka). Podzemní a povrchové čisté vody obsahují zpravidla do 0,1 mg NH4+/ l. Vyšší koncentrace NH4+, pokud nejsou organického původu, se v podzemních vodách zdůvodňují redukcí dusičnanů v železnatých vodách, jež probíhá podle rovnice: NO3– + 4 Fe2+ + 6 H2O → 4 Fe3+ + NH3 + 9 OH– Ke zvýšené tvorbě NH4+ v podzemních vodách může docházet za přítomnosti dostatku Ca2+. Splaškové vody obsahují zpravidla několik desítek mg NH4+/ l. Silážní šťávy obsahují 200-400 mg NH4+/ l, močůvka 1000-7500 mg/ l. Z toho vyplývá velký význam znečištění vodních zdrojů z provozů zemědělské výroby. Amoniakální dusík je v přírodních vodách velmi nestálý. Jeho přeměna na vyšší oxidační stupně je závislá na velikosti průtoku a na předcházejícím nasycení vody kyslíkem.

Za přístupu kyslíku se amoniakální dusík snadno nitrifikuje na dusík dusičnanový NO3– podle rovnic: 2 NH3 + 3 O2 → 2 HNO2 + 2 H2O 2 HNO2 + O2 → 2 HNO3

15

Celkový fosfor: Fosfor ve vodách může být původu anorganického nebo organického. Zdroje forem fosforu jsou:

1) splachy ze zemědělských půd čerstvě pohnojených průmyslovým fosforečnanovým hnojivem, nejčastěji superfosfátem Ca(H2PO4)2 2) splaškové vody ze sídlišť obsahující tenzidy2 a detergenty3 (často ve formě polyfosforečnanů)

V podzemních vodách se fosforečnany vyskytují zcela výjimečně, protože jsou dobře vázány v půdách, kde s kationty Ca2+, Al3+, Fe3+, Mn2+ a jinými vytvářejí ve vodě poměrně málo rozpustné sloučeniny. Obsah fosforu v podzemních vodách je 0,02-0,03 mg/l. V povrchových vodách je obsah sloučenin fosforu podstatně vyšší. Jeho zdrojem jsou právě splachy z polí. Jinak sloučeniny fosforu jsou v půdě dobře vázány a roční únik činí asi 0,5-1 kg fosforu z plochy 1 ha. Kromě tenzidů mohou být zdrojem sloučenin fosforu v povrchových vodách i produkty rozpadu rostlinných i živočišných organismů. Obsah iontů PO43– v povrchových vodách je několik desetin mg/l. Světový průměr je 0,07 mg/l PO43– Vyšší koncentrace fosforečnanů v povrchových vodách je nežádoucí, protože podporuje růst sinic a řas. Fosforečnany spolu s ostatními základními rostlinnými živinami, tj. sloučeninami dusíku, draslíku a vápníku, jsou jednou z příčin tzv. eutrofizace povrchových vod, tj. zvyšování koncentrace živin pro rostliny ve vodách.

2

Tenzidy = účinná složka detergentů (tj. sloučeniny výrazně snižující povrchové napětí kapalin, především vody, jejichž přítomnost zásadně podmiňuje čisticí účinek detergentů). Dělí se na aniontové, kationtové, neiontové a amfolytické. 3 Detergenty = prací a čisticí prostředky, např. mýdlo, šampon, součásti zubních past, prostředky na mytí nádobí, …

16

ad c) Těžké kovy Kovy jsou přirozenou součástí povrchových i podzemních vod. K dalšímu zvyšování jejich obsahu dochází vlivem geologického složení řečiště, dále přítokem splachů se spady a agrochemikáliemi a vypouštěním průmyslových odpadních vod s jejich obsahem. Mezi znečišťovatele odpadních vod kovy patří nejrůznější podniky zaměřené na zpracování a úpravu rud, povrchovou úpravu kovů, různé chemické výroby, strojní a elektrotechnický průmysl.

2.1.4 Znečišťování vody Znečištění vody je způsobováno především: •

látkami ve vodě plovoucími

•

různými kaly

•

organickými rozpuštěnými látkami, jež zvyšují tzv. solnost vod

•

bakteriálními látkami (městské a jiné splašky)

•

různorodými látkami z průmyslu a zemědělství a rostlinné výroby, jež způsobují tzv. plošné znečištění

•

tepelným znečištěním

•

radioaktivním znečištěním, aj.

Znečišťující látky nepodle účinku rozdělují do tří základních skupin: a) látky působící přímo toxicky b) látky ovlivňující množství kyslíku ve vodách c) inertní a netoxické anorganické látky

17

2.1.4.1 Rozdělení odpadních vod Odpadní vody, které mohou nepříznivě ovlivnit vlastnosti povrchových vod, lze je rozdělit například takto: •

vody silně alkalické nebo silně kyselé

•

vody s vysokou solností

•

vody znečištěné ropnými látkami

•

vody s vysokým obsahem biologicky rozložitelných látek

•

vody s nepříznivými senzorickými vlastnostmi (páchnoucí)

•

vody znečištěné patogenní mikroflórou (odpadní vody z nemocnic, koželužen, z provozů živočišné výroby)

•

vody obsahující zvýšené množství základních rostlinných živin (soli těchto prvků: N, P, K, Ca, Mg, aj.) a způsobující vznik vodního květu

•

vody s vyšší teplotou (např. pod výtoky z elektráren, které vyvolávají zvýšený únik kyslíku z vod), aj. Průměrný celkový odtok vody z území státu činí asi 28·109 m3 vody. Denně je

odnášeno vodou z území státu asi 7 800 tun látek. Rozpuštěné látky převyšují svou hmotností asi 4x látky nerozpuštěné. Ze zdravotně vodohospodářského hlediska mají rozpuštěné látky větší význam proto, že se obtížněji odstraňují z vod než látky nerozpuštěné, protože látky nerozpustné bývají méně toxické. Nerozpuštěné látky se dále dělí na usaditelné (suspendované) a neusaditelné. Zvláštní skupinu tvoří plovoucí (vzplývavé), jako je například papír, textilie, aj.

a) splaškové odpadní vody (splašky) jsou odpadní vody z domácností a ze sociálních zařízení (kuchyní, WC, koupelen, umýváren). Barva splaškových vod je zpravidla šedá nebo šedohnědá a v některých případech až žlutohnědá. Voda je silně zakalená. Čerstvé splaškové vody nemají příliš intenzivní pach (pouze slabě fekální), avšak po několika hodinách začne voda intenzivně páchnout a tmavne. Z chemického hlediska se dělí látky obsažené ve splaškových vodách na anorganické (minerální) a organické.

18

b) městské odpadní vody jsou směsí vod splaškových a jiných, zejména průmyslových odpadních vod, které odtékají veřejnou kanalizací. Škodlivost odpadní vody je dána vysokým obsahem suspendovaných a rozpuštěných látek především organických, obsahem toxických látek a přítomností zárodků nakažlivých nemocí a střevních parazitů.

c) průmyslové odpadní vody jsou kapalné odpady vznikající při průmyslové výrobní činnosti. Průmyslové odpadní vody mají na rozdíl od splaškových odpadních vod rozmanitý charakter a složení. Z jednotlivých výrobních postupů odpadají vody, které mají charakteristické složení a vlastnosti podle druhu výroby. Jsou to tzv. technologické vody, které se dělí na anorganicky a organicky znečištěné. Průmyslové odpadní vody jsou obvykle bohatou směsí látek, patřících často do různých skupin podle toxicity a biologické rozložitelnosti. Průmyslové odpadní vody lze charakterizovat podle toho, jaká skupina látek převažuje. Průmyslové odpadní vody převážně anorganicky znečištěné jsou například: •

odpadní vody z prádelen uhlí

•

důlní vody (z uhelných a rudných dolů)

•

odpadní vody z povrchových úpraven kovů

•

odpadní vody z viskózových vláken

Průmyslové odpadní vody převážně organicky znečištěné jsou například: •

odpadní vody z potravinářského průmyslu (cukrovary, škrobárny, drožďárny, jatka, mlékárny, pivovary)

•

odpadní vody ze zemědělské výroby (odpady ze silážování, močůvka, odpady ze živočišné výroby)

•

odpadní vody z textilního průmyslu, kožedělného průmyslu z výroby buničiny a papíru

•

odpadní vody z ropného průmyslu

19

2.1.4.2 Závady znečištěných vod Závady znečištěných vod v tocích lze rozdělit na závady: a) zdravotní

b) hospodářské

c) estetické

ad a) Zdravotní závady Některá znečištění povrchové vody podporují vznik a šíření infekčních nemocí (tyfus, úplavice, sněť slezinná, aj.). Po této stránce jsou zvlášť nebezpečné toky, jež sbírají odpadní vody ze sídlišť, jatek, masokombinátů, aj. Stejně závadné jsou vody znečištěné arsenem, sloučeninami chloru, solemi těžkých kovů, fenoly, kyanidy, radioaktivními látkami. Rovněž toky obsahující vysokou koncentraci organických dusíkatých látek jsou zdravotně závadné. Silně eutrofizovaná voda, tj. voda s vysokým obsahem základních rostlinných živin (soli těchto prvků: N, P, K, Ca, Mg) se právě díky tvorbě vodního květu a zejména jeho rozkladným produktům velmi obtížně upravuje na vodu pitnou.

ad b) Hospodářské závady Vlivem určitého druhu a intenzity znečištění nejsou některé toky či nádrže způsobilé pro odběr vody na výrobu pitné vody nebo pro zásobování vodou příslušných druhů průmyslových zařízení, například pro: •

závlahové účely, zejména při závlaze porostů zeleniny

•

pro živočišné farmy k napájení hospodářských zvířat

•

pro energetiku

•

pro plnění koupališť a lázeňských bazénů

•

pro produktivní rybářství, aj. Nevhodné pro další použití jsou zejména takové vody, které mají zvýšený ob-

sah organických nečistot, které se poměrně rychle rozkládají, nebo naopak s nadbytkem minerálních látek a dále vody s obsahem různých toxických látek. Vlivem znečištěných vod dochází také k rychlejší korozi zejména kovových částí různých vodních staveb a jejich strojního zařízení.

20

ad c) Estetické závady Vzhled některých toků a nádrží značně zhoršují zejména lehké nečistoty plovoucí po hladině (zbytky papírových obalů, zbytky plastických hmot, olejové skvrny, aj.), neboť výrazně hyzdí přirozeně krásnou vodní hladinu příslušného vodního zdroje. Esteticky zvlášť závadné jsou úseky toků nebo místa nádrží s malým množstvím vody a jejím pomalým pohybem. Různé odpady zde zůstávají stát a dochází k jejich menšímu či většímu rozkladu a vývinu různých páchnoucích látek, které se částečně rozpouštějí ve vodě a částečně unikají do ovzduší, které zamořují.

2.1.4.3 Průmysl – hlavní znečišťovatel vody Průmysl jako celek patří mezi hlavní znečišťovatele vodních zdrojů, neboť produkuje kromě žádaných finálních výrobků velká množství různých odpadních látek, které jsou vypouštěny buď přímo bez předchozího vyčištění do vodních toků, nebo jen po částečném přečištění, například v tzv. odkalovacích rybnících.

2.1.4.4 Podíl zemědělství na znečištění vody v České republice Zemědělská výroba jako celek se na znečišťování vodních zdrojů podílí podle odhadu asi 40 %. Vysoký podíl zemědělské výroby na znečištění vod je způsoben tím, že zemědělská výroba a zejména rostlinná výroba má plošný charakter. V průměru asi 56 % plochy každého okresu či kraje je obhospodařováno jako zemědělská půda. Současná zemědělská velkovýroba se neobejde bez intenzivního používání celé řady chemických látek, které se v určitém množství dostávají také do vod jako neplánovaný technologický únik. V současnosti je v zemědělství evidováno asi 50 000 zdrojů znečištění plošného i bodového typu. Ke znečišťování vody zemědělskou výrobou dochází zejména v důsledku: •

zvýšeného používání průmyslových hnojiv

•

zvýšeného používání pesticidů

•

úniku silážních šťáv

•

úniku tekuté složky statkových hnojiv z velkochovů

•

únik upotřebených mazacích olejů.

21

2.1.4.5 Sídliště jako zdroj znečištění vod Sídliště vypouští komunální tekuté odpady, což jsou směsi různých nečistých odtoků a splachů. V období nízkých dešťových srážek jsou to tekuté odpady hlavně z domácností a z menších provozoven. V období dešťů obsahují odpady navíc splachy z ulic, dvorů, střech, aj. Obsahově jsou tyto vody velmi nečisté a zdravotně vysoce závadné. Odpadní komunální voda obsahuje 1-2 miliony i více zárodků v 1 cm3.

2.2 Obecná ochrana vodních zdrojů Obecná ochrana vodních zdrojů zahrnuje ochranu všech vodních zdrojů na území české republiky, a to jak z hlediska množství, tak z hlediska jakosti. Ochrana vod na území české republiky je po právní stránce zajištěna Zákonem č. 254/ 2001 Sb. O vodách (vodní zákon). Z tohoto zákona vyplývají pro uživatele vody následující povinnosti. •

Při nakládání s vodami (povrchovými i podzemními) je nutno dbát na jejich ochranu, zajišťovat jejich hospodárné a účelné využívání, aby nedošlo k ohrožení vodohospodářských zájmů společnosti.

•

Vlastníci pozemků (zemědělských, lesních, rybníků) jsou povinni je obhospodařovat tak, aby byla chráněna jakost a množství vody.

•

Uživatelé, kteří zacházejí s látkami, které by mohly ohrozit jakost vod, jsou povinni učinit taková opatření, aby tyto látky nepoškozovaly zdroje ani povrchových, ani podzemních vod.

22

2.3 Čištění vod Čištění odpadní vody se provádí, pokud je voda: •

příliš kyselá nebo zásaditá a má proto korozní účinky

•

obsahuje organické látky, hrubé suspenze a roztoky, zahnívá a páchne a může být nositelem infekcí

•

obsahuje toxické látky, je mikrobiálně znečištěná a vyžaduje dezinfekci

•

obsahuje také odpady, které z ní mohou být zpětně získány a znovu výrobně použity Čištění vody lze rozdělit do dvou hlavních skupin (Metody přirozené a umě-

lé). Přirozené čištění se děje pomocí samočisticí schopnosti vody.

2.3.1 Samočisticí schopnost vody Samočištění vody je přirozená schopnost vod zbavovat se nečistot. Probíhá hlavně cestou fyzikální a chemicko-biologickou.

a) fyzikální procesy Fyzikální procesy čištění vod probíhají zejména tím, že dochází k určitému rozředění vody, k rozmělnění nečistot, k odplavování lehčích a usazování těžších částic. Tento proces je ovlivňován zejména množstvím vody v příslušných tocích.

b) chemicko-biologické procesy Chemicko-biologické procesy spočívají zejména v mineralizaci organických nečistot, tj. v jejich rozkladu na jednoduché látky, které jsou v podstatě neškodné nebo rychle z vody po svém vzniku unikají. Rychlost těchto procesů a druh zplodin je závislý zejména na množství kyslíku pohlceného ve vodě a teplotě vody.

Při dostatku kyslíku ve vodě probíhá rozklad organických látek formou okysličování – aerobní, kdy vznik nových jednodušších látek je spjat s chemickou vazbou na kyslík. Mezi nejčastější zplodiny aerobního rozkladu patří kyselina uhličitá, která se rychle rozkládá na vodu a oxid uhličitý.

