MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

BRNO 2009

VERONIKA STAŇKOVÁ

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav aplikované a krajinné ekologie

Hodnocení účinnosti vegetační kořenové čistírny Bakalářská práce

Vedoucí práce: Ing. Věra Hubačíková

Vypracovala: Veronika Staňková

Brno 2009

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma ,,Hodnocení účinnosti vegetační kořenové čistírny“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.

dne…………………………………... podpis bakaláře………………………

PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat své vedoucí bakalářské práce Ing. Věře Hubačíkové především za trpělivost, ochotu a za náměty a rady k této práci. A dále pak Mgr. Radimovi Machů a kolektivu Centra Veronica Hostětín za poskytnutí materiálů a literatury, bez nichž by tato práce nebyla možná. Vřelý dík patří také mým rodičům, kteří mi umožnili studium na vysoké škole.

ABSTRAKT Cílem této bakalářské práce je formou literární rešerše podat přehled o přírodních způsobech

čištění

odpadních

vod,

probíhajících

na

umělých

mokřadech,

tzv. vegetačních kořenových čistírnách (VKČ). V práci jsou uvedeny legislativní požadavky související s danou problematikou, dále charakteristika jednotlivých druhů odpadních vod, přehledy přírodních způsobů čištění, typy vegetačních kořenových čistíren, funkce vegetace v procesu čištění a použití VKČ v České republice a v Evropě. Práce hodnotí účinnost čištění vegetační kořenové čistírny s dočišťovacím stupněm v obci Hostětín. Naměřené výsledky ze sledování provozu čistírny jsou vyhodnoceny a analyzovány na základě parametrů pro posouzení kvality odpadních vod (BSK5, CHSKCr, nerozpuštěné látky, N-NH4+, Pcelk). Klíčová slova: kořenová čistírna odpadních vod, účinnost čištění, odpadní voda, Hostětín

ABSTRACT The purpose of this bachelor work is to provide a literature summary of natural ways of wastewater treatment, which proceeds on artificial wetland (reed-bed wastewater treatment plant). In this project are mentioned legislation about this problems, further characteristics of wastewater, synopsises of natural ways of wastewater treatment, types of reed-bed wastewater treatment plant, function of vegetation in purification procedure and application of reed-bed wastewater treatment plant in Czech Republic and in Europe. This work assess effectiveness of reed-bed wastewater treatment plant with stabilization pond in Hostětín village. Measured results of wastewater treatment plant monitoring are evaluated and analyzed on the basis of parameters for quality assessment of wastewater.

Keywords: reed-bed wastewater treatment plant, effectiveness of purification, wastewater, Hostětín

OBSAH 1

ÚVOD................................................................................................................... 8

2

CÍL PRÁCE .......................................................................................................... 9

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED .................................................................................... 10 Legislativní požadavky na čištění odpadních vod .......................................... 10

3.1 3.1.1

Evropská unie ......................................................................................... 10

3.1.2

Česká republika....................................................................................... 10

3.1.3

Technické normy v oboru čištění odpadních vod ................................... 13

3.2

Množství a složení odpadních vod.................................................................. 13

3.2.1

Výpočet množství komunálních (splaškových) odpadních vod ............. 14

3.2.2

Výpočet množství srážkových vod ......................................................... 15

3.2.3

Rozdělení vod a jejich látkové zatížení .................................................. 15

3.2.3.1

Biochemická spotřeba kyslíku (BSK).................................................. 16

3.2.3.2

Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) ................................................... 16

3.2.3.3

Komunální (splaškové) odpadní vody................................................. 16

3.2.3.4

Průmyslové odpadní vody................................................................... 17

3.2.3.5

Balastní vody....................................................................................... 17

3.2.3.6

Srážkové (dešťové) vody ..................................................................... 17

Přírodní způsoby čištění odpadních vod ......................................................... 18

3.3

Vegetační kořenové čistírny odpadních vod........................................... 19

3.3.1 3.3.1.1

VKČ s horizontálním podpovrchovým průtokem ................................ 20

3.3.1.2

Mechanické předčištění odpadních vod.............................................. 20

3.3.1.3

Zásady návrhu vegetačních kořenových čistíren ................................ 21

3.3.1.4

Stavební provedení vegetačních kořenových čistíren ......................... 22

3.3.1.5

Filtrační lože....................................................................................... 22

3.3.1.6

Kolmatace ........................................................................................... 22

3.3.1.7

Vegetace kořenových polí ................................................................... 22

Proces přírodního čištění ................................................................................ 24

3.4 3.4.1

Čisticí procesy v mokřadním prostředí................................................... 24

3.5

Situace použití vegetačních kořenových čistíren v ČR .................................. 25

3.6

Situace použití vegetačních kořenových čistíren v Evropě ............................ 26

4

POPIS ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ .......................................................................... 27 4.1

Geomorfologické zařazení.............................................................................. 27

4.2

Geologické poměry......................................................................................... 27

4.3

Pedologické poměry ....................................................................................... 27

4.4

Klimatické poměry ......................................................................................... 27

4.5

Hydrologické poměry ..................................................................................... 28

4.6

Zvláště chráněná území .................................................................................. 28

5

METODIKA PRÁCE ......................................................................................... 29

6

VEGETAČNÍ KOŘENOVÁ ČISTÍRNA V HOSTĚTÍNĚ................................ 30 6.1

Historie vegetační kořenové čistírny Hostětín................................................ 30

6.2

Popis technologie VKČ Hostětín.................................................................... 31

6.2.1

Mechanický stupeň předčištění............................................................... 31

6.2.2

Biologický stupeň čištění........................................................................ 32

6.2.3

Dočišťovací stupeň ................................................................................. 33

6.2.3.1

Popis nádrže - stávající stav (C1)....................................................... 33

6.2.3.2

Objekty na stabilizační nádrži ............................................................ 33

6.3

Návrhové parametry VKČ, investiční a provozní náklady............................. 34

6.3.1 6.4

Projektová kapacita................................................................................. 35 Vyhodnocení účinnosti čištění VKČ .............................................................. 36

7

DISKUZE ........................................................................................................... 40

8

ZÁVĚR ............................................................................................................... 42

9

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ................................................................ 43

10

SEZNAM OBRÁZKŮ........................................................................................ 47

11

SEZNAM TABULEK ........................................................................................ 48

12

SEZNAM PŘÍLOH............................................................................................. 49

1

ÚVOD Zatímco před půl stoletím byl pro obyvatele našich převážně zemědělských vsí

veškerý odpad organického původu hodnotným zdrojem živin pro hnojení orné půdy či luk, dnes komunální odpadní vody zatěžují jak životní prostředí, tak rozpočty obcí. Při výběru řešení a způsobu jak odpadní vody čistit se obce mohou rozhodovat mezi standardními způsoby a variantami jak významně využít přírodních způsobů čištění. Často tento druhý, neoprávněně opomíjený způsob představuje především pro malé obce levnější řešení už při výstavbě a také během provozu. Vegetační kořenová čistírna (VKČ) odpadních vod navíc představuje zajímavý krajinný prvek a prostředí pro život řady rostlin a živočichů [24]. Vegetační kořenová čistírna funguje jako umělý mokřad s výsadbou běžných mokřadních rostlin. Skládá se zejména z těchto částí: 1) zajišťujících mechanický stupeň čištění: odlehčovací šachty, dešťové nádrže, lapáku písku a mělké kombinované nádrže; 2) zajišťujících biologický stupeň čištění: dvou filtračních loží, potrubí, šachet a dočišťovací nádrže. Při průtoku vody filtračním materiálem dochází k odstraňování nečistot kombinací fyzikálních, chemických a biologických procesů. Samočistící proces, ke kterému ve VKČ dochází, je založen na filtraci v pískovém loži a schopnosti bakterií degradovat organické znečištění na základě jejich enzymatického vybavení. Tento způsob čištění odpadních vod se u nás začal prosazovat koncem osmdesátých let minulého století [23]. V obci Hostětín byla vybudována vegetační kořenová čistírna odpadních vod s dočišťovacím stupněm, který je tvořený stabilizační aerobní nádrží. Tento způsob řešení čištění odpadních vod koresponduje s environmentálním zaměřením obce. VKČ je ve stálém provozu od roku 1997 a díky její výstavba přinesla zrušení dlouholeté stavební uzávěry v obci. V této bakalářské práci je vyhodnocena účinnost čištění pomocí procentuálního vyjádření a hodnot dosažených na odtoku z VKČ. Je třeba poznamenat, že VKČ Hostětín byla projektována na eliminaci především organického znečištění a zadržení nerozpuštěných látek.

8

2

CÍL PRÁCE Cílem práce je popis problematiky čištění odpadních vod ve vegetačních

kořenových čistírnách. Dále průzkum vybrané lokality, na níž se nachází daná vegetační kořenová čistírna. Z dostupných informací je úkolem zhodnocení účinnosti čištění a následné vyvození závěru z výsledků. 1. Vypracování literární rešerše na danou problematiku. 2. Provedení průzkumu vybrané lokality. 3. Na základě dostupných informací zhodnocení účinnosti dané vegetační kořenové čistírny.

9

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED

3.1 Legislativní požadavky na čištění odpadních vod 3.1.1

Evropská unie Vstupem do Evropské unie v roce 2004 se Česká republika zavázala splnit

požadavky evropské vodní legislativy, mj. i požadavky na kvalitu vypouštěných odpadních vod [33]. Základním právním nástrojem v Evropské unii, který řeší problematiku vypouštění odpadních vod do vod povrchových, je směrnice Rady ze dne 21. května 1991 o čištění městských odpadních vod č. 91/271/EHS. Směrnice se týká odvádění, čištění a vypouštění městských odpadních vod a čištění a vypouštění odpadních vod z určitých průmyslových odvětví. Jejím cílem je ochrana životního prostředí před nepříznivými účinky vypouštění odpadních vod [29]. Pro vypouštěné vody z čistíren odpadních vod (ČOV) požaduje stanovit emisní limity a systém vzorkování, rozborů a kontroly. Přísnější podmínky jsou stanoveny pro tzv. citlivé oblasti. Mezi citlivé oblasti patří vodní útvary zasažené, nebo ohrožené eutrofizací a vodní útvary určené pro odběry pitné vody. Vypouštění vyčištěných vod z ČOV musí podléhat povolení. Kvalita vody ve výpustích a v recipientu se musí pravidelně monitorovat. Je také stanovena povinnost zpracovat investiční programy výstavby kanalizací a ČOV [20]. Z další Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, stanovující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky, vyplývají environmentální cíle pro členské státy. Pro povrchové vody je cílem, aby členské státy provedly potřebná opatření k zamezení zhoršení stavu všech útvarů povrchových vod, a to nejpozději do 15 let od data účinnosti této směrnice [33]. 3.1.2

Česká republika Současný stav právní úpravy ve vodním hospodářství v ČR je součástí právní

ochrany celé oblasti životního prostředí a spadá do kategorie předpisů upravujících ochranu složek životního prostředí před některými druhy ohrožení. Průřezovým a nadřazeným právním předpisem celé této oblasti je zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpisů [32]. Jako jeden z postupných kroků v procesu přípravy ČR na vstup do EU bylo nezbytné transponovat požadavky výše uvedených směrnic do české legislativy. 10

Transpozice byla provedena zákonem č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů, který nabyl účinnosti 1.1.2002 a několikrát byl již novelizován [26]. Účelem tohoto zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit podmínky pro hospodárné využívání vodních zdrojů a pro zachování i zlepšení jakosti povrchových i podzemních vod, vytvořit podmínky pro snižování nepříznivých účinků povodní a sucha a zajistit bezpečnost vodních děl v souladu s právem Evropských společenství. Účelem je též přispívat k ochraně vodních ekosystémů a na nich přímo závisejících suchozemských ekosystémů. Podrobná úprava vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních vychází z §38 odstavce 3 zákona [30]. Vypouštění odpadních vod povoluje územně příslušný vodoprávní úřad, kterým je obecní úřad obce s rozšířenou působností a pro velké čistírny (nad 10000 ekvivalentních obyvatel) krajský úřad. Je přitom vázán nařízením vlády ČR č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech. Toto nařízení, účinné od 1. března 2003, uvádí mimo jiné nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění vypouštěných odpadních vod (emisní standardy) a nejvýše přípustné hodnoty znečištění vodních toků (imisní standardy). Emisní standardy jsou dle nařízení uvedeny v tab. 1. Vodoprávní úřad stanoví pro každou jednotlivou lokalitu emisní limity, které nesmí překročit emisní standardy a s ohledem na potřebu ochrany vod mohou být i přísnější. Vodoprávní úřad může v případě potřeby stanovit emisní limity i pro další ukazatele, případně předepsat sledování dalších ukazatelů [28]. Tab. 1 Limity kvality vypouštěných odpadních vod (emisní standardy) dle nařízení vlády č. 61/2003 Sb. v mg·l-1 [28]. Velikost zdroje (počet EO) < 500*) 501 - 2 000 2 001 – 10 000 10 001 - 100 000 > 100 000

CHSKCr p m

BSK5 p m

p

125 120 90 75

30 25 20 15

35 30 25 20

180 170 130 125

60 50 40 30

m

N-NH4+ p m

Ncelk Ø m

70 60 50 40

15 -

15 10

NL

30 -

20 20

Pcelk Ø m 2 6 1 3

Legenda: p - přípustná koncentrace znečištění pro rozbory směsných vzorků vypouštěných odpadních vod m - maximálně přípustná koncentrace pro rozbory prostých vzorků vypouštěných odpadních vod

11

*) Přípustné limity ukazatelů CHSKCr, BSK5 a NL stanoví vodoprávní úřad přiměřeně k tomuto nařízení, na základě jakosti a stavu vody v toku a místních podmínek. Ukazatele: CHSKCr – chemická spotřeba kyslíku, stanovená metodou dichromanovou BSK5 – biochemická spotřeba kyslíku za 5 dnů NL – nerozpuštěné látky N-NH4+ - amoniakální dusík Ncelk - celkový dusík (znamená sumu všech forem dusíku – amoniakální, dusitanový, dusičnanový a organický dusík) Pcelk – celkový fosfor

Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. dále uvádí minimální četnosti odběru vzorků vypouštěných odpadních vod a přípustné počty vzorků s koncentracemi přesahujícími stanovené hodnoty „p“. Další důležitou právní normou je Vyhláška MŽP ČR 293/2002 Sb., o poplatcích za vypouštění odpadních vod do vod povrchových. Vypouštění odpadních vod od určitého objemu a množství znečištění podléhá zpoplatnění podle vodního zákona. Malých obcí se toto zpoplatnění prakticky netýká. Právní režim provozování kanalizací a čistíren upravuje zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích), ve znění pozdějších předpisů. Kanalizaci lze provozovat pouze na základě povolení k provozování, které vydává krajský úřad. Ze zákona o vodovodech a kanalizacích vychází základní dokument, který upravuje vztahy mezi provozovatelem a uživatelem veřejné kanalizace - kanalizační řád. Tento řád, schvalovaný vodoprávním úřadem, stanovuje mimo jiné meze množství a znečištění odpadních vod vypouštěných do kanalizace [6] Povinnosti při nakládání s čistírenskými kaly jsou dány zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů [31] Legislativní systém doplňují konkrétní rozhodnutí vodoprávních a stavebních úřadů, které jsou závazné pro ty činnosti, k nimž je rozhodnutí vydáno a nabude právní moci. V oblasti výkonu činností ve výstavbě musejí být plněny povinnosti dané zákonem č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), v platném znění, a jeho prováděcími předpisy [32].