23

Při nedostatku kyslíku a silném organickém znečištění vody má rozklad organických látek povahu hnití za součinnosti anaerobních bakterií. Výsledkem tohoto rozkladu jsou také jednoduché látky, ale toxické. Z látek bílkovinné povahy, respektive s obsahem určitého množství bílkovin vzniká nejčastěji amoniak, methan, merkaptan (CH3SH) a sulfan (H2S) za průvodního výskytu silně páchnoucích a toxických látek, jako je například kadaverin (NH2–(CH2)5–NH2). Laboratorně bylo zjištěno, že při dostatku kyslíku a teplotě 20°C se za jeden den rozloží 20 % organických nečistot a za každý další den dalších 20 % ze zbytku znečištění, takže za pět dnů zbude 30 %. Při nižších teplotách probíhá proces pomaleji. Při nedostatku kyslíku je likvidace odpadních látek dvakrát až třikrát pomalejší. Optimálním požadavkem pro samočištění chemicko-biologickými procesy tedy je, aby voda byla nasycena kyslíkem. Nejsou-li splněny základní podmínky pro samočisticí procesy ve vodě, je nutné pro jejich vznik učinit potřebná opatření. Samočisticí schopnost vod je omezována zejména přítomností velmi toxických látek, které likvidují biologický život ve vodě.

2.3.2 Úprava čistoty srážkového odtoku v povodích Cílem úprav je, aby do toků a jejich povodí přitékala z čistírny odpadních vod jen čistá voda. Toho lze docílit různými opatřeními biologickými a technickými.

2.3.3 Opatření na ochranu čistoty vod Opatření na ochranu čistoty vod lze shrnout do těchto základních skupin: •

racionální využívání vody na všech místech její spotřeby

•

komplexní ochrana povrchových vod

•

budování čistíren odpadních vod

•

vhodná cenová politika za čistou a znečištěnou vodu

•

tvorba zvýšených zásob povrchové vody (nádrže, rybníky), aj.

24

2.4 Druhy znečištění odpadních vod Rozdělení látek je dle původu na organické a anorganické. Skupina organických látek je v odpadních vodách obvykle tvořena po jedné třetině látkami rozpuštěnými, koloidními a suspendovanými. Anorganické látky jsou obvykle přítomny hlavně ve formě rozpuštěné. Látky způsobující znečištění odpadních vod se dělí podle velikosti částic.

Látky

rozpuštěné

koloidní

neusaditelné suspendované

usaditelné suspendované

Velikost částic v µm

≤ 0,001

0,001-1,0

1-100

≥ 100

Tab. 2: Dělení částic podle velikosti

Organické znečištění Koncentrace znečišťujících látek v odpadních vodách se vyjadřuje jako jejich celkové množství v jednotkovém objemu vody. Velmi málo prací bylo dosud věnováno klasifikaci těchto látek v městských odpadních vodách. Moderní metodou ke zjišťování zastoupení organických látek v odpadních vodách je kapalinová chromatografie s vysokým stupněm rozlišení (HPLC). Příklad typického výsledku takové analýzy je uveden ve formě chromatogramu na Obr . 1, str. 26. Každý pík v obrázku odpovídá konkrétní látce. Z obrázku je zřejmé, že měs-

tská odpadní voda obsahuje velké množství různých organických látek.

25

Podíl organického uhlíku

Látka

v kanalizačním odtoku (%)

sacharidy

11-18

bílkoviny

8-10

volné aminokyseliny

0,5-1,5

vyšší mastné kyseliny

23-25

rozpuštěné organické látky

7-11

esterifikované mastné kyseliny (tuky)

4-12

tenzidy

9-6

jiné

25-28 Tab. 3: Zastoupení jednotlivých skupin organických látek v městské odpadní vodě

Obr. 1: Typický tvar HPLC chromatogramu vzorku městské odpadní vody

26

Množství organických látek se obvykle vyjadřuje jako: - CHSK viz str. 12 - BSK viz str. 12

Vztah mezi CHSK a BSK se může jevit tak, jak je znázorněno na Obr. 2, str. 27 Poměr CHSK/BSK vyjadřuje stupeň biologické rozložitelnosti organických látek. Nízké hodnoty poměru ukazují na přítomnost snadno rozložitelných látek, zatímco vysoké hodnoty tohoto poměru znamenají přítomnost látek rozložitelných velmi obtížně. Tento poměr nelze vyjádřit obecně, protože je pro různé odpadní vody značně odlišný. Pro městské odpadní vody je obvykle běžná hodnota poměru menší než 2.

Obr. 2: Příklad vztahu BSK74 a CHSK

Ztráta (hmotnosti) žíháním: vyjadřuje rozdíl mezi obsahem veškerých látek (stanovených odpařením vzorku a zvážením sušiny) a jejich zbytků po žíhání. Rozdíl hmotností před a po žíhání odpovídá množství spalitelných látek a je měřítkem množství organických látek přítomných ve vodě. Vyjadřuje se v %, respektive v mg/l.

4

BSK7 je biologická spotřeba kyslíku měřena za 7 dnů

27

Anorganické látky: jsou v odpadní vodě obsaženy většinou v rozpuštěné formě, obvykle se stanoví jako obsah iontů. Současné čištění odpadních vod je zaměřeno na snížení obsahu dusíku, solí fosforu a těžkých kovů v těchto vodách. Obsah dusíku a fosforu ve vodách je důležitý vzhledem k tomu, že tyto látky jsou základními živinami pro růst organismů, např. řas v tocích. S růstem řas je spojena tvorba dalších organických látek, které mohou při svém rozkladu značně zvyšovat potřebu kyslíku ve srovnání s původním primárním organickým znečištěním odpadní vody viz Obr. 3.

Obr. 3: Porovnání celkové spotřeby kyslíku primárního5 a sekundárního6 znečištění

Fosfor se v odpadních vodách vyskytuje jednak organicky vázaný a jednak ve formě anorganických polyfosfátů. Organicky vázaný fosfor je obsažen hlavně v pevných látkách, zatímco polyfosfáty se vyskytují ve vodách především rozpuštěné. Při biologickém procesu čištění odpadních vod dochází k hydrolýze fosforu na fosfáty, které jsou rostlinami mnohem snáze využitelné. Hlavním zdrojem fosforu jsou lidské výkaly, moč a prací prostředky.

5

Primární znečištění: např. řasy v tocích

6

Sekundární znečištění: produkty metabolismu řas

28

Dusík je v odpadních vodách přítomen jak ve formě organických sloučenin, tak v anorganických formách, a to amoniakové, dusitanové, dusičnanové. Amonné soli tvoří převážnou většinu anorganicky a organicky vázaného dusíku, asi přibližně 60 %. Kromě toho, že dusík slouží jako živina pro růst řas, zvyšuje obsah amonných sloučenin v odpadních vodách také spotřebu kyslíku. Kyslík je spotřebován při procesu zvaném nitrifikace, kdy nitrifikační bakterie oxidují amonné ionty na dusičnany, což je provázeno značnou spotřebou kyslíku podle následující rovnice: NH4+ + 2O2 → NO3– + 2H+ + H2O Spotřeba kyslíku při nitrifikaci představuje téměř pětinásobek množství amonných iontů a řádově je zhruba stejná jako potřeba kyslíku na oxidaci organických látek v odpadních vodách. Procesy odstraňování znečišťujících látek vykazujících spotřebu kyslíku tedy zahrnují i nitrifikaci.

2.5 Způsoby čištění odpadních vod Pro čištění odpadních vod se používá řada způsobů a postupů. Podle základních použitých principů jde o čištění (podrobný rozbor viz dále):

a) mechanické

b) biologické

c) chemické

Čistírna odpadních vod v Chrudimi pracuje na principu kombinace mechanického a biologického čištění odpadních vod.

29

2.5.1 Mechanické způsoby čištění Při realizaci mechanického čištění odpadních vod se používají zejména tato zařízení: lapače písku, usazovací nádrže, aj. Odstraňují se jimi anorganické i organické nerozpuštěné látky. Mechanická separace se provádí ve dvou stupních. V prvním stupni dochází k oddělení hrubšího materiálu na česlích a v lapáku písku. V dalším stupni jsou odstraněny ostatní usaditelné látky, a to sedimentací v usazovacích nádržích. Tak lze obsah organických látek v městských odpadních vodách snížit asi o 30 %.

Česle Usazovák

Lapák písku

Obr. 4: Česle, lapák písku a usazovák

Hrubší pevné částice se odstraňují průtokem odpadní vody rošty a síty. Těžší částice se usazují v lapáku písku. Lapáky písku jsou často doplněny provzdušňováním, které udržuje aerobní prostředí a zároveň usnadní separaci tuků. Zbývající usaditelné látky se odstraní v usazovacích nádržích. V závislosti na dalším způsobu čištění se povrchové zatížení usazováku pohybuje v rozmezí 1-3 m3/m2 h.

30

Obr. 5: Různé typy usazovacích nádrží

2.5.2 Biologické způsoby čištění Biologické způsoby čištění vod jsou založeny na využití činnosti vhodných mikroorganismů. Mezi základní postupy při biologickém čištění odpadních vod patří:

1) Využití přirozeně infikovaných kalů, jako jsou odpady z domácností nebo využití tzv. aktivačních kalů (obsahují směsné kultury mikroorganismů).

2) Biologické filtry (filtrační pole): mechanicky vyčištěná voda se napouští ve vrstvě 30-60 cm do zdrží (rybníků) a nechá se prosáknout půdou. Přefiltrovaná voda se odvádí drenáží. Aplikací této metody je použití znečištěných vod pro závlahy.

3) Biologické rybníky jsou přirozené rybníky, kde se využívá samočisticí schopnost vody ve vrstvě 50-70 cm.

31

2.5.3 Chemické způsoby čištění Chemické způsoby čištění zahrnují řadu různých postupů. Obecně se chemické způsoby čištění skládají ze směšovacího stupně, ve kterém je koaguant mísen s vodou, dále následuje flokulační stupeň, ve kterém dochází ke tvorbě usaditelných vloček, které jsou odstraňovány v posledním separačním stupni sedimentací. Chemické způsoby se dělí na: •

přímé srážení

•

simultánní srážení

•

srážení po biologickém čištění

•

předsrážení

•

hydro proces

2.5.5 Čistírny odpadních vod Čistírny odpadních vod jsou vysoce specializovaná zařízení, která zejména na základě mechanických a biochemických principů oddělují ze znečištěných vod různé znečišťující složky, jež jsou v některých případech určeny k dalšímu použití jako druhotné suroviny.

Odpadní vody jsou velmi různorodé, zejména odpadní vody průmyslových odvětví, a při jejich čištění je nutno používat různé technologické postupy. V rámci technologie čištění se sleduje jednak čistící efekt a jednak náklady na čištění včetně pořizovacích nákladů na příslušnou čistírnu odpadních vod. Zatím nejlacinějším způsobem čištění odpadních vod je čištění na biologickém principu. Základním požadavkem při biologickém čištění je přítomnost vhodných biologických organismů. V praxi se velmi často kombinuje čištění průmyslových odpadních vod s čištěním komunálních odpadních vod, které obsahují potřebné mikroorganismy. Průmyslové odpadní vody se vyznačují zpravidla vysokou solností a často též i toxicitou, což ztěžuje nebo někdy i znemožňuje využití biologických principů čištění. Proto je někdy nutné tyto odpadní vody předčistit ještě v rámci příslušného průmyslového závodu a teprve potom je mísit s komunálními odpadními vodami v rámci čistícího procesu na biologické čistírně odpadních vod.

32

Městské odpadní vody jsou světle hnědé barvy zpravidla bez výrazného hnilobného nebo jiného zápachu. Pokud jsou odpadní vody vypouštěny přímo do vodních toků či vodních nádrží, způsobují zejména tyto závady:

a) esteticky nežádoucí usazování zbytků papírů včetně ulpívání různých směsí plovoucích předmětů, tuků, zbytků z plastů a jiných na březích toků a na pobřežní vegetaci b) vznik tzv. kalových usazenin, které poškozují příslušný vodní tok jednak esteticky a jednak jsou zdrojem znečištění vody organickými i anorganickými látkami včetně produktů jejich rozkladu c) nadměrný rozvoj tzv. samočisticích mikroorganismů, zvláště kolonií slizových bakterií. Ty rozkládají organické složky znečištění, avšak zároveň zpracovávají kyslík rozpuštěný ve vodě, který se pak nedostává pro vodní organismy, jako jsou zejména ryby (+ přenos infekce) d) znečištění toku minerálními živinami, ať už přímo z odpadních vod, nebo produkty jejich prvotního rozkladu. Sloučeniny dusíku a fosforu a dalších základních rostlinných živin podporují tzv. fytoplankton v podobě tzv. vodního květu. Látky, které vznikají po odumření rostlin znemožňují využití příslušné vody pro výrobu pitné vody.

Čistírna odpadních vod představuje soustavu velkoplošných nádrží a staveb. Čistírny odpadních vod obsahují některé (obvykle ne všechny) části: a)

mechanická

b)

chemická

c)

biologická

d)

kalové hospodářství.

33

ad a) Mechanická část V mechanické části pracují obvykle tato zařízení: - čerpadla

- usazovací nádrže

- filtrace

- česle

- lapáky tuků, olejů, písku

- čeření

Jednotlivá zařízení mechanické části jsou podrobněji popsané 3.2 Přehled objektů ČOV Chrudim, str.41

ad b) Chemická část V chemické části je snaha odstranit z odpadní vody rozpuštěné látky (obvykle ionty kovů) přidáváním jiných chemických látek (solí, kyselin či zásad). Chemicky se průmyslové vody čistí: • neutralizací • chemickým srážením rozpuštěných látek • chemickou oxidací nebo redukcí nečistot • odstraněním suspendovaných a koloidních látek Chemickou část dále podrobněji popisovat nebudu, jelikož se v ČOV Chrudim nepoužívá.

ad c) Biologická část Základem biologické části ČOV jsou tzv. aktivační nádrže. Voda, která odtéká z primární UN, obsahuje ještě mnoho jemných nesedimentujících znečištěnin. Nechá se proto téci do AN, do které se přivádí i tzv. biologický nebo aktivovaný kal (směs mikroorganismů a vody), kde kultury mikroorganismů (bakterií, prvoků, …), za pomoci kyslíku odbourávají látky a ty se dále rozkládají na oxid uhličitý a vodu. Účinné provzdušňování patří mezi hlavní činnosti, které musí být zajištěny při provozu AN. K okysličení se používají turbokompresory, které vhánějí vzduch do perforovaného potrubí uloženého na dně AN.