12

3.1.3

Technické normy v oboru čištění odpadních vod Technické požadavky na kanalizace, čistírny a další zařízení a na jejich funkci

formulují státní normy (ČSN) a technické normy vodního hospodářství (TNV). Normy nemají charakter obecně závazných předpisů, existují jako souhrny osvědčených zásad spolehlivého a bezpečného navrhování, provádění a provozování vodních děl, s jejichž pomocí se mohou stavebníci a provozovatelé dobře orientovat [6].

3.2 Množství a složení odpadních vod Odpadní vody se liší stupněm znečištění a svým složením především v závislosti na typu sídla, druhu průmyslu a taktéž na stupni naředění srážkovými a balastními vodami, vstupujícími do systému. Objem a složení odpadních vod se ve stejném místě mění v průběhu času, a to během roku, měsíce, týdne i dne. Tato skutečnost je zvlášť výrazná u menších aglomerací. Množství a kvalita odpadní vody jsou jedny z nejdůležitějších vstupních návrhových parametrů pro dimenzování a výstavbu vegetační kořenové čistírny [14]. Skutečné množství a složení znečištěných povrchových a odpadních vod je zjistitelné pouze přímým průzkumem v konkrétní lokalitě [16]. Specifické množství odpadních vod qspec (tj. množství vyprodukované 1 obyvatelem za den) je přímo úměrné stupni vybavenosti obce a domácnosti. Spotřeba pitné vody qdp se v evropských zemích pohybuje mezi 150 – 200 l·obyvatele-1·den-1. V praxi se používá hodnota qspec = 150 l·obyvatele-1·den-1, která v sobě zahrnuje i jistou bezpečnostní rezervu [20]. Pro kvantifikování proměnlivosti průtoku za určité časové období se zavádí koeficienty nerovnoměrnosti hodinové kh a denní kd, které jsou výsledkem dlouhodobých statistických vyhodnocení z mnoha čistíren odpadních vod a je možné je najít v ČSN 75 6101. Nejrozšířenější použití mají koeficienty popisující maximální a minimální průtoky v daném časovém období. Hodnota koeficientů má statistický charakter a takto musí být i posuzována. Kolísání průtoku odpadní vody je charakterizováno špičkou maxima průtoku (ranní a večerní) a nočním minimem. Velikost koeficientů závisí na velikosti zdroje znečištění [14].

13

3.2.1

Výpočet množství komunálních (splaškových) odpadních vod Množství odpadních vod se stanoví přesně pouze přímým měřením, přibližně se

vypočte podle potřeby vody na obyvatele a den. Vypočtené množství se sníží asi o 10 až 20 %, což je voda použitá na mytí komunikací, závlahu zeleně apod. [17]. V závislosti na druhu kanalizace je nutno znát následující ukazatele: Průměrný a maximální denní bezdeštný přítok Q24, Qd podle ČSN 75 6401 se vypočte ze vztahu: Q24 = Q24M + Q24P + QB

[m3·den-1]

Qd = Q24M · kd + Q24P · kdp + QB

[m3·den-1]

kde: Q24M - je průměrný denní bezdeštný přítok odpadních vod z města [m3·den-1], Q24P - průměrný denní bezdeštný přítok odpadních vod ze zpracovatelských odvětví [m3·den-1], QB - průměrný denní přítok balastních vod [m3·den-1], kd - součinitel denní nerovnoměrnosti činí u obcí do 1000 obyvatel 1,5; od 1000 až 5000 obyvatel 1,4; od 5000 do 25000 obyvatel 1,35 [-], kdp - součinitel denní nerovnoměrnosti v průmyslu [m3·den-1]. Denní výpočtový (návrhový) přítok Qv je roven přítoku Qd. Maximální hodinový bezdeštný přítok Qh se vypočte ze vztahu, který dá vyšší hodnoty: Qh = (Q24M · kd · kh max + Q24P · kdp) / 24 + QB

[m3·hod-1]

Qh = (Q24M · kd + Q24P · kdp · kdh) / 24 + QB

[m3·hod-1]

kde: kh max - je součinitel maximální hodinové nerovnoměrnosti podle ČSN 75 6401 (tab. 2), kdh - součinitel denní nerovnoměrnosti pro průmyslové odpadní vody. Tab. 2 Součinitele maximální a minimální hodinové nerovnoměrnosti kh max a kh min [16] Počet připojených obyvatel kh max kh min Počet připojených obyvatel (103) kh max kh min

30 7,2 0 1 2,2 0,6

14

40 6,9 0 2 2,1 0,6

50 6,7 0 5 2,0 0,6

75 6,3 0 10 2,0 0,6

100 300 400 500 5,9 4,4 3,5 2,6 0 0 0 0 20 30 50 100 1,9 1,8 1,7 1,5 0,6 0,6 0,6 0,5

Minimální hodinový přítok splaškových vod Qh min se podle ČSN 75 6401 vypočte ze vztahu: Qh min = (Q24M · kd · kh min + Q24P · kdp + QB min) / 24

[m3·hod-1]

kde: kh min - je součinitel minimální hodinové nerovnoměrnosti [-], QB min - průměrný minimální denní přítok balastních vod [m3·den-1]. [16] 3.2.2

Výpočet množství srážkových vod

Přítok srážkových vod Q se stanoví přibližně z obecného vztahu: Q = ψ · Ss · qs

[l·s-1]

kde: ψ - je součinitel odtoku [-], Ss - plocha povodí [ha], qs - intenzita směrodatného deště uvažované periodicity p [l·s-1 z 1 ha], pro obce do 5 000 obyvatel s jednotnou stokovou sítí p = 1. Hodnoty součinitelů odtoku jsou uvedeny v ČSN 75 6101. [17] 3.2.3

Rozdělení vod a jejich látkové zatížení Základním měřítkem pro vyjadřování znečištění odpadních vod je tzv.

ekvivalentní obyvatel (EO). Jedná se o znečištění vyprodukované od jednoho obyvatele [14]. Počet EO se vypočte jako podíl celkového a specifického znečištění vyjádřený v BSK5 produkovaných za den. Pro výpočet počtu EO se používá hodnota specifického znečištění BSK5 = 60 g produkovaných jedním obyvatelem za den. Látky způsobující znečištění odpadních vod lze vzájemně rozlišit podle několika hledisek. Orientační hodnoty produkce specifického znečištění odpadních vod na jednoho obyvatele, včetně rozdělení znečišťujících látek, jsou uvedeny v tab. 3 [20]. Nejvýznamnějšími složkami pro posuzování kvality odpadních vod jsou parametry BSK5, CHSK, Ncelk (N-NH4+), Pcelk. Významnou vlastností odpadní vody je i její teplota, která ovlivňuje rychlost biochemických reakcí. Průměrná roční teplota vody přitékající na čistírny odpadních vod se v našich zeměpisných podmínkách pohybuje od 10°C do 20°C [14].

15

Tab. 3 Orientační hodnoty specifické produkce znečištění [g·d-1] na jednoho obyvatele podle ČSN 75 6402 [17] Látky Nerozpuštěné usaditelné Nerozpuštěné neusaditelné Rozpuštěné Celkem

Ukazatel specifického znečištění [g·d-1] Látky Ostatní Minerální Organické Veškeré BSK5 CHSK Ncelk Pcelk 10

30

40

20

40

1

0,2

5

10

15

10

20

-

-

75 90

50 90

125 180

30 60

60 120

10 11

2,3 2,5

3.2.3.1 Biochemická spotřeba kyslíku (BSK) Biochemická spotřeba kyslíku BSK5 je takové množství kyslíku v mg O2·l-1 znečištěné vody, které mikroorganismy spotřebují na biochemický rozklad organických látek přítomných ve vodě za 5 dnů při 20°C a ve tmě (k vyloučení vlivu fotosyntézy).