34

Předpokladem vysoké účinnosti biologické fáze čisticího procesu je také vhodná teplota (nejčastěji 20-30°C), odpovídající pH (velmi kyselé) a vhodné složení mikroorganismů, které v podstatě konzumují příslušné znečišťující látky. Působením mikroorganismů dochází ke složitým biochemickým a fyzikálním procesům, při nichž se tvoří vločky, které na svůj povrch váží i anorganické znečištěniny a tím vytváří předpoklady k celkovému zvýšení účinnosti čistícího procesu. Vločky sedimentují a dají se z čištěné vody snadno odstranit. Kal se ze dna nádrží shrabuje do kalové prohlubně. Odtud je kal čerpán k dalšímu zpracování v kalovém hospodářství. Předpokladem dobré účinnosti biologického čištění je absence toxických látek, které by usmrcovaly příslušné mikroorganismy.

ad d) Kalové hospodářství: Výsledkem činnosti čistírny odpadních vod je jednak vyčištěná voda a jednak různé množství zachycených, tj. oddělených čistírenských kalů. Zachycené kaly se shromažďují v tzv. vyhnívacích nádržích, kde v podstatě za anaerobních podmínek, bez dodatečného umělého provzdušňování se kal rozkládá na jednodušší organické látky. Vyhnívací nádrže se staví zpravidla jako kruhové železobetonové ploché nádrže umístěné ve volném prostoru. Někdy se staví jako nákladné uzavřené stavby, kde ve spodní části postupně vyhnívá kal a ve vrchní části se shromažďuje tzv. kalový plyn, který obsahuje převážně methan, oxid uhličitý, oxid uhelnatý a jiné. Vyhnilý kal obsahující 85-90 % vody se suší. K vysušování se používají buď tzv. kalová pole nebo tzv. laguny (plocha pod úrovní terénu zaplněná kalem). Kal se používá nejčastěji v zemědělství na výrobu kompostů. Předpokladem je, že příslušné kaly neobsahují toxické látky, které by se zapojovaly do potravního řetězce člověka.

35

2.6 Povrchové vody Povrchové vody představují z hlediska množství hlavní část vodních zdrojů v ČR. Podíl povrchové vody na zásobování obyvatelstva, průmyslu i zemědělství se neustále zvyšuje. Předpokládá se, že povrchová voda bude reprezentovat až 80 % veškeré vyrobené užitkové vody. Využití povrchové vody k daným účelům je však nejčastěji limitováno její jakostí. Povrchové vody ve srovnání s vodou podzemní mají obvykle vyšší proměnlivou teplotu, podstatně vyšší koncentrace organických látek různého původu, vyšší koncentrace kyslíku, nízkou koncentraci oxidu uhličitého, nízkou koncentraci hydrolyzujících kovů, zejména železa a manganu. Povrchové vody mají i vyšší zastoupení mikroorganismů. Hodnocení jakosti povrchových vod je obecně prováděno pomocí charakteristik fyzikálních, chemických a biologických vlastností vody. Jedná se o soubor vlastností, které jsou souhrnně nazývány ukazatele jakosti vody. Jsou stanoveny předpisy: ČSN 75 7221 „Klasifikace jakosti povrchových vod“ a Nařízením vlády ČR č. 61/2003 Sb.

Jakost vody Jakost povrchových vod je na rozdíl od podzemních vod značně závislá na mnoha faktorech, které jsou ovlivnitelné i neovlivnitelné lidskou činností. Ve zmíněných předpisech viz výše jsou uváděny průměrné a maximální, respektive nejvyšší přípustné hodnoty ukazatelů jakosti vod. Podle této klasifikace se povrchové vody zařazují do pěti tříd.

I. třída II. třída III. třída IV. třída V. třída

velmi čistá voda čistá voda znečištěná voda silně znečištěná voda velmi silně znečištěná voda

Tab. 4: Přehled tříd jakosti povrchových vod podle ČSN 75 7221

36

Jako odpadní vodu obvykle hodnotíme vodu III.-V. třídy.

Klasifikace jakosti vychází ze zhodnocení vybraných ukazatelů jakosti vody, které se rozdělují do 6 skupin viz Tab. 5 :

Skupina ukazatelů oxidovatelnosti vody základní chemické a fyzikální doplňující chemické těžké kovy biologické a mikrobiologické radioaktivity

Označení skupiny A B C D E F

Tab. 5: Hodnotící ukazatele podle ČSN 75 7221

Ukazatele pro odpadní vody (oxidovatelnosti vody, základní chemické a fyzikální, těžké kovy) jsou popsány v kapitole 2.1.3 Kritéria pro hodnocení čistoty odpadních vod, str.11.

37

3. Popis ČOV Chrudim 3.1 Základní údaje a technologie ČOV Chrudim

Obr. 6: Čistírna odpadních vod Chrudim

Kanalizační čistírna odpadních vod pro město Chrudim byla postavena v letech 1984-1990 a do provozu byla uvedena v roce 1991. Její koncepce pochází ze šedesátých let, úvodní projekt je z roku 1974. Tato skutečnost a tehdejší monopolní postavení stavebního dodavatele, který odmítl budovat kruhové nádrže, tuto čistírnu významně poznamenaly. Po technologické stránce je tato čistírna řešena jako mechanicko-biologická, s mezofilním vyhníváním kalu7 a úplným plynovým hospodářstvím. Stavebně je mechanicko-biologická část koncipována jako zdvojený monoblok8. Vyhnilý kal je odvodňován mechanicky na sítopásových lisech9. Kalová pole jsou navržena pouze pro havarijní případ na těchto lisech. Dle projektové dokumentace tato čistírna počítá s přivedením odpadů jednotnou stokovou sítí z města Chrudimi a sousedních obcí. Projekt počítá s množstvím 23 287 m3 odpadních vod za den.

7

Mezofilní vyhnívání kalu: metoda úpravy čistírenského kalu při teplotě 36°C s minimální dobou zdržení 21 dnů 8 Zdvojený monoblok: je monoblok složený ze dvou linek 9 Sítopásový lis: se používá k zahušťování surového i vyhnilého kalu městských ČOV.

38

Celkové zatížení čistírny je asi 60 000 EO (nejvyšší možné), z toho připadá 30 000 EO na obyvatelstvo a zbytek na průmysl. Z místního lihovaru pochází 90 % průmyslových odpadních vod, o zbytek se dělí další podniky v Chrudimi. V letech 2003-2005 probíhala na čistírně odpadních vod Chrudim rekonstrukce a celá ČOV běžela na 50 % svého výkonu. V roce 2006 byla ČOV zpuštěna na plný výkon ve zkušebním provozu.

3.1.1 ČOV Chrudim – před i v průběhu rekonstrukce Projektovaná kapacita:

61 367 EO

Skutečnost (2002):

29 228 EO (skutečné hodnoty z analýz na přítoku ČOV)

Skutečnost (2003):

32 149 EO (skutečné hodnoty z analýz na přítoku ČOV)

Stavba dokončena:

1990

Uvedení do trval. provozu:

1991

Odkanalizovaná oblast:

Chrudim, Slatiňany, Orel, Markovice

Technologický princip:

mechanicko-biologická ČOV

Technologické schéma:

viz příl. 1, str. 100-101

Problémy: • Vysoké znečištění z Lihovaru Chrudim – kampaňová výroba. • Deficit kyslíku řešen na přelomu 2001/2002 doplněním povrchové aerace o mi krobublinné provzdušňovací rošty ACON.

Z důvodu výše uvedených problémů byla plánována rozsáhlá rekonstrukce (intenzifikace aktivace, regenerační nádrž, srážení fosforu, nitrifikace/denitrifikace, kompostárna), zažádáno o dotaci.

39

3.1.2 ČOV Chrudim – po rekonstrukci Projektovaná kapacita:

50 000 EO

Skutečnost (2004):

48 155 EO (skutečné hodnoty z analýz na přítoku ČOV)

Skutečnost (2005):

45 620 EO (skutečné hodnoty z analýz na přítoku ČOV)

Stavba dokončena:

1990

Uvedení do trval. provozu:

1991

Rekonstrukce:

2003-2005

Zkušební provoz:

2006

Odkanalizovaná oblast:

Chrudim, Slatiňany, Orel, Markovice, Sobětuchy

Technologický princip:

mechanicko-biologická ČOV– RDN systém + srážení fosforu

Technologické schéma:

viz příl. 2, str. 102-103

Problémy: • Vysoké znečištění z Lihovaru Chrudim – kampaňová výroba. Problém s deficitem kyslíku viz kap. 3.1.1 ČOV Chrudim – před i v průběhu rekonstrukce, str.39 je rekonstrukcí v podstatě odstraněn.

40

3.2 Přehled objektů ČOV Chrudim Seznam použitých zkratek viz str.97

3.2.1 Čerpací stanice, měření obtoku, svozová jímka Obtoková šachta na přítoku do ČOV Na přítokové stoce do ČOV je umístěna stávající obtoková šachta s obtokem ČOV. V ní je na obtoku zřízena nová havarijní betonová přelivná hrana pro případ výpadku hrubých česlí na přítoku a novém obtoku ČOV. Objekt zároveň slouží jako odlehčení při dešťovém průtoku. Hrubé česle

Obr. 7: Hrubé česle

Veškeré OV přitékají stokou do objektu hrubých česlí do žlabu před čerpací stanicí. Zde jsou osazeny hrubé strojně stírané česle za účelem zachycení mechanických nečistot, pevných látek, hrubých částic a plovoucích nečistot z odpadní vody na přítoku. Tyto česle jsou řešeny jako síto vybavené stíracím vozíčkovým mechanismem, pro dopravu shrabků z velkých hloubek. Česle jsou v provedení nerezovém. Odstavení česlí z provozu je možné pomocí uzávěrů před česlemi v šachtě na obtoku. Shrabky vypadávají česlí po skluzu do šnekového dopravníku umístěného na úrovni terénu. Dopravník je pod přepadovou hranou česlí umístěný příčně ke žlabu. Prostor mezi česlemi a dopravníkem je vykryt násypkou, zbylé části dopravníku bu-

41

dou zcela zakryté. Dopravník i česle jsou vybaveny zateplením pro provoz v zimních měsících. Z dopravníku vypadávají shrabky do kontejneru přistaveného na zpevněné a odvodněné ploše u objektu hrubých česlí. Po naplnění kontejneru budou shrabky dopraveny do objektu hrubého předčištění, kde budou z kontejneru vyklopeny společně ke shrabkům z jemných česlí. Chod zařízení linky hrubých česlí mechanického předčištění je automaticky řízený technologickým elektrorozvaděčem. Ovládání česlí a šnekového dopravníku je možné ručně z místa nebo automaticky od hladiny ve žlabu před česlemi. Česle zapínají postupně od stoupající hladiny vody ve žlabu. Rozvaděč je dále vybaven hlídáním přetížení zařízení, přepínačem pro automatický a ruční provoz se signalizací chodu a poruchy. Signalizace chodu česlí a havarijní výška hladiny ve žlabu jsou přenášeny na elektrorozvaděč a do dispečinku. Elektrický rozváděč je uzpůsoben pro ovládání zatepleného provedení automatického chodu česlí a šnekového dopravníku shrabků. Hlavní jednotkou rozvaděče je programovatelný automat s vestavěným algoritmem chodu, jehož časy jsou nastavitelné. Pomocí prostorového termostatu, jenž je zapojen přes rozváděč, je řízeno zapínání a vypínání topných těles česlí a dopravníku. Svozová jímka dovážených splašků V prostoru u příjezdové komunikace ke vstupní čerpací stanici na ČOV je vybudována železobetonová podzemní nádrž dovážených splašků. Na přítoku do svozové jímky pro žumpy a jiné surové vody je osazený hrubý nerezový česlicový koš pro zamezení vniknutí větších nečistot do jímky a ucpání oběžného kola čerpadla. Pro vypouštění dovážených splašků do přítoku na ČOV je ve snížené kalové části jímky osazené odběrné nerezové potrubí DN 200 s uzavíracím nožovým elektrošoupátkem. Pro vypouštění jímky do přítoku (otevírání šoupátka) je možné navolit časový režim s ohledem na zatížení ČOV, vypouštění by mělo probíhat v nočních hodinách při minimálních průtocích. Výška hladiny splašků v jímce je měřena. Naměřené hodnoty jsou přenášené na dispečink a je z nich vyhodnocen aktuální stav naplnění jímky v m3.

42

Odlehčení před ČS Za účelem rozdělení přitékajících odpadních vod, čerpaných v množství Qmax10 = 400 l/s do usazovacích nádrží a QBIO11 = 256 l/s do biologické linky, je na přítoku za hrubými česlemi zřízený rozdělovací objekt. Mezi betonovým žlabem na přítoku a odlehčovací stokou DN 1000 je v novém žlabu šířky 1,200 mm osazena přepadová rektifikovatelná hrana, která zajistí přítok na ČOV v množství Qmax = 400 l/s a ostatní mechanicky předčištěné dešťové odpadní vody budou přetékat z kapacity stoky do Qbypas12 = 650 l/s přes hranu, do obtoku ČOV na měrný objekt a z něho do recipientu.

Čerpací stanice

Obr. 8: Detail šnekových čerpadel

V objektu ČOV za hrubými česlemi je stávající šneková čerpací stanice, která slouží pro přečerpávání přitékajících splašků ze stoky DN 1000 na mechanické předčištění. Odpadní splaškové vody dále natékají do čerpací laguny šnekové čerpací stanice, kde jsou osazena stávající šneková čerpadla. Na přítokových kanálech pro jednotlivá šneková čerpadla jsou osazeny stavidla s elektropohony. Hladina v čerpací laguně je snímána ultrazvukovým hladinovým snímačem 10

Qmax maximální množství odpadní vody, které teče do usazovacích nádrží QBIO množství vody, které teče do biologické linky 12 Qbypas množství vody, které proteče obtokem ČOV

11

43

pro zajištění regulace otáček šnekových čerpadel do maximálního čerpaného výkonu 400 l/s. Používají se šneková čerpadla YBA - ∅ 1,050 x 8,678. Ovládání čerpadel je možné ručně z místa nebo automaticky od hladiny v čerpací jímce. Čerpadla zapínají postupně od stoupající hladiny vody v čerpací jímce od signálu ultrazvukového měřiče hladiny. Čerpadlo č. I (Q=300 l/s) v provozu slouží pro čerpání přítoku vody z čerpací stanice. Druhé čerpadlo č. II (Q=300 l/s) sepne při dalším zvýšení hladiny. V řídícím systému je možné měnit pořadí čerpadel. Signalizace chodu čerpadel a havarijní výška hladiny v čerpací jímce jsou přenášeny na elektrorozvaděč a do dispečinku. Vyčerpaná odpadní splašková voda z čerpací stanice odtéká žlabem do objektu mechanického předčištění a dále na ČOV.

3.2.2 Hrubé předčištění, měření přítoku a lapák písku Mechanické předčištění – jemné česle Odpadní vody z čerpací stanice odtékají společným betonovým žlabem k mechanickému předčištění s osazenými jemnými česlemi Fontána. Společný přítok se rozděluje do dvou žlabů o šířce 1,000 mm, kde jsou instalována dvě stávající stavidla s elektropohonem. Ovládání stavidel je ruční nebo automatické od výšky hladiny v nátokovém žlabu u každého stavidla. Odstranění mechanických nečistot se provádí na nových strojně stíraných česlích, osazených do žlabů místo původní dvojice česlí typu „A-b“. Nově jsou osazeny jemné strojní česle Fontána s pohony: Zachycené pevné látky, hrubé částice a plovoucích nečistot obsažené v odpadní vodě jsou česlicovým pásem s roztečí 6 mm transportovány do sběrného dopravníku. Dopravník sbírá shrabky z obou česlí a přemisťuje je do násypky hydraulického lisu. Dopravník je pod přepadovou hranou česlí umístěný příčně ke žlabům. Prostor mezi česlemi a dopravníkem je vykryt násypkou; zbylé části dopravníku jsou zcela zakryté.

44

Přepadová hrana dopravníku vyúsťuje do výsypky lisu, který je umístěný vedle kanálů v jímce pod úrovní podlahy. Lis zajistí proplach, odvodnění a dopravu shrabků nerezovým uzavřeným potrubím do kontejneru. Lis vyžaduje trvalý přívod provozní vody pro proplach shrabků a její odtok do kanalizace ČOV. Přívod propírací vody je zajištěný přes jeden elektromagnetický ventil na tři vstupy do jednotlivých sekcí lisu. Odpadová voda je vymačkávána do spodní nerezové vany a odtud do odpadového potrubí v podlaze. Pro ovládání linky mechanického předčištění slouží společný technologický elektrický rozvaděč pro automatické řízení a ovládání chodu česlí a návazných dopravníků a lisu, včetně dalšího příslušenství. Do objektu mechanického předčištění je zavedena přípojka provozní vody pro proplach shrabků a ostřik technologického zařízení. Odpadní vody z proplachu odtékají do odpadu v podlaze a do kanalizace.

Lapák písku

Obr. 9: Lapák písku

Pro odstranění písku z odpadní vody je na ČOV vybudovaný stávající dvojitý betonový provzdušňovaný lapák písku. V rámci intenzifikace a rekonstrukce ČOV je stávající strojní zařízení podélného lapáku písku zrekonstruované v rozsahu:

45

U lapáku písku byly provedeny následující úpravy u těchto zařízení13: •

generální oprava a repase stávajícího mostu nový společný náhon mostu, odrezivění a nátěr mostu, konzoly pod nová dmychadla s krytem na mostu, nové kotvení mamutek na stávající konstrukci mostu

•

generální oprava a repase stávajícího kolejiště odrezivění a nátěr mostu

•

nová elektroinstalace včetně technolog. rozvaděče. Nový rozvaděč na mostě pro automatické řízení pojezdu a čerpání směsi, včetně signalizace aut. provozu, signalizace chodu pojezdu mostu, sdružená porucha, kontakt dálkového blokování, kontakt dešťového režimu. Nový kabelový přívod el. energie a signalizace, včetně přechodové skříňky

•

středový odtokový žlab je vyměněný za nový z nerezového plechu

•

odtokové potrubí směsi písku ze žlabu do jímky je nahrazeno novým nerezovým potrubím, které je prodloužené k separátoru písku a napojené na vstupní přírubu

•

provzdušňovací rošty pro středněbublinnou aeraci jsou nahrazeny novými z nerezové oceli, zároveň s přívodním rozvodným potrubím vzduchu

•

společný přívod vzduchu z dmychárny pro lapák písku.

•

dodávka provozního vzduchu pro provzdušnění lapáku písku se provádí dvojicí vzduchových nerezových potrubí se společným přívodem z dmychárny v objektu hrubého předčištění. Tam je osazena dvojice agregátů:

•

původní dmychadla v dmychárně byla nahrazena za nové dmychadlové jednootáčkové agregáty. Ovládání dmychadel je ruční.

•

odsávací mamutkové zařízení písku ze dna nádrží do odtokového středového žlabu včetně napojení na přívod vzduchu od nových dmychadel je nahrazeno za nové z nerezové oceli

•

stávající dmychadla na mostě jsou nahrazena za nové dmychadlové jednootáčkové agregáty

13

Text psaný kurzívou označuje úpravy provedené při rekonstrukci ČOV Chrudim

46

Separátor písku

Obr. 10: Separátor písku

Hydrosměs vody a vytěženého písku z lapáku přívodním žlabem a potrubím natéká na nově osazený separátor písku s bezhřídelovou šnekovnicí, který slouží k odloučení písku ze sedimentu zachyceného v lapáku písku. Z přivedené hydrosměsi se v nádrži separátoru odděluje těžší fáze, převážně písek, který vlivem gravitačních sil směřuje ke dnu. Ze dna je vyhrnovaný šnekovým dopravníkem k výstupnímu otvoru, za současného odlučování a vypírání. Voda zbavená sedimentu se spolu s vyplaveným organickým podílem odvádí přepadovým žlábkem, hrdlem a navazujícím potrubím do kanalizace zpět před ČOV. Separátor je instalovaný venku v blízkosti lapáku písku. Za tímto účelem je opatřený dvojitým zatepleným pláštěm s elektrickým vytápěním.

Odtok z lapáku do monobloku Odpadní mechanicky předčištěné vody odtékají z lapáku písku k objektu monobloku podzemním betonovým žlabem na dvě usazovací nádrže. Před vstupem do kolektoru je na stávajícím přítokovém betonovém žlabu zřízený rozdělovací objekt se čtyřmi kanálovými šoupátky pro rozdělení nátoku do dvojice usazovacích nádrží.

47

3.2.3 Usazovací nádrže, kolektor Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV : a)

Usazovací nádrže

b)

Kalová jímka primárního kalu

c)

Kalová jímka přebytečného sekundárního kalu

ad a) Usazovací nádrže (UN)

Obr. 11: Usazovací nádrž

Odpadní voda z dvojice lapáků písku odtéká betonovým žlabem do kolektoru monobloku, kde jsou do betonového přítokového žlabu osazena čtyři ocelová potrubí se šoupátky. Do každé z dvojice UN1 a UN2 jsou zaústěna dvě potrubí. Z každého potrubí jsou provedeny odbočky se stavitelnými deflektory proti výustnímu hrdlu pro usměrnění nátoku vody do UN. Počet výustních odboček do UN a profily potrubí jsou provedeny dle původního stavu pouze v materiálovém provedení nerezovém. Uchycení rozrážecích talířů je provedeno shora tak, aby se minimalizovalo zachycování vláknin. Odtahová potrubí primárního kalu jsou provedena dle původního řešení z nerezového materiálu a jsou vyvedena nad maximální hladinu v UN a ukončena zaslepovací přírubou.

48

Za účelem odlehčení přitékajících odpadních vod, čerpaných v množství Qmax = 400 l/s do UN, je na jejich odtoku zřízený oddělovací žlab s proměnným profilem pro odvedení dešťových vod. Ten zajistí přítok na biologii v součtovém množství na obě linky Qmax = 256 l/s a ostatní odpadní vody z UN přetékají do obtoku ČOV. Nátok do anoxického selektoru je řešen sběrným žlabem s proměnným profilem. Odtokový žlab dále prochází přes regeneraci kalu, kde je z něj provedena odbočka uzavíratelná ručním hradítkem za účelem možnosti přivádět do regenerace kalu organický substrát. Odbočka je vyvedena v místě přívodu vratného kalu tak, aby docházelo k mísení vratného kalu a surové odpadní vody. Na konci UN je umístěn také odběrný žlab plovoucích nečistot s elektrickým naklápěním. Provedení monobloku je symetrické a proto je popis proveden pro jednu polovinu nádrží. Odpadní vody se rozdělí na dvojici usazovacích nádrží. Na původním technologickém zařízení stávající dvojice usazovacích nádrží jsou provedeny následující úpravy14: • koncový odtokový žlab z UN včetně přepadových hran byl vyměněn za nový z nerezového plechu, včetně ručního stavítka na odtoku do selektoru • odlehčovací žlab z UN na obtoku ČOV byl vyměněný za nový z nerezového plechu • odtah plovoucích nečistot byl vyměněný za nový z nerezového plechu včetně elektrického naklápění žlabu a je napojený do vnitřní kanalizace ČOV • generální oprava a repase stávajícího pojezdového mostu - nový pojezd mostu po kolejnici, instalovaný na stávajícím pojezdovém mostu včetně převodovky s elektropohonem • nová elektroinstalace včetně technolog. rozvaděče • nové nerezové shrabovací zařízení kalu ze dna nádrže do kalových jímek na pojezdovém mostu včetně stěrek plovoucích nečistot Ovládání pojezdu mostu, odběr plovoucích látek a odkalování jímek je možné ručně nebo automaticky. Signalizace chodu a poruchy jsou přenášeny na velín. 14

Text psaný kurzívou znázorňuje úpravy provedené při rekonstrukci ČOV Chrudim

49

ad b) Kalová jímka primárního kalu Jímka se nachází v záhlaví usazovací nádrže. Přístup k jímce je zajištěn otvory ve stropě kolektoru. Do jímky jsou odpouštěny primární kaly z UN pomocí nožových šoupátek s pneupohony. Zdrojem tlakového vzduchu je kompresor umístěný v prostoru strojovny kalového hospodářství. Hladina kalu v jímce je měřená ultrazvukovým snímačem a přenášená na velín. Čerpání kalu z jímky je pomocí čerpadel v provedení do suché jímky. Toto čerpadlo slouží k dopravě kalu přímo do vyhnívací nádrže. Sání čerpadla je napojeno potrubím s uzavíracím nožovým šoupátkem ke dnu kalové jímky. Výtlak čerpadla je zredukovaný a je na něm osazena zpětná klapka a uzavírací nožové šoupátko. Výtlačné potrubí je potom zaústěno pod strop do kolektoru v prostoru biologické linky, kde je napojeno na společný výtlak. Společný výtlak primárního a směsného kalu je osazen indukčním průtokoměrem a je pak zaveden do objektu homogenizační nádrže s možností čerpání přímo do VN.

Řízení směru čerpání je nastavitelné z řídícího systému, navolením cesty se otevřou do příslušné polohy nožová šoupátka s elektropohony. Periodické odpouštění primárního kalu z UN1 a UN2 je možné nastavit z řídícího systému. Automatika čerpání kalů je řešena z rozvaděče pro monoblok a pro plynové a kalové hospodářství s přenosem datových hodnot a signalizací chodu a poruchy na dispečink.

Druhé čerpadlo primárního kalu slouží k dopravě kalu do nové homogenizační nádrže pro předzahuštění kalu.

50

Sání čerpadla je napojeno potrubím s uzavíracím nožovým šoupátkem ke dnu kalové jímky. Výtlak čerpadla je zredukovaný a je na něm osazena zpětná klapka a uzavírací nožové šoupátko. Výtlačné potrubí je potom zaústěno pod strop do kolektoru v prostoru biologické linky, kde je napojeno na společný výtlak. Společný výtlak primárního a směsného kalu je osazen indukčním průtokoměrem a je pak zaveden do objektu homogenizační nádrže s možností čerpání přímo do VN. Čerpání směsného kalu nebo primárního kalu z kalové jímky do homogenizační nádrže a způsob ovládání kalových čerpadel je v závislosti na výšce hladiny v homogenizační nádrži. Automatika čerpání kalů je řešena z rozvaděče pro monoblok a pro plynové a kalové hospodářství s přenosem datových hodnot a signalizací chodu a poruchy na dispečink. ad c) Kalová jímka přebytečného sekundárního kalu Pro možnost akumulace samostatného přebytečného kalu z DN1 a DN2, je v podzemním kolektoru zřízena pro každý dosazovák samostatná nerezová nádrž. Do nádrže je kontinuálně gravitačně přiváděný sekundární přebytečný kal ze žlabu vratného a přebytečného kalu z dosazovacích nádrží. Přívodní potrubí je uzavíratelně ručním nožovým šoupátkem. Přívod přebytečného kalu je zajištěn ze žlabu přebytečného a vratného kalu novým gravitačním potrubím. Nádrž je vybavena odvzdušněním do žlabu plovoucích nečistot na konci dosazovací nádrže, odbočka je uzavíratelná ručním šoupátkem. Čerpání z jímky přebytečného sekundárního kalu do objektu nové homogenizační nádrže je pomocí dvojice kalových čerpadel. Sání čerpadla je napojeno potrubím s uzavíracím šoupátkem na potrubí vyúsťující ze dna nádrže přebytečného kalu, pomocí ručního nožového šoupátka je možné propojení nádrží přebytečného a primárního kalu. Výtlak čerpadel přebytečného kalu je zredukovaný a je na něm osazena zpětná klapka a uzavírací nožové šoupátko. Výtlačné potrubí obou čerpadel je potom zaústěno pod strop kolektoru v prostoru biologické linky, kde je napojeno na společný výtlak. Pomocí ručního přestavení nožových šoupátek je možné provádět odběr přebytečného kalu čerpáním do žlabu plovoucích nečistot v dosazovací nádrži a tím do vstupní čerpací stanice ČOV.

51

Čerpání přebytečného kalu z kalové jímky do homogenizační nádrže a způsob ovládání kalových čerpadel je v závislosti na výšce hladiny homogenizační nádrže a blokování proti chodu čerpadel nasucho je zajištěno hlídáním minimální hladiny v nádrži přebytečného kalu. Automatika čerpání kalů je řešena z rozvaděče pro monoblok a pro plynové a kalové hospodářství s přenosem datových hodnot a signalizací chodu a poruchy na dispečink.

3.2.4 Selektory SE1 a SE2, Regenerace kalu RK1 a RK2 Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV: a)

Selektory SE1 a SE2 (linka a, b) (SE)

b)

Regenerace kalu RK1 a RK2 (linka a, b) (RK)

ad a) Selektory SE1 a SE2

Obr. 12: Prázdná denitrifikační nádrž

Z původních aktivačních nádrží byly odstraněny lávky a plošiny s osazenými aeračními turbínami. Zároveň byl demontovaný jemnobublinný aerační systém ACON s částí nerezového vzduchového potrubí, který je nově použitý pro regeneraci kalu. Ta vznikla předělením části původní aktivace dělící příčkou s horní přelivnou hranou. Ze současné dvojice aktivačních nádrží byl vytvořen prostor nádrže míchaného anoxického selektoru. 52

Do nádrže SE1 a SE2 přitéká : •

Odpadní odsazená voda z usazovací nádrže UN1 a UN2 přívodním žlabem

•

Vnitřní recirkulace z AN1 a AN2, dvěmi samostatnými potrubími z regulačních šachet

Pro zajištění míchání vody v selektoru tak, aby rychlost proudění neklesla pod 0,3 m/s, je na nových lávkách přes nádrže v každé osazena dvojice pomaloběžných hyperboloidních míchadel, pro míchání odpadní vody v anoxickém selektoru. Systém míchadla je pomocí nerezových kotev a konzoly připevněný k betonové lávce nad nádrží.

Ovládání chodu míchadla je ruční v nepřetržitém provozu s možností provozu v časové automatice, se signalizací chodu a poruchy na velín.

Odpadní voda z denitrifikačního anoxického selektoru SE1 a SE2 je čerpaná ponorným čerpadlem výtlačným potrubím do dvojice oxických směšovacích jemnobublinných aktivací AN1 a AN2 (linka a, b).

Ovládání čerpadla je ruční nebo automatické od hladinové ultrazvukové sondy instalované v nádržích SE1 a SE2. Čerpadlo je doplněné řízením otáček frekvenčním měničem pro změnu výkonu. Signalizace pracovní frekvence, chodu a poruchy čerpadel je zavedena na dispečink ČOV.

53

ad b) Regenerace kalu RK1 a RK2

Obr. 13: Prázdná regenerační nádrž

Do nádrží regenerace kalu byl osazen jemnobublinný aerační systém ACON s nerezovým vzduchovým potrubím. Nádrž regenerace kalu vznikla předělením části původní aktivace dělící příčkou s horní přelivnou hranou. Z původní části dvojice aktivačních nádrží byl vytvořen oddělený prostor pro nádrže regenerace kalu RK1 a RK2. Do nádrže RK1 a RK2 přívodním žlabem s rozdělovacími otvory přitéká vratný kal z dosazovací nádrže DN1 a DN2 v celkovém množství Q1 + Q2 = 55 l/s + 55 l/s. Výkon čerpadel vratného kalu je regulovatelný, mezní hodnoty průtoku je možné nastavit na rozvaděči mostu DN. Z přívodního žlabu vratného kalu je provedena odbočka spodem pro odběr přebytečného kalu. Potrubí přebytečného kalu je dále vedeno do kolektoru v záhlaví usazovací nádrže kde je umístěna akumulační nádrž a čerpadla přebytečného kalu. Přívod přebytečného kalu do akumulační nádrže je při běžném provozu trvale otevřen. V nádržích pro regeneraci kalu je využit původní jemnobublinný aerační sytém typu ACON ve víceřadém uspořádání. V jedné nádrži je osazeno 18 ks provzdušňovacích roštů. Zdrojem vzduchu pro aerační systém regenerace kalu je dvojice dmychadlových agregátů, které jsou osazené v prostoru nové dmychárny.