3.2.3.2 Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) Chemická spotřeba kyslíku je spotřeba kyslíku v mg znečištěné vody O2·l-1, které je třeba k oxidaci znečišťujících organických látek působením oxidačních činidel za standardních podmínek. Je označována jako chemická spotřeba kyslíku – CHSKCr nebo CHSKMn podle použitého oxidačního činidla. U odpadních vod je běžně prováděna oxidace organických látek dichromanem draselným v prostředí 50 % obj. kyseliny sírové při 150°C po dobu dvou hodin. Stanovené CHSK je vždy vyšší než BSK. Poměr CHSK : BSK charakterizuje biologickou rozložitelnost dané organické látky. Pro splaškové odpadní vody se hodnota poměru pohybuje kolem 2. Podle svého původu lze vody natékající na VKČ rozdělit: 3.2.3.3 Komunální (splaškové) odpadní vody Jako komunální, nebo-li splaškové odpadní vody jsou definovány odpadní vody pocházející z domácností, sociálních a zdravotních zařízení, provozů veřejného stravování a ubytování, provozoven služeb apod. Komunální odpadní vody jsou zbarveny šedě až šedohnědě a jsou silně zakalené. Jejich teplota v průběhu roku kolísá v rozmezí 5 – 20°C. Hodnota pH se pohybuje od 6,8 do 7,5 [12].

16

Látky obsažené v komunálních (splaškových) vodách mají původ v pitné vodě, kterou je zásobeno obyvatelstvo, v produktech metabolismu (exkrementech) živých organismů a v produktech lidské činnosti v domácnostech (zbytky jídel, prací a čistící prostředky aj.). Nejvýznamnější složkou pro posuzování kvality městské odpadní vody je BSK5 [20]. Zhruba ½ až ¾ přítomných znečišťujících látek je organického původu [12]. Tab. 4 Orientační složení komunálních (splaškových) odpadních vod [14] BSK5 [mg·l1] 100 - 400

CHSK [mg·l1] 250 - 800

NL [mg·l1] 200 - 700

Ncelk [mg·l1] 30 - 70

Pcelk [mg·l1] 5 - 15

3.2.3.4 Průmyslové odpadní vody Jedná se o odpadní vody vypouštěné do veřejné kanalizace z průmyslových závodů. Složení a množství průmyslových odpadních vod je silně závislé na druhu výroby a použité výrobní technologii [14]. Pro přírodní způsoby čištění jsou nevhodné, respektive nepoužitelné odpadní vody s vysokým obsahem organického znečištění a zvýšeným výskytem tuků, olejů, extrémně kyselé a zásadité důlní a průmyslové odpadní vody, odpadní vody obsahující toxické látky překračující mez toxicity, zejména s obsahem derivátů ropy, nadlimitním obsahem tenzorů, pesticidů, radioaktivních látek apod. Obecně však platí, že by odpadní vody z průmyslových závodů měly být čištěny na samostatných průmyslových ČOV [16]. 3.2.3.5 Balastní vody Jedná se především o podzemní vody, které se v důsledku netěsností dostávají do stokové sítě. Balastní vody mají na funkci čistírny negativní vliv, jelikož nařeďují splaškové odpadní vody, zvyšují jejich množství a ochlazují je [20]. 3.2.3.6 Srážkové (dešťové) vody Jedná se o vody odváděné z intravilánu obce veřejnou kanalizací. Veřejná kanalizace může být:
oddílná - odděleně, samostatným potrubím, je odváděna voda splašková a jiným potrubím voda srážková (dešťová),
jednotná - jedním potrubím je odváděna jak splašková, tak i srážková voda [18].

17

Kvalita srážkových vod je velmi proměnlivá a závisí na mnoha okolnostech. Činnost VKČ ovlivňují toxické látky, které se mohou vyskytovat ve srážkových vodách ( např. kyselé deště apod.) [16].

3.3 Přírodní způsoby čištění odpadních vod Přírodní způsoby čištění tvoří zpravidla druhý biologický stupeň čištění odpadních vod. Přehled jednotlivých přírodních způsobů čištění je uveden v tab. 5. Naprosto nezbytnou součástí je předřazené, funkčně spolehlivé, úplné mechanické čištění surových odpadních vod. Neméně důležité je i zodpovědné vyřešení problematiky povrchového odtoku srážkových vod, zejména u jednotné stokové sítě [16]. Tab. 5 Různé druhy využití přírodních způsobů čištění [16] Druh přírodního způsobu čištění Možnosti využití zařízení a) Půdní filtry Vertikální půdní filtry bez vegetace Čištění a dočištění komunálních OV Vertikální půdní filtry s vegetací Čištění a dočištění komunálních OV b) Vegetační kořenové čistírny (půdní filtry s mokřadní vegetací) Čištění OV a znečištěných povrchových Horizontální s povrchovým prouděním vod Horizontální s podpovrchovým Čištění komunálních OV a dočištění OV prouděním Čištění a dočištění komunálních OV – Vertikální s prouděním směrem dolů celoroční Čištění OV, převážně v letním Vertikální s prouděním vzhůru (bezmrazém) období c) Biologické nádrže (součást stabilizačních nádrží) Čištění znečištěných povrchových Aerobní nízkozatěžované a komunálních OV Čištění OV v klimaticky příznivých Aerobní vysokozatěžované oblastech Intenzivní čištění OV při celoročním Aerobní průběžně provzdušované provzdušování Dočištění OV za umělými stupni čištění Dočišťovací OV Přechodné z anaerobního do aerobního Fakultativní procesu Anaerobní čištění předřazené aerobnímu Anaerobní průtočné čištění Prodloužená sedimentace v zemních Anaerobní sedimentační nádržích Anaerobní akumulační Čistění OV kampaňových producentů

18

d) Akvakultury a bioeliminátory Nádržní akvakultury Kombinace akvakultur s vegetací Bioeliminátory

Čištění a dočištění OV okřehky a řasami Čištění komunálních a vybraných průmyslových OV Čištění OV ve žlabech s přepážkami z nárostů

e) Průtočné žlaby Průtočné žlaby s mokřadní vegetací Čištění a zejména dočištění OV za ČOV f) Závlaha odpadními vodami (min. mechanicky čištěnými) Vegetační závlahy až celoroční provoz Závlaha komunálními OV závlah Vegetační provoz závlah OV potravin. Závlaha průmyslovými OV průmyslu Vegetační závlahy silážními a provozními Závlaha zemědělskými OV OV Legenda: OV – odpadní vody ČOV – čistírna odpadních vod

3.3.1

Vegetační kořenové čistírny odpadních vod Jak již bylo zmíněno v úvodu, umělé mokřady ve speciální úpravě tvoří vegetační

kořenové čistírny, nebo-li půdní filtry s mokřadní vegetací. VKČ využívají přírodní samočisticí procesy, které probíhají v porézním půdním prostředí plně nasyceném vodou. Při průtoku odpadní vody filtračním materiálem dochází k odstraňování nečistot kombinací fyzikálních, chemických a biologických procesů. VKČ se používají především k čištění odpadních vod malých producentů [7]. Tab. 6 Různé způsoby využití přírodních a umělých mokřadů [16] Druh přírodního způsobu čištění a) Půdní filtry Vertikální filtry bez vegetace Vertikální filtry s vegetací

Možnosti využití Čištění OV producentů do 120 EO a dočištění čištěných splaškových OV Čištění OV producentů do 150 EO a dočištění čištěných splaškových OV

b) Vegetační kořenové čistírny Horizontální povrchové proudění Horizontální podpovrchové proudění Vertikální s prouděním dolů Vertikální s prouděním vzhůru c) Přírodní mokřady Řízené přírodní mokřady

Čištění OV v příznivých klimatických podmínkách a čištění znečištěných povrchových vod Čištění OV do 600 (1200) EO a dočištění čištěných komunálních OV Čištění producentů do 400 (800) EO a dočištění OV (druhý stupeň biolog. čištění) Čištění OV převážně ve vegetačním období Dočištění OV, čištění znečištěných povrchových vod 19

Vegetační kořenové čistírny odpadních vod se dělí podle průtoku do čtyř základních skupin (tab.6). Nejvíce propracovaný a používaný typ VKČ v České republice je s horizontálním podpovrchovým prouděním. 3.3.1.1 VKČ s horizontálním podpovrchovým průtokem VKČ s podpovrchovým horizontálním průtokem tvoří těsněná jímka, naplněná filtračním materiálem a osázená mokřadními nebo vlhkomilnými rostlinami. Uspořádání VKČ s horizontálním podpovrchovým průtokem je znázorněno na obr. 1. Podrobný popis je uveden dále.