54

Ovládání dmychadel je ruční nebo automatické z počítače ve velínu od kyslíkových sond instalovaných v nádržích regenerace kalu. Při poruše se v automatickém záskoku otevře elektroklapka propojující výtlaky do obou regenerací a úbytek kyslíku v nádržích zvýší výkon provozního dmychadla, které tak bude zásobovat obě nádrže RK1 a RK2. Signalizace chodu a poruchy dmychadel je zavedena na velín, rovněž i množství kyslíku a hodnoty redox-potenciálu v nádržích naměřené sondou. Regenerovaný kal z RK1 a RK2 odtéká přes přelivnou dělící stěnu nádrže do anoxického selektoru.

3.2.5 Nová aktivace, dmychárna Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV:

a)

aktivační nádrže (linky a, b)

b)

dmychárna

c)

regulační šachty pro linky a, b

ad. a) Aktivační nádrže (linky a, b)

Obr. 15: Provzdušňovaná aktivační nádrž

Obr. 14: Aktivační nádrž

55

Směšovací aktivaci (linek a, b) tvoří dvojice nových aktivačních nádrží. V nových nádržích jsou vytvořeny směšovací oxické jemnobublinné aktivace s úplnou nitrifikací. Aktivační nádrže jsou vystrojeny jemnobubliným aeračním systémem typu ACON pro provzdušňování obsahu nádrže. Sestava jemnobublinného provzdušňovacího systému osazená na dno nádrže (linky a, b) pro směšovací oxickou aktivační nádrž se skládá z provzdušňovacích roštů instalovaných na plastových roštech po celé ploše dna obdélníkové aktivační nádrže. Provzdušňovací systém se skládá z trubních plastových rozvodů po dně nádrže, nerezových kotevních prvků do dna nádrže pro přesné nastavení nosných trubek a roštů, přívodních potrubí vzduchu a uzavíracích armatur, k napojení na rozvodné potrubí vzduchu z nově vybudované dmychárny.

V nádržích (linky a, b) jsou osazeny provzdušňovací rošty, každý je osazený čtyřmi provzdušňovacími hadicemi. Každý rošt je vybaven samostatnou přívodní rourou, která je zakončená nad horním okrajem nádrže kulovým kohoutem a šroubením s připojením na rozvod vzduchu po hraně nádrže. Napájení aeračního systému (linky a, b) vzduchem je prováděno z nové dmychárny nerezovým potrubím na horní hraně nádrží, kde jsou z něho vysazené odbočky pro napojení aeračních roštů osazenými uzávěry. Hlavní rozvodné potrubí je uloženo na pozinkovaných konzolách připevněných do stěn a podlah nádrží. Dodávku vzduchu pro jemnobublinnou aeraci zajišťují nově osazené dmychadlové agregáty v nové dmychárně (viz dále), kde dvě dmychadla jsou v provozu a třetí tvoří osazenou 50 %-ní rezervu. Součástí automatického záskoku dmychadel jsou dvě klapky s elektropohonem pro otevírání rozvodu vzduchu rezervního dmychadla.

Řízení množství kyslíku v nádržích je od kyslíkové sondy regulací změny otáček agregátu dmychadla pomocí frekvenčního měniče v rozsahu 25-50 Hz.

56

Nátok do nových aktivačních nádrží zajišťují ponorná čerpadla umístěná v selektoru. Výtlak čerpadel je zaveden do rozdělovacího nerezového žlabu v záhlaví každé AN, žlab je vybaven rovnou přelivnou hranou v celé délce žlabu. Aktivovaná směs do dosazovacích nádrží je na konci AN odebírána ode dna nádrže pomocí dvojice nerezových odtokových usměrňovačů s přelivnou hranou. Odtok do dosazovací nádrže je uzaviratelný ručním nerezovým stavítkem ovládáným ze zpevněné plochy u aktivační nádrže.

Přelivné hrany na přítoku a odtoku AN zamezí samovolné vyprázdnění.

Na konci aktivační nádrže je osazeno odběrné potrubí interní recirkulace ukončené vstupním konusem zanořeným pod hladinu aktivační nádrže. Nad tímto odběrným konusem je provedeno zaústění potrubí dávkování síranu železitého. Potrubí interní recirkulace je zavedené do regulační a měrné šachty (linky a, b). Množství recirkulovaného kalu je nastavitelné v rozsahu 0-200 l/s.

ad d) Dmychárna V novém objektu aeračních nádrží je v podzemí zřízena dmychárna. V ní jsou osazena tři dmychadla pro aktivační nádrže (linky a, b) a dvě stávající upravená dmychadla pro regeneraci kalu v nádržích regenerace (linky a, b).

Řízení množství kyslíku v aktivační nádrži je od kyslíkové sondy, regulací změny otáček agregátu dmychadla pomocí frekvenčního měniče. Ovládání dmychadel je ruční, nebo automatické z počítače ve velínu od kyslíkových sond instalovaných v nádržích oxické aktivace (linky a, b). Součástí automatického záskoku dmychadel jsou dvě klapky s elektropohonem pro otevírání rozvodu vzduchu rezervního dmychadla.

Ovládání dmychadel pro regeneraci kalu je ruční, nebo automatické z počítače ve velínu od kyslíkových sond instalovaných v nádržích regenerace kalu. Stávající dmychadlový agregát typu je doplněný o nový elektromotor 30 kW vhodný pro řízení otáček frekvenčním měničem pro změnu výkonu. Při poruše jednoho z dmy57

chadel v automatickém záskoku otevře klapka s elektropohonem na propojení výtlaků a úbytek kyslíku v nádržích zvýší pracovní frekvenci měniče funkčního dmychadla, které v režimu záskoku bude zásobovat obě nádrže regenerace kalu. Signalizace chodu a poruchy dmychadel je zavedena na velín, rovněž i množství kyslíku. ad c) Regulační šachta RŠ1 a RŠ2 Pro zajištění vnitřní recirkulace z AN do denitrifikační anoxické zóny selektoru je aktivační směs z AN gravitačně odpouštěna v množství Q = 100 l/s, s možností regulace v rozsahu Q = 0-200 l/s. Pro regulaci průtoku je zřízena regulační šachta RŠ1 a RŠ2, ve které je osazený indukční průtokoměr a regulační nožové šoupátko s elektropohonem.

Na přítokovém potrubí v regulační šachtě je osazené ruční šoupátko, za ním se potrubí redukuje, zde je osazeno čidlo indukční průtokoměr, dále regulační nožové šoupátko s elektropohonem a na výstupu ze šachty je potrubí osazeno uzavíracím nožovým šoupátkem. Pro vypouštěné potrubí v regulační šachtě je na spodní hraně osazen ruční kulový uzávěr - vypouštění je zavedeno do jímky prosáklé vody.

Za průtokoměrem na přítokovém potrubí do anoxického selektoru SE je osazeno regulační šoupátko s elektropohonem.

Za regulační klapkou je potrubí zredukované a je na něm osazené ruční šoupátko. Potrubí z regulační šachty je zaústěné do anoxického selektoru k nátoku odpadní vody z UN.

58

Materiál potrubí, uložení potrubí a protikorozní ochrana Pro zajištění dlouhé životnosti a spolehlivosti technologického zařízení v těžkém provozu ČOV jsou navrženy trouby a tvarovky z tenkostěnné nerezové oceli. Potrubí menších profilů je z plastu. Vzhledem k tomu, že zařízení objektů je z korozivzdorného materiálu, nejsou nutné nátěry. Jsou provedeny pouze opravy továrních nátěrů u dodaného technologického zařízení. Potrubí v objektu je uloženo na pozinkovaných konzolách připevněných do stěn a podlah pomocí ocelových kotev do betonu. Spoje potrubí z nerezové oceli jsou buď svařované nebo řešené nerezovým přírubovým spojem.

3.2.6 Chemické srážení fosforu Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV

a) zásobní nádrže se síranem železitým b) čerpací stanice dávkování

ad a) Zásobní nádrže se síranem železitým

Obr. 16: Zásobní nádrž se síranem železitým

59

Pro možnost chemického srážení fosforu v odpadní vodě, je do aktivační směsi dávkovaný roztok Fe2(SO4)3. U dmýchárny mezi aktivačními nádržemi je v betonové vaně osazena dvojice zásobních plastových nádrží. Ležaté válcové nádrže jsou uloženy podél sebe. Nádrže jsou instalované na betonových sedlech nade dnem záchytné vany.

Každá nádrž je vystrojená kontrolním vlezem v jejich horní části a spodním hrdlem pro propojení obou nádrží a pro napojení sání dávkovacího čerpadla. V čele nádrže je umístěn stavoznak pro sledování výšky naplnění nádrže.

ad b) Čerpací stanice dávkování U každé nádrže je v samostatné skříni osazeno dávkovací čerpadlo pro dávkování roztoku síranu. Jedná se o membránové dávkovací čerpadlo.

Ovládání dávkovacích čerpadel je možné ruční a automatické. Signalizace chodu a poruchy je zavedená na velín.

3.2.7 Dosazovací nádrže DN1 a DN2 Technologické zařízení tohoto provozního souboru je na stávající ČOV obsaženo v následujících objektech:

Obr. 17: Dosazovací nádrž

60

Dosazovací nádrže DN1 a DN2 Zpracovaná aktivační směs odtéká potrubím z AN1 a AN2 do stávající podélné dosazovací nádrže DN1 a DN2. Oproti zadání byla zvýšena hloubka vody v dosazovací nádrži z důvodu vyššího založení nových aktivačních nádrží. Nátok aktivační směsi do DN je rozdělen na tři vstupní potrubí, na každém vtoku je osazen vtokový kus skládající se z kotevní desky, kolena a výtokového kónusu. Zaškrcení potrubím přispěje k rovnoměrné distribuci směsi do profilu podélné DN. Výtok směsi je usměrněn kolenem nahoru proti hladině ve flokulačním prostoru kde působí proti tvorbě pěny. Flokulační prostor je navržen na standardní doby zdržení pro návrhové a havarijní průtoky. Výtok z flokulačního prostoru je proveden do prostoru nad „zahušťovací zónu“ v DN. Po opuštění výtokové štěrbiny se mění směr toku na vzestupný, přičemž dochází k intenzivnímu oddělování aktivovaného kalu. Odčerpávání usazeného kalu zajišťuje pojezdový most s instalovanými čerpadly.

Vyčištěná OV je odebírána zanořeným děrovaným potrubím s odstupňovaným průměrem. Sběrná potrubí jsou zaústěna do sběrného žlabu s osazenými rovnými přelivnými hranami a napojeným novým nerezovým potrubím vyčištěné vody. Na konci DN je osazen nový žlab plovoucích nečistot elektricky sklápěný s možností ručního a automatického sklápění v závislosti na poloze pojezdového mostu DN. Odvod plovoucích nečistot a případného přebytečného kalu ze žlabu je zaveden do vnitřní kanalizace ČOV.

Na technologickém zařízení stávající dvojice dosazovacích nádrží jsou nově provedeny následující úpravy15: •

generální oprava a repase původního pojezdového mostu; nový pojezd mostu po ozubené kolejnici, instalovaný na stávajícím pojezdovém mostu DN nový podvozkový rám pro kolo volné a kolo s náhonem, včetně převodovky s elektropohonem

15

Text psaný kurzívou znázorňuje úpravy provedené při rekonstrukci ČOV Chrudim

61

•

generální oprava a repase původního kolejiště, repase pojezdové kolejnice mostu v DN; v provedení s ozubenou hranou; příslušenství s kolejištěm a kotevními prvky

•

nová elektroinstalace včetně technolog. rozvaděče na mostu se signalizací sdružené poruchy a chodu do velínu, pro přívod el. energie a signalizaci je použita nová kabelová trolej

•

odsávací zařízení kalu ze dna nádrže do kalového žlabu na pojezdovém mostu je provedeno z nerezové oceli na každý most je nově osazeno

•

vystrojení nádrže - nátok OV, odtok vyčištěné vody, plovoucích nečistot, přebytečný kal; nátok OV speciálními vtokovými kusy do uzavřené flokulační zóny s usměrněným výtokem do prostoru DN vše v provedení nerezové oceli; odběr vyčištěné vody zanořeným děrovaným potrubím včetně sběrného přelivného žlabu na konci nádrže vše v provedení nerezové oceli; odběr plovoucích nečistot elektricky naklápěným žlabem s vazbou na pohyb pojezdového mostu, odtok napojením na nové potrubí vše v provedení nerezové oceli; odběr přebytečného kalu potrubím ze žlabu vratného kalu, řízení velikost odběru čerpadlem s možností přepouštění do nátoku na ČOV vše v provedení nerezové oceli Ovládání chodu pojezdu mostů DN1 a DN2 je ruční v nepřetržitém provozu,

se signalizací chodu a poruchy na velín. Tam je rovněž přenášena sdružená signalizace chodu a poruchy ponorných čerpadel na mostu pro odsávání kalu ze dna nádrží. Odčerpaný kal ze dna nádrží je potrubím čerpán do žlabu pro recirkulaci vratného kalu. Na výtlačném kalovém potrubí jsou u čerpadel osazené zpětné klapky a ruční uzávěry. Plovoucí nečistoty z hladiny DN jsou odpouštěné do kanalizace zpět před ČOV. Do potrubí odtahu plovoucích nečistot je zaústěna odbočka z horní části nádrže přebytečného kalu v kolektoru. Při přerušení čerpání do homogenizační nádrže, kal z nádrže začne přetékat přes odtah plovoucích nečistot zpět na přítok ČOV.

62

3.2.8 Zahuštění kalů, ČS kalu a homogenizační nádrž Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající čistírně odpadních vod

a) Homogenizační nádrž kalu (HN) b) Zahuštění kalu (ZZ)

ad a) Homogenizační nádrž kalu (HN) Pro zajištění homogenizace buď směsného nebo přebytečného kalu je zřízena nová nádrž jako součást nového objektu, do této nádrže jsou čerpány kaly z kalových jímek v kolektoru usazovacích nádrží. Objekt homogenizace se skládá jednak z jímky pro kaly z ČOV a jednak ze samostatné jímky pro dovezené kaly, součástí objektu je dále suchá armaturní komora s čerpadly armaturami a propojovacím potrubím.

a1) Homogenizační nádrž kalu V prostoru mezi lapákem písku a strojovnou kalového hospodářství na ČOV je vybudovaná železobetonová podzemní nádrž homogenizace kalů. Hladina kalu v jímce je měřená ultrazvukovým snímačem a přenášena na velín. Přívodní potrubí kalů je na vstupu osazeno elektrošoupátky, které umožní čerpat kaly do HN nebo přímo na VN. Čerpání zhomogenizovaného kalu k zahuštění na rotačním odvodňovacím zařízení zajišťuje dvojice kalových vřetenových čerpadel 1 ks stávající, 1 ks nové čerpadlo typu.

Jedno čerpadlo je v provozu, druhé tvoří rezervu, případně čerpá dle potřeby kal z jímky dovezených kalů do VN – v tomto případě je nutné ručně přestavit armatury na výtlaku čerpadla a zajistit otevření čerpací trasy do VN. Společné výtlačné potrubí je z armaturní komory HN zaústěno do objektu zahuštění kalu. Z výtlaku je vysazena odbočka s uzávěry, napojená v přízemí strojovny čerpací stanice do odběru již zahuštěného kalu, jako možný obtok zahušťovače kalu – přímý směr do VN.

63

Ovládání čerpadel je ruční z místa nebo dálkové z objektu odvodnění kalů, se signalizací chodu a poruchy na dispečink ČOV. Blokování čerpadla proti chodu na sucho je od min. hladiny v čerpací jímce, pomocí ultrazvukového snímače hladiny. Sací potrubí čerpadel umožňuje čerpání jak z jedné tak z druhé jímky, přepínání jímek je řešeno nožovými šoupátky s elektropohonem. Sací potrubí každého čerpadla je zavedeno ke dnu do kalových prohlubní. Výtlaky čerpadel jsou zapojené do společného potrubí zaústěného do objektu odvodnění kalů s možností čerpání přímo do VN. Pro míchání obsahu homogenizační jímky je v ní osazeno ponorné vrtulové míchadlo, které je zavěšené na otočném montážním systému, který je zakotven do vrchu betonové boční stěny nádrže na konzole. Ovládání míchadla je ruční nebo automatické od nastavitelné časové základny. Signalizace chodu a poruchy míchadla je zavedená na velín.

a2) Nádrž dovezeného kalu Pro kaly dovezené na ČOV je vedle homogenizační nádrže zřízena nová jímka. Na přítoku do svozové jímky pro žumpy a jiné kaly a surové vody je osazený hrubý česlicový koš pro zamezení vniknutí větších nečistot do jímky a ucpání vřetenového čerpadla. Hladina kalu v jímce je měřená ultrazvukovým snímačem a přenášena na velín. Odběrné potrubí kalů z jímky je ve strojovně čerpací stanice propojeno se sousední homogenizační nádrží a je napojeno na sací hrdla osazených vřetenových čerpadel. Čerpání dovezeného kalu tak je možné k zahuštění rotačním zahušťovači nebo přímo na VN. Pro míchání obsahu jímky dovezených kalů je v ní osazeno míchadlo, které je zavěšené na otočném montážním systému, který je zakotven do vrchu betonové boční stěny nádrže na konzole. Ovládání míchadla je ruční nebo automatické od nastavitelné časové základy. Signalizace chodu a poruchy míchadla je zavedená na velín.

64

ad b) Zahuštění kalu Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV

b1) Objekt zahuštění kalu na rotačním zahušťovacím zařízení Směsný kal případně přebytečný sekundární kal z homogenizační nádrže o využitelném obsahu je ze strojovny čerpací stanice homogenizační nádrže přečerpávaný do objektu odvodnění kalu na rotačním zahušťovací zařízení, které umožňuje snížit vodnatost směsného kalu nebo přebytečného kalu z DN. Na ocelové plošině v objektu zahuštění a odvodnění kalu je osazena zahušťovací linka. Kal je na zahušťovací linku dopravovaný vřetenovým čerpadlem s dálkovou regulací množství, pomocí frekvenčního měniče, v závislosti na výkonu linky a kvalitě kalu. Ovládání čerpadel je ruční nebo automatické od řídícího rozvaděče zahušťovací linky. Spouštění celé linky pro zahušťování směsných, příp. přebytečných kalů z DN je ruční. Další chod celé odvodňovací linky je plně automatický a je řízený programem uloženým v technologickém rozvaděči. V rozvaděči jsou vývody pro napojení na počítač. Obsluha linky má možnost sledovat výkon linky okamžitý tj. v procentech výkonu linky a objemový v m3, na základě signalizace z indukčního průtokoměru kalu. Signalizace chodu a poruchy je zavedena jednak do strojovny odvodnění a zahuštění kalu a jednak do dispečinku ČOV. Výtlak čerpadel směsného kalu je zavedený na přívodní hrdlo rotačního zahušťovače. Ze zahušťovače odtéká zahuštěný kal do nové plastové jímky a samostatným potrubím odtéká odsazená voda (fugát). Hladina kalu v jímce je měřena ultrazvukovým snímačem a přenášena na velín.

Fugát s oplachovou vodou odtéká do společného odpadního potrubí a následně do vnitřní kanalizace ČOV.

65

b2) Čerpací stanice zahuštěného kalu na vyhnívací nádrž Pro čerpání z jímky zahuštěného kalu od zahušťovače do vyhnívací nádrže je v podzemní strojovně vedle čerpací jímky osazena trojice vřetenových čerpadel

Čerpání zahuštěného kalu do VN z akumulační nádrže pod rotačním zahušťovacím zařízením zajišťuje dvojice kalových vřetenových čerpadel.

Stávající čerpadlo je v provozu, druhé (nové) je využíváno pro čerpání vyhnilého kalu na odvodňovací odstředivku a tvoří rezervu. Čerpadla jsou osazeny v armaturním prostoru v budově zahuštění a odvodnění kalu. Výtlaky čerpadel jsou osazeny armaturami tak, aby bylo možné čerpat při poruše jak na odvodnění, tak do VN. Výtlačné potrubí čerpadel je osazené zpětnou klapkou a uzávěrem. Ovládání čerpadel je ruční nebo automatické od hladiny v čerpací jímce zahuštěného kalu pomocí ultrazvukového snímače hladiny. Od něho budou rovněž čerpadla blokována proti chodu na sucho.

3.2.9 Úpravy kalového hospodářství, VN a USN Vyhnívací nádrž (VN)

Obr. 18: Vyhnívací nádrž

66

Původní strojní zařízení a vystrojení VN bylo kompletně demontováno. Bylo demontováno potrubí uvnitř vyhnívací nádrže, spojovací potrubí v kolektoru mezi vyhnívací nádrží a strojovnou a technologické vybavení strojovny VN. Přístup obsluhy na vrchol nádrže zůstal stávající, ocelovým schodištěm z výstupní věže. Využitelný objem vyhnívací nádrže je zhruba 1115 m3. Horní část vyhnívací nádrže je osazena novým ocelovým víkem. Vnitřní část nádrže je vybavena provozním potrubím, které zajistí všechny funkce, požadované provozem VN. Osazena jsou následující potrubí : •

pro přívod surového a ohřátého cirkulovaného kalu

•

pro odběr cirkulovaného kalu k ohřevu

•

pro odtah vyhnilého (stabilizovaného) kalu z VN do USN

•

havarijní přepad z VN (úprava stávajícího potrubí)

Obr. 19: Detail vyhnilého kalu

Nová potrubí uvnitř VN jsou ocelová, nerezová, jako uzavírací armatury jsou na kalových potrubích použita nožová šoupátka. Přípojky pro proplach potrubí jsou vybaveny kulovými kohouty a přípojkou pro hadici (tlaková voda).

67

Uskladňovací nádrž (USN)

Obr. 20: Uskladňovací nádrž

Původní vybavení uskladňovací nádrže bylo demontováno a nahrazeno novým. Přístup obsluhy na vrchol nádrže je stávající, z výstupní věže. Využitelný objem uskladňovací nádrže je zhruba 1270 m3. Vnitřní část nádrže je vybavena novým provozním potrubím, které zajistí všechny funkce, požadované provozem USN. Osazena jsou následující potrubí : •

pro přívod vyhnilého (stabilizovaného) kalu z VN

•

pro odběr kalové vody (ve třech výškových úrovních)

•

pro odběr homogenizovaného stabilizovaného kalu

•

potrubí havarijního přepadu

Nová potrubí uvnitř uskladňovací nádrže jsou ocelová, nerezová. Jako uzavírací armatury jsou na kalových potrubích použita nožová šoupátka. Přípojky pro odběr vzorků jsou vybaveny kulovými kohouty s přípojkou pro hadici. Pro vedení potrubí přes stěnu USN jsou využity stávající prostupové kusy. Pro vstup potrubí vyhnilého kalu z VN do USN je zhotoven nový prostup.

68

3.2.10 Popis potrubních větví Odběr kalové vody z USN Kalová voda, která se v USN separuje z vyhnilého kalu, je stahována třemi zónovými odběry, osazenými na hladinách. Výškový rozdíl 4,0 m mezi jednotlivými zónovými odběry odpovídá objemu 314 m3. Na každém z odběrných potrubí je osazeno ručně ovládané nožové šoupátko a šoupátko, ovládané motoricky. Jednotlivá odběrná potrubí se spojují do společného potrubí odtahu kalové vody, na kterém je namontován indukční průtokoměr. Tento průtokoměr měří množství kalové vody, odebírané z USN. Potrubí kalové vody je za indukčním průtokoměrem napojeno na potrubí bezpečnostního přepadu z uskladňovací nádrže. Bezpečnostní přepad z USN je zaveden do kanalizace ČOV.

Bezpečnostní přepad z USN Potrubí bezpečnostního přepadu z USN je ocelové. Uvnitř nádrže je potrubí z oceli. Pro prostup potrubí stěnou USN je použit stávající prostup. Potrubí v kolektoru mezi VN a USN je vedeno k místu napojení na stávající trasu odtahu kalové vody do kanalizace. Do potrubí bezpečnostního přepadu se v kolektoru napojuje společné potrubí odběru kalové vody.

Odběr kalu k odvodnění Vyhnilý kal k odvodnění je odebírán z uskladňovací nádrže potrubím ode dna nádrže. Na potrubí jsou osazena nožová šoupátka (ruční i elektro). Mezi těmito armaturami je na potrubí zhotovena odbočka pro proplach potrubí tlakovou vodou. Za tímto šoupátkem se obě odběrné potrubí z USN a odběrné potrubí z VN spojují do společné trasy. Na společném odběrném potrubí je osazeno nožové, pneumaticky ovládané šoupátko.

69

Pneumaticky ovládané šoupátko automaticky uzavírá odběru kalu z USN, v případě výpadku v dodávce elektrické energie. Uzavření šoupátka v tomto případě brání nekontrolovanému poklesu hladiny v USN. Potrubí odběru kalu k odvodnění se v prostoru kolektoru mezi VN a USN napojuje na stávající trasu. Tlakový vzduch pro ovládání pneumatického pohonu šoupátka je zajišťován automatickou kompresorovou stanicí.

3.2.11 Lisovna kalů Technologické zařízení tohoto provozního souboru je obsaženo v následujících objektech na stávající ČOV :

a) Čerpací stanice vyhnilého kalu na odstředivku (ČS) b) Zařízení strojního odvodnění kalu (OK)

ad a) Čerpací stanice vyhnilého kalu na odstředivku (ČS) Homogenizovaný vyhnilý kal je odvodňovaný na lince pro odvodňování aerobně stabilizovaných – vyhnilých městských pro odvodňování homogenizovaného směsného anaerobně vyhnilého kalu. Pro zajištění požadovaného výkonu lisu a kvality odvodněného kalu se před přívod kalu do odstředivky dávkuje organický flokulant v předpokládaném množství cca 2,5 kg flokulantu na 1 t sušiny kalu. Vyhnilý kal z USN v denním množství je do budovy lisovny ke zpracování přiváděný potrubím samospádem. Pro čerpání kalu na odstředivku je navržena dvojice kalových vřetenových čerpadel 1 ks nové čerpadlo a 1 ks stávající (záložní).

Ovládání čerpadla je ruční nebo automatické při spuštění linky pro odvodňování aerobně stabilizovaných – vyhnilých městských kalů z USN. Čerpadlo je rovněž blokované proti chodu na sucho, od hladiny v uskladňovací nádrži vyhnilého kalu, pomocí ultrazvukového snímače hladiny.

70

Signalizace chodu a poruchy čerpadla je signalizována do rozvaděče v lisovně a na velín.

Čerpadla jsou osazena v armaturním prostoru u akumulační nádrže zahuštěného kalu pod zahušťovačem v objektu odvodnění kalu. Výtlak čerpadla je osazený armaturami tak, aby bylo možné čerpat při poruše jak na odstředivku, tak do výtlaku druhého čerpadla zahuštěného kalu do VN. Výtlačné potrubí čerpadel je osazené zpětnou klapkou a uzávěrem.

Čerpadlo vyhnilého kalu na odstředivku je opatřeno frekvenčním měničem, umožňujícím proměnnou regulaci otáček čerpadla a tím i proměnnou velikost množství čerpaného kalu do odstředivky za chodu linky. Potrubím se kal dopravuje do odvodňovacího zařízení na ocelové plošině. Na výtlaku z čerpadla je u odstředivky osazený indukční průtokoměr pro měření okamžitého průtoku s možnou regulací a nasčítaného množství odvodněného kalu. ad b) Zařízení strojního odvodnění kalu (OK) Odvodňovací linku vyhnilého kalu tvoří toto zařízení : •

dekantační odstředivka pro odvodňování homogenizovaného směsného anaerobně vyhnilého kalu s přídavkem vhodného typu flokulantu

Před zaústěním kalu do odstředivky je do přívodního potrubí kalu napojeno potrubí dávkovacího čerpadla polyelektrolytu. Směs kalu a polyelektrolytu natéká do vstupního hrdla odstředivky a na konci vypadává vylisovaný koláč do násypky s překlopným hradidlem. To umožní ručně nastavit vypadávání odvodněného kalu buď přímo do kontejneru pod odstředivkou nebo na pásový dopravník s reverzací chodu. Jeden konec dopravníku je v objektu odvodnění kalu nad kontejnerem a druhý konec prochází stěnou haly ven, kde je v případě potřeby připravený třetí kontejner. Dopravník je osazený na závěsech pod ocelovou plošinou odstředivky.

71

Obsluha nasype odvážené množství flokulantu do násypky a spustí automatickou přípravu roztoku. Hotový roztok je dopravovaný dávkovacím čerpadlem, přes směšovač s ředící vodou, do kalového potrubí napojeného před dekantační odstředivku. Fugát s oplachovou vodou odtéká sběrným potrubím do vnitřní kanalizace a dále zpět na přítok ČOV.

Spouštění celé linky pro odvodňování aerobně stabilizovaných - vyhnilých městských kalů je ruční. Další chod celé odvodňovací linky je plně automatický a je řízený programem uloženým v technologickém rozvaděči. V rozvaděči jsou vývody pro napojení na PC. Obsluha linky má možnost sledovat výkon linky okamžitý, tj. v % výkonu a objemový v jednotkách m3, na základě signalizace z indukčního průtokoměru kalu.

Voda pro oplach odstředivky a ředící vody flokulantu je přivedena novým rozvodem tlakové provozní vody. Výtlak provozní vody je zavedený do haly odvodnění kalů, kde se napojí na jednotlivá zařízení. Výtlačné potrubí provozní vody je zaústěno jednak k odstředivce, jednak k nádrži pro přípravu polyelektrolytu a dále po objektu odvodnění kalu pro oplach technologického zařízení. Do objektu je zavedena vodovodní přípojka pitné vody pro variantní napojení přípravy flokulantu.