Obr. 1 Podélný řez VKČ s horizontálním průtokem [25] Pro dobrou funkci VKČ je nezbytné kvalitní a vysoce účinné mechanické předčištění odpadních vod, které snižuje riziko a minimalizuje negativní dopad kolmace filtračního prostředí. 3.3.1.2 Mechanické předčištění odpadních vod U nejmenších zdrojů znečištění, tj. u jednotlivých domů až skupin domů, malých restaurací a hotelů je vhodné použít septik, biologický septik, případně usazovací nádrž. Při čištění odpadních vod z větších zdrojů, tj. sídlišť, vesnic a menších měst je nezbytné úplné mechanické čištění, které tvoří česle, lapák písku, lapák tuků a olejů a usazovací nádrž. Na těchto zařízeních se pravidelně provádí údržba, to znamená stírání česlí a odčerpávání usazeného kalu ze štěrbinové nádrže a jeho následné zpracování. V případě, že jsou na VKČ přiváděny vody z jednotné kanalizace, je nutné zařadit prvky, které řeší přebytky srážkové vody. Srážkové vody se oddělují na dešťových oddělovačích, přivádějí se do dešťových zdrží a po minimálně 20 min. odsazení se vypouštějí do recipientu [16].

20

3.3.1.3 Zásady návrhu vegetačních kořenových čistíren Základními návrhovými parametry VKČ jsou objem, plocha, hydraulické zatížení a doba zdržení. Tyto hodnoty je nutné odvodit v závislosti na vstupních parametrech, kterými jsou: průměrný denní průtok, kvalita odpadní vody v přítoku a kvalita požadovaná v odtoku, hydraulická vodivost filtračního materiálu, hloubka vody ve filtračním loži ve vtokové a odtokové části, doba zdržení v porézním materiálu. Pro VKČ s horizontálním průtokem uvádí ČSN 75 6402 potřebnou plochu 6 až 10 g BSK5·m-2·den-1. Běžně se uváděla plocha vegetační části, potřebná na jednoho EO, cca 5 m2. S vyššími nároky na čisticí účinek však podle zkušeností potřeba plochy roste. Z poznatků VÚV TGM Praha vychází pro 70% účinek čištění ve vegetační části (v BSK5) plocha 7 m2 na 1 EO, pro 80% účinek až 9,6 m2. Při zajištění ploch v souladu se zjištěními VÚV TGM lze očekávat následující účinnost čištění VKČ (tab. 7). Tab. 7 Předpokládaná účinnost čištění pro jednotlivé ukazatele znečištění [6] Ukazatele

Účinnost [%] 70 – 90 60 – 80 5 – 25 10 – 90

BSK5 CHSK N-NH4+ Pcelk

Mocnost filtračního lože (hloubka) se osvědčuje v rozsahu 0,5 až 0,7 m. Používají se i větší hloubky, až do 1,2 m. Optimální doba zdržení odpadní vody ve vegetačním tělese činí 6 až 12 dní. Většina u nás postavených VKČ pracuje s hydraulickým zatížením plochy vegetačního tělesa 20 až 60 mm·den-1, při použití filtračního materiálu frakce 4 – 8 mm. Povrch filtračního lože se navrhuje vodorovný, sklon dna do 1 %. Optimální délka filtrační dráhy činí 10 až 18 m při uspořádání s jedním filtračním polem, při členění na více polí 6 až 12 m. Vegetační část tvoří buď jediná plocha, nebo více ploch. Vhodnější je členění na více paralelně zařazených těles. V případě vyřazení jednoho tělesa pak mohou zbývající pracovat i při určitém přetížení. Nejběžnějším půdorysným tvarem vegetačního tělesa je obdélník, poměr šířky k délce se obvykle volí v rozmezí 1:1 až 1:2 [6]. Jímky vegetačních těles se pečlivě těsní fólií z plastů, měkčeného PVC a nejlépe vysokohustotního polyetylenu, aby nedocházelo k filtraci odpadní vody do podzemních vod [16].

21

3.3.1.4 Stavební provedení vegetačních kořenových čistíren Stavby používané na VKČ je možné rozdělit do skupin:


čerpací stanice, vyrovnávací nádrže a dávkovacím zařízením, měrná zařízení;




přívodní, rozvodné, rozdělovací a regulační zařízení;




vybavení areálu VKČ, komunikace, skládky shrabků, písku, kalů, zpevněné plochy na renovaci filtračního materiálu, šatna, sociální zařízení pro obsluhu. [7]

3.3.1.5 Filtrační lože V praxi se jako náplň filtračního lože používají přírodní materiály, štěrkopísky, a to těžené i drcené [6]. Je důležité, aby substrát splňoval několik podmínek:


zajišťoval požadovaný čisticí efekt;




dostatečnou hydraulickou vodivost (propustnost), kterou se předchází ucpávání a povrchovému odtoku;




vytvořil vyhovující podmínky pro růst mokřadní vegetace. [21]

3.3.1.6 Kolmatace Kolmatace patří k závažným provozním problémům VKČ. Jedná se o kolmaci porézního filtračního prostředí nerozpuštěnými látkami. Rozsah kolmace závisí na množství těchto látek v přitékající odpadní vodě, zrnitostním složení filtračního prostředí, vegetačním krytu a jeho kořenového systému, době provozu zařízení apod. Kolmace způsobuje velmi výrazné snížení hydraulické vodivosti filtračního materiálu. Důsledkem je negativní ovlivnění procesu filtrace a tím i snížení čisticího účinku VKČ [5]. Odpadní voda musí proto být přiváděna do filtračních polí rovnoměrně. K tomu je určeno perforované rozdělovací potrubí z PE nebo PVC [16]. 3.3.1.7 Vegetace kořenových polí V přírodních způsobech čištění znečištěných povrchových a odpadních vod plní vegetace řadu důležitých a nezastupitelných funkcí, které je možné shrnout do těchto bodů:


rostliny využívají živiny a stopové prvky obsažené v čištěné vodě k tvorbě biomasy a takto se výrazně podílejí na snížení nebezpečí eutrofizace;

22




vegetace vytváří příznivé podmínky pro rozvoj mikroorganismů, nezbytných pro plnou funkci čisticích procesů;