3.2.12 Rekonstrukce plynojemu a strojovny plynojemu Plynojem

Obr. 21: Plynojem

72

Technologická dodávka tohoto provozního souboru začíná připojovacím potrubím u jímače bioplynu na víku VN. Zahrnuje propojovací plynové potrubí mezi VN a strojovnou plynojemu (nadzemní vedení). Nová plynová potrubí jsou ocelová, nerezová, jako uzavírací armatury jsou na plynových potrubích použity uzavírací klapky v provedení bez přírub. Přípojky pro odběry vzorků a odvětrání jsou vybaveny ručními kulovými kohouty s příslušným atestem (provedení pro plyn). Potrubí provozní vody je vybaveno kulovými kohouty.

3.2.13 Popis jednotlivých potrubních větví: Potrubí bioplynu z VN do plynojemu Tato větev začíná napojením potrubí DN 150 na jímač bioplynu, instalovaný na víku VN. Bezprostředně u jímače bioplynu je na potrubí osazena ručně ovládaná uzavírací klapka, přípojka pro odběr vzorků a přípojka pro odvětrání. Potrubí pokračuje po vrchlíku VN a svisle dolů podél stěny nádrže. Poté přechází na stěnu budovy plynového hospodářství, po níž pokračuje směrem k plynojemu. Potrubí je v celé délce tepelně izolováno a spádováno směrem do strojovny plynojemu. Do strojovny plynojemu vstupuje potrubí pod úrovní terénu prostupem, který je vybaven chráničkou ve smyslu příslušné normy. Za stěnou strojovny je na potrubí osazena ručně ovládaná uzavírací klapka, za níž následuje kapalinový uzávěr úhlový. Tento uzávěr slouží současně pro zachytávání kondenzátu z procházejícího bioplynu. Za uzávěrem je osazena ručně ovládaná uzavírací klapka. Na přívodním potrubí je osazeno měření tlaku bioplynu a čidlo měřícího okruhu. Potrubí dále pokračuje prostupem přes stěnu (chránička) a základem nového plynojemu do místa napojení na vnitřní membránu plynojemu. Na přívodní potrubí je v prostoru mezi strojovnou plynojemu a vlastním plynojemem zhotovena odbočka pro napojení kapalinové pojistky.

73

Odběr z plynojemu Odběrné potrubí je napojeno na vnitřní membránu pomocí příruby a redukce. Je vedeno základem plynojemu souběžně s přívodním potrubím a přes chráničku vstupuje do strojovny plynojemu. V prostoru strojovny je na potrubí osazena ručně ovládaná uzavírací klapka, za níž následuje úhlový kapalinový uzávěr. Za kapalinovým uzávěrem je osazena uzavírací klapka s motorickým ovládáním. Ovládání klapky je odvozeno od stavu naplnění plynojemu.

Za touto klapkou se odběrné potrubí rozděluje do dvou větví: a) bioplyn do kotelny a kogenerace b) bioplyn k hořáku zbytkového bioplynu

ad a) Bioplyn do kotelny a kogenerace Na větvi odběru bioplynu do kotelny a kogenerace je osazena ručně ovládaná uzavírací klapka, za níž je potrubí redukováno. Na tomto potrubí je osazen filtr a turbínový plynoměr. Za plynoměrem je potrubí redukováno zpět a je na něm namontována ručně ovládaná uzavírací klapka. Bioplyn do kotelny a kogenerace je možno vést i obtokem mimo plynoměr. Na obtokové větvi je ručně ovládaná uzavírací klapka. Na společné odběrné větvi je namontován lapač kapek, zachycující vodu, která kondenzuje z procházejícího bioplynu. Před a za lapačem kapek jsou osazeny ručně ovládané uzavírací klapky. Odběrné potrubí vystupuje ze strojovny pod terén a je vedeno do kotelny. Prostup potrubí stěnou je řešen pomocí chráničky.

74

ad b) Bioplyn k hořáku zbytkového bioplynu Na větvi odběru bioplynu k hořáku zbytkového bioplynu je osazena ručně ovládaná uzavírací klapka. Dále je na tomto potrubí je osazen filtr a turbínový plynoměr. Za plynoměrem je na potrubí namontována ručně ovládaná uzavírací klapka. Bioplyn k hořáku zbytkového bioplynu je možno vést i obtokem mimo plynoměr. Na obtokové větvi je ručně ovládaná uzavírací klapka. Na společné odběrné větvi je namontován lapač kapek, zachycující vodu, která kondenzuje z procházejícího bioplynu. Před a za lapačem kapek jsou osazeny ručně ovládané uzavírací klapky. Odběrné potrubí vystupuje ze strojovny pod terén a je vedeno k hořáku. Prostup potrubí stěnou je řešen pomocí chráničky. Před hořákem zbytkového bioplynu je na přívodním potrubí osazena ručně ovládaná uzavírací klapka, přípojka pro odběr vzorků a přípojka pro odvětrání potrubí. Provozní voda Do prostoru strojovny plynojemu je přivedeno potrubí provozní vody, která se používá pro zaplavení kapalinových uzávěrů na přívodu a odběru bioplynu z plynojemu. Voda je přiváděna do zásobníku potrubím, na kterém je osazen motoricky ovládaný ventil. Tento ventil v případě potřeby zajistí automatické doplnění vody do děleného zásobníku. Z každého oddělení zásobníku je provozní voda vedena samostatným potrubím k příslušnému kapalinovému uzávěru. Na odběrném potrubí je osazen ventil s elektropohonem s obtokovým potrubím. Na obtokovém potrubí je osazen kulový kohout s ručním ovládáním. Ruční ovládání kohoutů na obtocích je vyvedeno mimo objekt strojovny. Toto řešení umožní havarijní zaplavení kapalinových uzávěrů bez nutnosti vstupu obsluhy do strojovny plynojemu. Vypouštění provozní vody a kondenzátu z kapalinových uzávěrů a kapáků je řešeno jako automatické – pomocí solenoidových ventilů, ovládaných v závislosti na výšce hladiny vody v uzávěru nebo kapáku.

75

•

Kapalinový uzávěr na přívodu

YV 835

okruh LCA 833

•

Kapalinový uzávěr na odběru

YV 836

okruh LCA 834

•

Kapák na odběru do kotelny

YV 837

okruh LCA 835

•

Kapák na odběru k hořáku

YV 838

okruh LCA 836

Vypouštěcí potrubí uvedených zařízení je řešeno jako sifon, což brání případnému úniku bioplynu při vypouštění kondenzátu.

3.2.12 Odvod vody z ČOV do řeky Chrudimky: Finálním efektem je dosažení dobře vyčištěného a stabilně kvalitního odtoku z čistírny, tj. s nízkou koncentrací organického znečištění a suspendovaných látek. Do odtoku vody z čistírny přitéká voda z: •

vypínací komory

•

hrubých česlí

•

usazovací nádrže

•

dosazovací nádrže

Vyčištěná voda z čistírny odpadních vod Chrudim ústí do řeky Chrudimky přes Parschallův žlab s ultrazvukovou sondou, která slouží k měření objemu vyčištěné vody (naměřené hodnoty jsou přenášeny na velín).

Obr. 23: Výpustný objekt do recipientu

Obr. 22: Parschallův žlab s ultrazvukovou sondou

76

4. Vlastní výzkum – výsledky a diskuse V letech 2002-2006 jsem prováděla monitorování čistoty odpadních vod na přítoku a odtoku z čistírny odpadních vod Chrudim. Ke své práci jsem používala laboratorní program LABSYSTÉM 5.1/WIN, ze kterého jsem čerpala hodnoty pro své monitorování čistoty odpadních vod. Dále jsem vyhodnocovala účinnost ČOV Chrudim porovnáním přítoku a odtoku biologické čistírny odpadních vod Chrudim. Výsledky jsem zaznamenala do tabulek a grafů, které jsou uvedeny v kap.4.2 Získané výsledky, str.78

4.1 Postup práce Z naměřených hodnot z let 2002-2006 jsem provedla vyhodnocení v podobě tabulek a grafů. Sledovala jsem výsledky ukazatelů kvality odpadní vody, a to: BSK5, CHSK – Cr, NL, P, N – NH4+, N – anorg., Ncelk.. Do grafů jsem vynesla závislost účinnosti (%), na datu odběru vzorku.

Získané hodnoty např. BSK5 jsem vynesla do grafu tak, že např. lednové hodnoty z let 2002-2006 jsem seskupila k sobě. Tyto hodnoty jsem vynesla do sloupcového grafu, ze kterého jsou dobře patrné rozdíly účinností. Tímto způsobem jsem postupovala u dalších měsíců měření i s dalšími chemickými ukazateli kvality odpadní vody.

77

4.2 Získané výsledky Vysvětlivky k přehledu hodnot ukazatelů kvality vody: MIN

minimální hodnoty parametrů kvality vody

MAX AVG

maximální hodnoty parametrů kvality vody průměrné hodnoty parametrů kvality vody

BSK5 CHSK-Cr NL P N - NH4+ N - anorg. Ncelk.

biologická spotřeba kyslíku za 5 dnů chemická spotřeba kyslíku dichromanovou metodou nerozpuštěné látky fosfor amoniakální celkový dusík anorganický dusík celkový dusík

Poznámka: Veškeré údaje o množství jsou uvedeny v jednotkách mg/l.

Sledovala jsem přítok a odtok čistírny odpadních vod Chrudim. Z naměřených hodnot, jsem prováděla vyhodnocení účinnosti v podobě tabulek a grafů.

Účinnost: Značka: η Základní jednotka: % Výpočet:

P´…je koncentrace sledované látky na odtoku P….je koncentrace sledované látky na přítoku

78

Tab. 6: BSK5 79

75,0 V VI

95,0

90,0

85,0

80,0

I, II, III, … 80

VIII

Obr. 24: BSK5

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

DATUM ODBĚRU VZORKU

XI

5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

X

28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

IX

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

VII

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006 29.8.2006

100,0

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

IV

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

II

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I

6.2.2003 5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

ÚČINNOST (%)

BSK 5 XII

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100 1 01 102 1 03 104 105

Tab. 7: CHSK-Cr

81

60,0

I, II, III, … Obr. 25: CHSK-Cr

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

82

DATUM ODBĚRU VZORKU

X XI

5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

IX

28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

VIII

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

VII

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006 29.8.2006

VI

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

V

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

IV

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

II

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I

6.2.2003 5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

ÚČINNOST (%)

CHSK-Cr

100,0 XII

95,0

90,0

85,0

80,0

75,0

70,0

65,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656666676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100 101 102 1 03 104

Tab. 8: NL 83

55,0 I II

95,0

90,0

85,0

80,0

75,0

70,0

65,0

60,0 IV

I, II, III, … 84

VI VII

Obr. 26: NL

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

X XI

DATUM ODBĚRU VZORKU 28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006 5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

IX

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

VIII

5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006 29.8.2006

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

V

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

100,0

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 6.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

ÚČINNOST (%)

NL XII

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991001 01 102 1031 04 105

Tab. 9: P 85

ÚČINNOST (%)

II III

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I, II, III, …

86

Obr. 27: P

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

DATUM ODBĚRU VZORKU

X XI

5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

IX

28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

VIII

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

VII

5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

VI

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

V

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

IV

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

I

5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 -5,0 10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 6.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

P XII

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100 101 1 02

Tab. 10: N – NH4+ 87

-10,0 -20,0 -30,0

I, II, III, … Obr. 28: N – NH4+

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

88

DATUM ODBĚRU VZORKU

X XI

5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

IX

28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

VIII

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

VII

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006 29.8.2006

VI

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

V

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

IV

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

II

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I

5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 6.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

ÚČINNOST (%)

N-NH 4+

100,0 90,0 80,0 XII

70,0 60,0 50,0 40,0

30,0 20,0 10,0 0,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101 102 1031 04 105

Tab. 11: N – anorg. 89

ÚČINNOST (%) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 -10,0 -20,0 -30,0 -40,0 -50,0 -60,0 -70,0 IV

I, II, III, …

VII VIII IX

DATUM ODBĚRU VZORKU Obr. 29: N – anorg.

před rekonstrukcí rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

90

8.8.2002 21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006 29.8.2006 5.9.2002 26.9.2002 4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

XI

5.12.2002 18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

X

28.11.2002 20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

3.10.2002 17.10.2002 31.10.2002 16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

VI

10.7.2002 3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

V

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

3.5.2002 30.5.2002 7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

4.4.2002 17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

II

7.3.2002 6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I

5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

10.1.2002 31.1.2002 9.1.2003 23.1.2003 6.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

N-anorg. XII

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100 1 01 102 1 03 104 1 05 106

Tab. 12: Ncelk.

91

ÚČINNOST (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 II V

I, II, III, …

92

Obr. 30: Ncelk.

rekonstrukce po rekonstrukci jednotlivé měsíce

DATUM ODBĚRU VZORKU

X XI

18.12.2003 2.12.2004 16.12.2004 13.12.2005 12.12.2006

IX

20.11.2003 4.11.2004 19.11.2004 1.11.2005 15.11.2005 29.11.2005 14.11.2006 28.11.2006

VIII

16.10.2003 14.10.2004 27.10.2004 4.10.2005 18.10.2005 3.10.2006 17.10.2006 31.10.2006

VII

4.9.2003 16.9.2004 30.9.2004 6.9.2005 20.9.2005 19.9.2006

VI

21.8.2003 5.8.2004 12.8.2004 9.8.2005 23.8.2005 1.8.2006 15.8.2006

3.7.2003 31.7.2003 22.7.2004 12.7.2005 26.7.2005 11.7.2006 25.7.2006

10.6.2004 7.6.2005 21.6.2005 6.6.2006 20.6.2006

IV

7.5.2003 13.5.2004 4.5.2005 18.5.2005 10.5.2006 23.5.2006

III

17.4.2003 8.4.2004 6.4.2005 20.4.2005 11.4.2006 25.4.2006

6.3.2003 4.3.2004 2.3.2005 16.3.2005 14.3.2006 28.3.2006

I

6.2.2003 5.2.2004 2.2.2005 23.2.2005 14.2.2006 28.2.2006

9.1.2003 23.1.2003 15.1.2004 6.1.2005 19.1.2005 3.1.2006 17.1.2006 31.1.2006

Ncelk. XI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 1920 21 22 23 24 2526 27 28 29 30 31 3233 34 35 36 37 3839 40 41 42 43 44 4546 47 48 49 50 5152 53 54 55 56 5758 59 60 61 62 63 6465 66 67 68 69 7071 72 73 74 75 7677 78 79 80 81 82 8384 85 86 87 88 89

4.3 Diskuse výsledků Z výsledků monitoringu (zejména z grafů BSK5, CHSK-Cr, N-NH4+.) je patrné, že po rekonstrukci čistírny odpadních vod Chrudim účinnost u všech sledovaných ukazatelů viditelně vzrostla. Odchylek od tohoto zjištění bylo jen málo a rozebírám je v následujícím textu.

Nerozpuštěné látky (NL) Obr. 26, str. 84 Účinnost v květnu 2006, tj. po rekonstrukci je mírně nižší nežli účinnost před rekonstrukcí téhož měsíce. V té době bylo více dešťových srážek, které pravděpodobně způsobily nižší účinnost.

Fosfor (P) Obr. 27, str. 86 Účinnost v březnu 2006 tj. po rekonstrukci je nižší nežli v době rekonstrukce. Bylo to pravděpodobně způsobeno táním sněhu při měření v roce 2006. Účinnost 19. 9. 2006 tj. po rekonstrukci je mírně nižší než před rekonstrukcí. Mohlo to být způsobeno zvýšeným obsahem dešťových srážek. V září 2006 však bylo provedeno jen jedno měření, takže zjištěný údaj o účinnosti není příliš směrodatný.