řasy a sinice produkují v procesu fotosyntézy kyslík a jsou jeho významným zdrojem zejména v procesu čištění v biologických nádržích;




mokřadní rostliny dodávají do kořenové zóny chybějící kyslík a takto napomáhají k vyrovnání kyslíkové bilance;




transpirací převádějí značnou část vody do ovzduší, vytvářejí příznivé mikroklima v okolí přírodních způsobů čištění;




rostliny v zimním období vytvářejí svým odpadem tepelnou izolaci filtračního lože a výrazně snižují hloubku promrzání, stařinu je třeba na jaře odstranit, aby nebyla zdrojem sekundárního znečištění;




většina rostlin, využívaných v přírodních způsobech čištění, plní estetickou funkci v krajině a urbanizovaném prostředí;




environmentální

charakter

přírodních

způsobů

čištění

není

myslitelný

bez vegetace. Podle Wetzela (1983) cit. Vymazal (1995) se mokřadní vegetace dělí do čtyř základních skupin:
emerzní rostliny, rostoucí v zamokřených, respektive zatopených půdách (ostřice, rákos obecný, orobinec širokolistý aj.);
submerzní rostliny, rostoucí v různých hloubkách (stolistek, růžkatec ponořený aj.);
rostliny s plovoucími listy, kořenící v sedimentech na dně nádrží v hloubce 0,5 až 3 m (leknín bílý, stulík žlutý aj.);
rostliny volně plovoucí na hladině vody (okřehek menší, tokozelka sličná – vodní hyacint aj.). K nejužívanějším mokřadním rostlinám, využívaným ve VKČ, patří rákos obecný (Phragmites australis), zblochan vodní (Glyceria maxima), chrastice (lesknice) rákosovitá (Phalaris arundinacea), skřípinec jezerní (Schoenoplectus lacustris), orobinec širokolistý a úzkolistý (Typha latifolia, T. angustifolia), zevar vzpřímený (Sparganium erektum), sítina rozkladitá (Juncus effuzus), kosatec žlutý (Iris pseudacorus) [16].

23

3.4 Proces přírodního čištění Čisticí procesy u přírodních způsobů čištění je možné rozdělit do tří základních skupin podle prostředí, ve kterém probíhají. Jsou jimi voda, mokřadní prostředí a půda. 3.4.1

Čisticí procesy v mokřadním prostředí Přehled čisticích procesů, které probíhají ve vegetačních kořenových čistírnách, je

uveden v tab. 8 (dle Stowella et al. 1981, cit. Kočková et al. 1994). Hlavní význam pro průběh čisticího procesu ve VKČ je přičítán bakteriálnímu metabolismu a fyzikální sedimentaci. Přímý podíl rostlin na čisticím účinku je dosti malý [7]. Tab. 8 Procesy, uplatňující se při čištění odpadních vod v mokřadním prostředí VKČ [7] Mechanismy Účinek a) Fyzikální procesy P S sedimentace V

Odstraňované látky UNL KL BSK, P, N, TK, TROL,B+V

Filtrace

S

UNL,KL

Adsorpce

S

KL

Těkání

S

N

b) Chemické procesy Srážení P Adsorpce

Rozklad

gravitační usazování

mechanická filtrace při průchodu odpadní vody zeminou a kořeny van der Waalsovy síly těkání NH3 z odpadní vody

P, TK

srážení nerozp. sloučenin adsorpce na povrchu zemního materiálu a rostlin

P

P, TK

S

TROL

P

Způsob odstraňování

TROL, B+V

rozklad a změny méně stabilních látek působením UV záření, oxidace a redukce

KL,BSK,N,TROL

odstraňování uvedených látek suspendovanými, bentickými a epifytickými bakteriemi, bakteriální nitrifikace a denitrifikace

c) Biologické procesy bakteriální metabolismus

P

24

rostlinný metabolismus

S

TROL,B+V

rostlinná absorpce

S

N,P,TK,TROL

přirozený úhyn

P

B+V

příjem a využití org. látek rostlinami, exkrety kořenů mohou být toxické pro organismy enterického původu za určitých podmínek jsou významná množství těchto látek přijímána rostlinami přirozený úhyn organismů v nevýhodných podmínkách

Legenda: Účinek: P – primární, S – sekundární, V – vedlejší Odstraňované látky: UNL - usaditelné nerozpuštěné látky, KL - koloidní látky, TK - těžké kovy, TROL- těžce rozložitelné organické látky, B+V - bakterie a viry, N - dusík, P - fosfor, BSK - biologická spotřeba kyslíku - vyjadřuje organické znečištění

3.5 Situace použití vegetačních kořenových čistíren v ČR Historie použití vegetačních kořenových čistíren v České republice je ve srovnání s mnohými státy Evropy jen velmi krátká. První zmínka o VKČ se u nás objevila v roce 1987 na semináři v Brně, první poloprovozní zkoušky byly provedeny v roce 1988. V následujícím roce 1989 byla uvedena do provozu naše první plnoprovozní VKČ v Petrově u Jílového, okres Praha-západ. V roce 1991 byly uvedeny do provozu další tři vegetační kořenové čistírny:
v červnu v Kačici u Slaného (dočištění odpadních vod z mlékárny)
v červenci v Ondřejově (splaškové vody z obce a Astronomického ústavu AV ČR + dešťové vody)
v srpnu v Horní Černé Studnici v Jizerských horách (u penzionu) Poté nastává velký rozvoj výstavby těchto čistíren. V roce 1992 bylo uvedeno do provozu nejméně pět, v roce 1993 jedenáct a v roce 1994 devět VKČ [21]. V současné době je u nás v provozu již téměř 300 čistíren tohoto typu. Většina VKČ je, obdobně jako je tomu v jiných zemích Evropy, navržena jako hlavní stupeň čištění pro komunální (splaškové) odpadní vody. Nejvíce VKČ je navrženo jako domovní čistírny nebo čistírny pro malá sídla v rozmezí 100 - 500 ekvivalentních obyvatel, a to jak pro oddílnou, tak jednotnou kanalizaci [22]. Největší VKČ jsou v Osové Bítýšce (pro 1000 EO), v Čisté u Rakovníka (pro 800 EO), v Obecnici u Příbrami (pro 800 EO, předpoklad nárůstu až na 1200 EO), ve Spáleném Poříčí (dvě samostatné, pro 700 a pro 800 EO) [8].

25

3.6 Situace použití vegetačních kořenových čistíren v Evropě V Evropě je nejvíce vegetačních kořenových čistíren v provozu v Německu (kde jsou označovány jako „Sumpfpflanzenkläranlagen“), a to především v Dolním Sasku, Porýní-Vestfálsku a v Bavorsku. V současné době se celkový počet VKČ v Evropě odhaduje na 60 tisíc. Dalšími „velmocemi“ jsou Rakousko, Velká Británie (zde jsou VKČ označovány jako RBTS – Reed Bed Treatment System) a Dánsko. Ve Velké Británii je podle místních odborníků v provozu asi 800 VKČ především pro malá sídla. V Dánsku se počet VKČ odhaduje na 500, přičemž velká většina těchto čistíren byla uvedena do provozu v 80. a 90. letech pro malá sídla. V posledních letech se v Dánsku rozšířilo použití malých kořenových čistíren (cca 5 m2) pro čištění odpadních vod z myček aut a čerpacích stanic. Obdobná situace jako v České republice je v některých dalších evropských zemích, kde se VKČ využívají od konce 80. let minulého století. Jde především o Itálii (cca 400 VKČ), Polsko (cca 120), Portugalsko (cca 100), kde jsou VKČ využívány především pro malá sídla. V Nizozemí se VKČ využívají pro čištění odpadních vod z mlékáren a mléčnic a také pro čištění odpadních vod v rekreačních oblastech, kde množství odpadních vod kolísá v průběhu roku. Ve Francii je v provozu asi 100 VKČ, a to především domovních čistíren pro < 10 EO. Vegetační kořenové čistírny jsou úspěšně využívány i v zemích s podstatně chladnějším klimatem než u nás. Jedná se o Norsko a Estonsko. V obou zemích je v provozu asi 30 VKČ pro malá sídla, v Norsku jsou tyto čistírny využívány také pro čištění průsaků ze skládek tuhého odpadu. Toto využití je také velmi rozšířené ve Slovinsku, kde je v provozu asi 40 VKČ. I když hlavní uplatnění vegetačních kořenových čistíren je pro komunální (splaškové) vody, v poslední době se tyto mokřadní systémy s úspěchem využívají i pro čištění celé řady průmyslových a zemědělských odpadních vod [34].