Anorganický dusík (Nanorg.) Obr. 29, str. 90 Účinnost anorganického dusíku je před, i při rekonstrukci velice nízká, nežli po rekonstrukci ČOV Chrudim. 1. 8. 2006, tj. po rekonstrukci je vidět, že účinnost je podstatně nižší, nežli v ostatních měsících téhož roku. Mohly to způsobit dešťové srážky či kampaňová výroba z Lihovaru Chrudim. Ve všech ostatních měsících účinnost po rekonstrukci velmi vzrostla.

93

Dusík celkový (Ncelk.) Obr. 30, str. 92 6. 6. 2006 a 20. 6. 2006 je velký rozdíl mezi účinnostmi. Toto měření je nespolehlivé. Mohlo to být způsobeno zvýšeným provozem Lihovaru Chrudim. V listopadu byla také velká odchylka účinností. Pravděpodobně to bylo způsobeno velkým přívalem dešťových srážek v regionu.

Dusík celkový se v roce 2002 nevyhodnocoval, jelikož ČOV Chrudim neměla povolení od vodohospodářského orgánu. Vyhodnocovat se začal až od roku 2003, kdy již ČOV Chrudim získala povolení, proto jsem v práci vyhodnocovala účinnost celkového dusíku pouze v letech 2003-2006 na ČOV Chrudim. Chybí tedy kontrola pro stav účinnosti dusíku celkového před rekonstrukcí.

Po diskusi s Ing. Jiřím Novákem, zaměstnancem a.s. VaK Chrudim, byla korelonáva účinnost s aktuálním stavem počasí (zejména srážky, tání sněhu apod.)

Celkově lze konstatovat, že rekonstrukce čistírně odpadních vod Chrudim pomohla, jelikož účinnost ČOV ve všech sledovaných parametrech výrazně vzrostla. Domnívám se, že mnou zpracované monitorování čistoty odpadních vod na čistírně odpadních vod Chrudim mohlo probíhat v delším časovém úseku, např. tři roky před rekonstrukcí a alespoň rok a půl po rekonstrukci čistírny. Bylo by více naměřených hodnot a tím by byly závěry věrohodnější. Má práce však spočívala pouze v monitorování čistoty odpadních vod za léta 2002-2006, kdy jsem studovala na Pedagogické fakultě a k jiným údajům jsem ani neměla přístup.

94

5. Závěr Cílem diplomové práce bylo přiblížit funkci a činnost ČOV Chrudim a vyhodnotit čisticí efekt a kvalitu odpadní vody na přítoku a odtoku z čistírny odpadních vod Chrudim za léta 2002-2006. Cíle diplomové práce byly splněny. Během pobytu na čistírně odpadních vod Chrudim jsem nastudovala její princip (obecně) i funkci. Dále jsem nastudovala a poté stručněji překreslila technologická schémata ČOV Chrudim před rekonstrukcí a po rekonstrukci čistírny viz příl. 1 a 2. V podobě tabulek a grafů jsem vyhodnotila naměřené hodnoty parametrů kvality vody za léta 2002-2006 viz kap. 4.2 Získané výsledky, str. 78, archivované v laboratorním programu LABSYSTÉM 5.1/WIN. Po rekonstrukci ČOV Chrudim byl předpoklad, že účinnost čištění odpadních vod bude větší než před rekonstrukcí. Z průměrných výsledků je patrné, že v době zkušebního provozu po rekonstrukci, (tj. v roce 2006) byla účinnost opravdu vyšší než v době před rekonstrukcí, tj. v roce 2002 a v době rekonstrukce, tj. v letech 2003-2005. Nejdůležitějším kritériem, které musí ČOV jako celek splňovat, je požadovaná dobrá kvalita vody odtékající z ČOV Chrudim. Tomuto požadavku podléhá celá stavba i technologie zvolená pro daný způsob čištění odpadní vody a za účelem splnění těchto požadavků byla provedena rekonstrukce ČOV Chrudim.

95

6. Seznam literatury 1.

ČSN 75 7221 Klasifikace jakosti povrchových vod, Praha, 1998. Český normalizační institut Praha , 12 stran.

2.

ČSN 75 7241 Kontrola odpadních a zvláštních vod, Praha, 1987.

3.

DOLEJŠ, P.: Příručka pro čištění a úpravu vody. Přerov, Kemifloc, a.s., 1996, 133 stran.

4.

KAVALÍR, P.: Cíle monitoringu, VAK Chrudim, 1995.

5.

KRÁTKÝ, O.: Provozní řád pro kanalizační čistírnu, VAK Chrudim, 1995.

6.

MALÝ, J.: Možnosti snižování zbytkového organického znečištění v biologicky čisté odpadní vodě, Brno, Nakladatelství Noel, s.r.o., 2000.

7.

NAŘÍZENÍ VLÁDY ČR č. 61/ 2003 Sb., Sbírka zákonů ČR, ročník 2003, částka 24.

8.

NOVÁK, J.: Provozní řád pro zkušební provoz ČOV Chrudim – rekonstrukce a intenzifikace, 1. vyd. VAK Chrudim, 2005.

9.

PITTER, P.: Hydrochemie, vydavatelství VŠCHT, Praha 1999. ISBN 80-7080340-1, 568 stran.

10. PYTL, V.: Příručka provozovatele čistírny odpadních vod SOVAK, Praha, 2004. ISBN 80-239-2528-8, 209 stran. 11. STRNADOVÁ, N.: Technologie vody I., Praha, VŠCHT, 1999. 12. SYNÁČKOVÁ, M.: Čistota vod, Praha, nakladatelství ČVUT, 1994. 13. ZÁKON O ODPADECH č. 185/ 2001 Sb., Sbírka zákonů ČR, ročník 2001, částka 71. 14. ZÁKON O VODÁCH č. 254/ 2001 Sb., Sbírka zákonů ČR, ročník 2001, částka 98.

96

7. Seznam zkratek AN ČOV ČS

aktivační nádrž čistírna odpadních vod čerpací stanice

DN

dosazovací nádrž

EO

ekvivalent obyvatel

HN LLP OK OV PC RK RS SE UN USN VN HPLC MIN MAX AVG BSK5 CHSK-Cr NL

homogenizační nádrž kalu lapák písku zařízení odvodnění kalu odpadní voda průmyslový počítač regenerace kalu regulační šachta selektor usazovací nádrž uskladňovací nádrž vyhnívací nádrž kapalinová chromatografie minimální hodnoty parametrů kvality vody maximální hodnoty parametrů kvality vody průměrné hodnoty parametrů kvality vody biologická spotřeba kyslíku za 5 dnů chemická spotřeba kyslíku dichromanovou metodou nerozpuštěné látky

P N - NH4+ N - anorg. Ncelk.

fosfor amoniakální celkový dusík anorganický dusík dusík celkový

97

8. Seznam tabulek Tab. 1: Procentuální podíl příčin znečištění rozpuštěnými látkami ..................................................... 10 Tab. 2: Dělení částic podle velikosti .................................................................................................... 25 Tab. 3: Zastoupení jednotlivých skupin organických látek v městské odpadní vodě............................ 26 Tab. 4: Přehled tříd jakosti povrchových vod podle ČSN 75 7221 ...................................................... 36 Tab. 5: Hodnotící ukazatele podle ČSN 75 7221 ................................................................................. 37 Tab. 6: BSK5 ......................................................................................................................................... 79 Tab. 7: CHSK-Cr ................................................................................................................................. 81 Tab. 8: NL ............................................................................................................................................ 83 Tab. 9: P............................................................................................................................................... 85 Tab. 10: N – NH4+ ................................................................................................................................ 87 Tab. 11: N – anorg. .............................................................................................................................. 89 Tab. 12: Ncelk......................................................................................................................................... 91

9. Seznam obrázků Obr. 1: Typický tvar HPLC chromatogramu vzorku městské odpadní vody ........................................ 26 Obr. 2: Příklad vztahu BSK7 a CHSK .................................................................................................. 27 Obr. 3: Porovnání celkové spotřeby kyslíku primárního a sekundárního znečištění ........................... 28 Obr. 4: Česle, lapák písku a usazovák ................................................................................................. 30 Obr. 5: Různé typy usazovacích nádrží ................................................................................................ 31 Obr. 6: Čistírna odpadních vod Chrudim ............................................................................................ 38 Obr. 7: Hrubé česle.............................................................................................................................. 41 Obr. 8: Detail šnekových čerpadel....................................................................................................... 43 Obr. 9: Lapák písku.............................................................................................................................. 45 Obr. 10: Separátor písku...................................................................................................................... 47 Obr. 11: Usazovací nádrž .................................................................................................................... 48 Obr. 12: Prázdná denitrifikační nádrž ................................................................................................. 52 Obr. 13: Prázdná regenerační nádrž ................................................................................................... 54 Obr. 14: Aktivační nádrž...................................................................................................................... 55 Obr. 15: Provzdušňovaná aktivační nádrž........................................................................................... 55 Obr. 16: Zásobní nádrž se síranem železitým ...................................................................................... 59 Obr. 17: Dosazovací nádrž .................................................................................................................. 60 Obr. 18: Vyhnívací nádrž ..................................................................................................................... 66 Obr. 19: Detail vyhnilého kalu............................................................................................................. 67

98

Obr. 20: Uskladňovací nádrž ............................................................................................................... 68 Obr. 21: Plynojem................................................................................................................................ 72 Obr. 22: Parschallův žlab s ultrazvukovou sondou.............................................................................. 76 Obr. 23: Výpustný objekt do recipientu................................................................................................ 76 Obr. 24: BSK5....................................................................................................................................... 80 Obr. 25: CHSK-Cr ............................................................................................................................... 82 Obr. 26: NL .......................................................................................................................................... 84 Obr. 27: P ............................................................................................................................................ 86 Obr. 28: N – NH4+ ................................................................................................................................ 88 Obr. 29: N – anorg............................................................................................................................... 90 Obr. 30: Ncelk. ....................................................................................................................................... 92

10. Seznam příloh Příl. 1: Technologické schéma ČOV Chrudim před rekonstrukcí Příl. 2: Technologické schéma ČOV Chrudim po rekonstrukci Příl. 3: Intenzifikace ČOV Chrudim: vložena vzadu v diplomové práci Příl. 4: Prezentace ČOV Chrudim v podobě CD: viz CD vložené v diplomové práci

99

LEGENDA K BLOKOVÉMU SCHÉMATU ČOV CHRUDIM - PŘED REKONSTRUKCÍ 1. PŘÍTOK OV

12. AKTIVACE

2. VYPÍNACÍ KOMORA

13. DOSAZOVACÍ NÁDRŽ

3. LAPÁK ŠTĚRKU

14. ZAHUŠŤOVACÍ JÍMKA

4. ČESLE

15. VYHNÍVACÍ NÁDRŽ

5. ČERPACÍ STANICE

16. ZÁSOBNÍ JÍMKA VYHNILÉHO KALU

6. HALA HRUBÉHO PŘEDČIŠTĚNÍ

17. PLYNOJEM

7. JEMNÉ STROJNĚ STÍRANÉ ČESLE

18. KALOVÁ POLE

8. LAPÁK PÍSKU

19. ODTOK ČIŠTĚNÉ VODY

9. KONTEJNERY PÍSKU

20. KAL JAKO HNOJIVO

10. ODPAD NA SKLÁDKU

21. VRATNÁ ŠPINAVÁ VODA

11. USAZOVACÍ NÁDRŽ

100

Příl. 1: Blokové schéma ČOV Chrudim před rekonstrukcí

101

LEGENDA K BLOKOVÉMU SCHÉMATU ČOV CHRUDIM - PO REKONSTRUKCI

1. PŘÍTOK OV

12. DÁVKOVÁNÍ SÍRANU ŽELEZITÉHO

2. VYPÍNACÍ KOMORA

13. DOSAZOVACÍ NÁDRŽE

3. LAPÁK ŠTĚRKU

14. REGENERAČNÍ NÁDRŽE

4. HRUBÉ ČESLE

15. DENITRIFIKAČNÍ NÁDRŽ

5. OBTOK OV

16. HOMOGENIZAČNÍ NÁDRŽ

6. ČERPACÍ STANICE

17. STROJNÍ ZAHUŠTĚNÍ

7. JEMNÉ STROJNĚ STÍRANÉ ČESLE

18. PLYNOJEM

7a. HALA HRUBÉHO PŘEDČIŠTĚNÍ

19. VYHNÍVACÍ NÁDRŽ

8. LAPÁK PÍSKU

20. USKLADŇOVACÍ NÁDRŽ

9. USAZOVACÍ NÁDRŽE

21. STROJNÍ ODVODNĚNÍ KALU

10. ODTOKOVÝ ŽLAB

22. ODTOK ČISTÉ VODY

11. AKTIVAČNÍ NÁDRŽE 102

Příl. 2: Blokové schéma ČOV Chrudim po rekonstrukci

103

RESUMÉ Diplomová práce se zabývá monitorováním čistoty odpadních vod na čistírně odpadních vod Chrudim za léta 2002-2006, tj. před rekonstrukcí, v době rekonstrukce a po rekonstrukci této čistírny odpadních vod. Práce je rozdělena na tři části. První část je zaměřena na obecné informace o vodě – funkce vody v životním prostředí, příčiny znečištění vody, kritéria pro hodnocení čistoty odpadních vod, rozdělení odpadních vod, obecná ochrana vodních zdrojů, čištění vod, druhy znečištění odpadních vod, způsoby čištění odpadních vod, povrchové vody. Druhá část se zabývá popisem Čistírny Odpadních Vod Chrudim. Jsou zde popsány základní údaje a technologie čistírny odpadních vod. Dále jsou popsány jednotlivé objekty čistírny před a po rekonstrukci. Třetí část diplomové práce je zaměřena na vlastní výzkum. Jsou zde uvedeny výsledky analýz vod na ČOV Chrudim získané z archivovaných dat v programu LABSYSTÉM 5.1/WIN, které jsou poté vyhodnoceny a diskutovány. Z výsledků práce je patrné, že účinnost čistírny odpadních vod je po rekonstrukci skutečně vyšší než před rekonstrukcí. Práce v provozu mě velmi zaujala. Nadále bych se chtěla věnovat této problematice i v budoucnu, pokud bych nenašla práci ve školství.

104

The diploma thesis deals with monitoring of purity of waste water, more specifically, at Sewage Disposal Plant of Chrudim, Czech Republic within years 2002-2006, i.e. before, during and after reconstruction of this sewage disposal plant. The diploma thesis is dividend into three parts. The first part is focused on basic information about water, i.e. its function in the environment, causes of water pollution, purity of waste water evaluation criteria, waste waters classification, principles of water resources conservation, water purification processes, different kinds of water pollution, ways of sewage water purification, and the characterisation of surface waters. The second part of the diploma thesis describes Sewage Disposal Plant Chrudim. This part gives an account of the basic data and technology characteristics of Sewage Disposal Plant Chrudim. Moreover, particular sections of the plant before and after its reconstruction are described. The third part focuses on my own research. It contains the results of water analyses that were made at Sewage Disposal Plant Chrudim. The results discussed in the diploma thesis were taken from archival files of software called LABSYSTÉM 5.1/WIN. It is evident from the results that the efficiency of Sewage Disposal Plant Chrudim is significantly better after its reconstruction than before it. I enjoyed my research work at Sewage Disposal Plant Chrudim very much. I would like to continue this work in future providing that I do not find my job as a teacher.

105