26

4

POPIS ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ Z hlediska administrativního členění náleží katastrální území Hostětín do okresu

Uherské hradiště a Zlínského kraje.

4.1 Geomorfologické zařazení Provincie: Západní Karpaty Soustava: Vnější Západní Karpaty Podsoustava: Slovensko-moravské Karpaty Celek: Vizovická vrchovina Podčepek: Luhačovská vrchovina, Lopenická hornatina Okrsek: Olšavsko-vlárská brázda, Starohrozenská hornatina [1]

4.2 Geologické poměry Zájmové území je součástí Karpatské soustavy, která je zde zastoupena západním úsekem flyšového pásma Vnějších Karpat. Flyšové pásmo je v zájmovém území tvořeno vrstvami tektofaciální bystrické jednotky, která tvoří na území Bílých Karpat asi 2 - 10 km široký pruh, táhnoucí se ve směru jihozápad -severovýchod mezi Valašskými Klobouky, Štítnou nad Vláří a Záhorovicemi, kde končí na nezdenickém zlomu. Převážná část zájmového území je tvořena zlínským souvrstvím (střední eocén svrchní eocén), označovaným jako bystrické vrstvy. Tyto vrstvy se vyznačují převahou vápnitých jílovců a slínovců nad pískovci [9].

4.3 Pedologické poměry V zájmovém území se projevuje homogenita půdního pokryvu, typická pro celou flyšovou oblast Bílých Karpat. V lesních porostech je převládajícím půdním typem kambizem. Podle charakteru půdotvorného substrátu se rozlišuje do několika subtypů, převážně mezotrofní, oligotrofní a luvická. K méně zastoupeným půdním typům patří pak podzol, fluvizemě v potočních nivách toků a gleje, které se vyskytují ve vyšších polohách, v místech se stálým zamokřením půdního profilu [10].

4.4 Klimatické poměry Podle mezoklimatické rajonizace republiky je zájmové území začleněno do mírně teplé klimatické oblasti. Hranici mezi oběma oblastmi lze určit jen přibližně, nejníže položené oblasti (nadmořská výška cca do 370 - 400 m) zájmového území lze řadit do oblasti MT9, zbylá část katastrálního území leží v oblasti MT5 [11]. 27

Tab. 9 Charakteristiky klimatických oblastí [11]. Charakteristika Počet letních dnů Počet dnů s průměrnou teplotou 10°C a více Počet mrazových dnů Počet ledových dnů Průměrná teplota v lednu Průměrná teplota v dubnu Průměrná teplota v červenci Průměrná teplota v říjnu Průměrný počet dnů se srážkami 1mm a více Srážkový úhrn ve vegetačním období Srážkový úhrn v zimním období Počet dnů se sněhovou pokrývkou Počet dnů zamračených Počet dnů jasných

MT5 30 - 40 140 - 160 130 – 140 40 - 50 -4 až -5 °C 16 – 17 °C 6 – 7 °C 6 – 7 °C 100 - 120 350 – 450 mm 250 – 300 mm 60 - 100 120 - 150 50 - 60

MT9 40 – 50 140 - 160 110 - 130 30 – 40 -3 až -4 °C 17 – 18 °C 6 – 7°C 7 – 8 °C 100 - 120 400– 450 mm 250– 300 mm 60 – 80 120 - 150 40 – 50

4.5 Hydrologické poměry Pro toto území jsou příznačné celkově nepříznivé hydrogeologické podmínky a velmi omezený výskyt podzemních vod. V kartogramu regionalizace mělkých podzemních vod je lokalita řazena jako:
oblast se sezónním doplňováním podzemní vody,
pásmo s časovým výskytem průměrných měsíčních stavů hladin podzemních vod a vydatností pramenů nejvyšších v období květen až červen, nejnižších v období prosinec až únor,
region s průměrným specifickým odtokem podzemních vod 0,3 - 0,5 l·s-1·km-2. V kartogramu mělkých povrchových vod je lokalita řazena takto:
z hlediska vodnosti je oblast středně vodná (q = 6 – 10 l s-1 km-2),
oblast retenční schopnosti - velmi malá (0 – 10) (q355d/q·100),
stupeň rozkolísanosti odtoku - velmi silně rozkolísaný (2501 a více) (q100/q355d·100),
koeficient odtoku K - dosti vysoký ( 0,31 – 0,45)

[3]

4.6 Zvláště chráněná území Na území se nachází přírodní památka Žleb. Jedná se o louku a dubohabrový háj při východ. okraji obce Hostětín. Na louce se vyskytují některé ohrožené druhy rostlin jako vstavač kukačka (Orchis morio), vemeník dvoulistý (Platanthera bifolia), hlavinka horská (Traunsteinera globosa), mochna drobnokvětá (Potentilla micrantha) [4].

28

5

METODIKA PRÁCE Hodnoty pravidelných měření znečištění vody na přítoku a odtoku z vegetační

kořenové čistírny Hostětín byly získány od VÚV T.G.M za celé období provozu tohoto zařízení. Hodnoty byly graficky vyhodnoceny pomocí tabulek a grafů zpracovaných v programu Microsoft Word a Microsoft Excel 2003. Výsledky byly porovnány s povolenými

přípustnými

hodnotami

vypouštěného

stanovenými Okresním úřadem v Uherském Hradišti.

29

znečištění

do

recipientu,

6

VEGETAČNÍ KOŘENOVÁ ČISTÍRNA V HOSTĚTÍNĚ

Identifikační údaje dle původní projektové dokumentace: Název stavby:

Kanalizace a čistírna odpadních vod Hostětín

Místo stavby:

k.ú. Hostětín, okres Uherské Hradiště

Investor:

obec Hostětín

Nadřízený úřad investora:

Krajský úřad Uherské Hradiště

Uživatel a provozovatel stavby: Obecní úřad Hostětín Dodavatel:

firma IMOS – Vodohospodářské stavby Zlín, s.r.o.

Projektant:

VH – ateliér, spol. s.r.o. Kotlářská 50, Brno Zodpovědný projektant Ing. Hráček [3]

6.1 Historie vegetační kořenové čistírny Hostětín Hostětín, obec s 245 obyvateli (k 31. 12. 2008) se nachází ve Zlínském kraji necelých 7 km severovýchodně od Bojkovic [15]. Rozprostírá se na úpatí hraničního hřebene Bílých Karpat. Potok Kolelač, který protéká obcí, patří do povodí řeky Olšavy. Potok se po asi 2,5 kilometrech pod obcí vlévá do nádrže Bojkovice, která byla původně určena k odběru užitkové vody, a která v současné době slouží jako nádrž vodárenská. Obec leží ve 2. vnějším pásmu hygienické ochrany této nádrže. Hostětín je jedinou obcí v povodí přehrady, a podle norem pro ochranu vodních zdrojů byla po jejím dokončení v roce 1966 v obci vyhlášena stavební uzávěra. Obec neměla vybudovaný obecní vodovod a obyvatelé čerpali vodu z vlastních studní. Odvod splaškových i dešťových vod byl řešen nekomplexní jednotnou kanalizační sítí, která na několika místech ústila do potoka Kolelač [3]. Správu obce Hostětín zajišťovala od poloviny šedesátých let minulého století sousední obec Pitín. V roce 1991 se Hostětín osamostatnil a hlavním úkolem nového zastupitelstva se stalo odstranění stavební uzávěry, znemožňující další rozvoj obce. Stavební uzávěra mohla být zrušena jen řešením čištění odpadních vod v obci. V roce 1992 podpořila Nadace Partnerství formou grantu vypracování nezávislé studie, jež měla posoudit navrhovaná řešení [24]. Všechny čtyři možné varianty řešení byly spojeny s dostavbou kanalizace a byly hodnoceny podle technického řešení, zastavěné

30

plochy, účinnosti čištění a nákladů. Ze studie jako optimální řešení vyplynula dostavba jednotné kanalizace a výstavba vegetační kořenové čistírny odpadních vod přímo v obci. Prosazení stavby VKČ v Hostětíně nebylo jednoduché, projekt narážel na nedůvěru správních orgánů vzhledem k malým zkušenostem s VKČ v ČR na počátku devadesátých let minulého století. Okresní hygienik nechtěl zprvu tolerovat stavbu VKČ v obci z důvodu provozní nespolehlivosti čistícího efektu. Projekt se navzdory tomuto stanovisku nakonec podařilo realizovat. V dubnu 1995 byla dokončena projektová dokumentace a v červenci téhož roku byla zahájena stavba VKČ. Roční zkušební provoz byl zahájen 12. července 1996 a do trvalého provozu byla čistírna uvedena 11. července 1997. Dnes už tedy funguje více jak deset let [19].

6.2 Popis technologie VKČ Hostětín Odpadní voda přitékající na VKČ pochází z jednotné kanalizace, to znamená, že obsahuje i určitý podíl balastních vod. Do kanalizace jsou zaústěny i přelivy studní a odvodňovací systémy domů. VKČ tvoří tři části, a to mechanický a biologický stupeň čištění a stupeň dočištění tvořený stabilizační nádrží. Vyčištěné odpadní vody jsou vypouštěny do recipientu Kolelač [3]. 6.2.1

Mechanický stupeň předčištění Jako nedílnou součást mechanického stupně bylo potřeba ponechat v provozu

stávající domovní septiky u jednotlivých nemovitostí. Septiky fungují jako první stupeň předčištění. Vedle objektů pro mechanickou část je umístěn i provozní přístřešek (A5) Odlehčovací šachta (A1) Slouží pro oddělení části přitékajících odpadních vod při překročení maximálního přípustného průtoku tak, aby nedošlo k hydraulickému přetížení čistírny. Dešťová zdrž (A2) Slouží pro zachycení odpadních vod při mezním návrhovém dešti. Voda je po opadnutí deště přečerpána do lapáku písku a dále čištěna nebo po usazení neseného znečištění vypouštěna do toku. Lapák písku (A3) Lapák písku je horizontální s jemnými česlemi. Odpadní voda je ve štěrbinovém lapáku zbavována hrubších splavenin a plavenin (štěrky a písky), předřazeny jsou ručně stírané česle pro zachycení hrubších plovoucích nečistot [24].

31

Usazovací nádrž typu KMN (A4) Slouží k zachycení jemnějších částic obsažených v odpadní vodě. Tím dochází k úbytku hlavně nerozpuštěných látek a organického znečištění vázaného na tyto látky a také k ochraně filtračních polí a nádrže před rychlým zanesením. Voda z lapáku písku přitéká do usazovacího žlabu kombinované nádrže. Dno usazovacího žlabu je vyspádováno do tvaru dvou prohlubní, ve kterých se usazují nerozpuštěné látky (kal), které se v průběhu průtoku oddělují z odpadní vody a sedimentují. Usazený kal ze dna se přepouští do vyhnívacích komor, odkud se voda po odsazení částečně přečerpá zpět před čisticí jednotku. Proces se opakuje a dochází ke stálému zahušťování. Vyhnilý zahuštěný kal se jednou až dvakrát ročně odváží fekální cisternou a používá se jako hnojivo [3]. 6.2.2

Biologický stupeň čištění Biologický stupeň je tvořen dvěma filtračními poli. Jejich uspořádání

a konstrukce umožňují sériový, paralelní či střídavý provoz jednotlivých polí. První filtrační pole (B2) Povrch 580 m2, rozměry 26x22 m, mocnost filtrační vrstvy 1 m, sklon svahu 1:1,5. Odpadní voda z mělké kombinované nádrže je přiváděna na první filtrační pole potrubím z lehkého polyethylenu DN 160. Dvojice potrubí (B3) – na povrchu pro letní provoz a ve dně pro zimní provoz jsou uloženy beze sklonu při širší straně filtračního pole. Sběrné potrubí (B4) tvoří perforovaný

PVC drén DN 200, uložený na dně

ve sklonu 1%. V praxi je na VKČ používáno pouze potrubí uložené ve dně. Dno filtračního pole je od nátokové hrany konstruováno směrem ke sběrnému potrubí ve sklonu 1,5 % Druhé filtrační pole (B1) Plocha povrchu 660 m2, rozměry 30x22 m, mocnost filtrační vrstvy 1 m, sklon svahů 1:1,5. Přítok a sběr odpadní je řešen stejně jako u prvního kořenového pole. Filtrační lože kořenových polí Je vyplněno hrubým kamenivem (50 - 120 mm) a jemnější frakcí (štěrk o zrnitosti 4 - 8 mm). Celková mocnost filtračního pole je 1 m. Lože je izolováno PVC fólií a geotextilií. Vegetační pokryv kořenových polí sestává z porostu chrastice rákosovité. V sušších místech se uchytily různé ruderální druhy náročné na živiny, např. kopřiva dvoudomá, místy se uchytil porost rákosu obecného [13]. Pole jsou jednou ročně kosena a materiál je kompostován.

32

Regulační šachty Slouží k regulaci výšky hladiny ve filtračních polích. K tomuto účelu jsou zde dřevěné dluže, pomocí nichž se hladina vody udržuje zpravidla 10 cm pod povrchem štěrku. Rozdělovací šachty Umožňují regulaci průtoků na jednotlivá filtrační lože [24]. Obtokové potrubí Je zřízeno pro možnost vyřazení jednoho z polí z provozu pro případnou kontrolu a čištění filtrační náplně. Obtok je vyústěn do biologického rybníka [3]. Dočišťovací stupeň

6.2.3

Dočišťovací stupeň VKČ tvoří mělká nízkozatěžovaná stabilizační nádrž s převládajícími aerobními podmínkami. Jedná se o zemní nádrž určenou k dočištění vody odtékající z kořenových polí. Hlavním cílem stabilizační nádrže je snížení obsahu živin ve vodě odtékající z čistírny do recipientu. Přítok není nadlepšován z potoka Kolelač. Vyčištěná voda z kořenových polí je jediný zdroj vody pro tuto stabilizační nádrž. 6.2.3.1 Popis nádrže - stávající stav (C1) Normální hladina odpovídá hladině maximální. - specifická hladina

97,80 m r.v.

- plocha vodní hladiny při specifické hladině/maximální hladině

835 m2

- objem nádrže při maximální hladině

630 m3

- kóta koruny hráze

98,40 m r.v.

- hloubka vody při max. hladině

minimální

0,60 m

maximální

1,40 m [13]

6.2.3.2 Objekty na stabilizační nádrži Odběrný objekt (C2) Může sloužit pro případné nadlepšení přítoku do rybníka z potoku Kolelač. Koryto potoka je v okolí odběrného objektu zpevněno lomovým kamenem. Vzdutí hladiny potoka lze zajistit dlužemi, pro které jsou v březích potoka zabudovány vodící

33

slupice. Na samostatný betonový odběrný objekt opatřený česlovou stěnou navazuje potrubí DN 300. Tento objekt nebyl od zahájení provozu VKČ v provozu. Nátokový objekt Potrubí přivádí do nádrže vodu z šachty, do které se stékají vody po vyčištění v kořenových polích. Nátokový objekt tvoří PVC potrubí DN 300 ústící do nádrže v blízkosti rohu nádrže. Spodní hrana potrubí navazuje na dno nádrže. Výpustný objekt (C3) Jedná se o polouzavřený požerák s jednou dlužovou stěnou. Slouží k regulaci hladiny v nádrži a jejímu případnému vypuštění. Odvod vody, stejně jako přívod, je na rybníce řešen nedostatečně. V kombinaci s jednobodovým vtokem podporuje v nádrži vznik preferenčních proudů a prostorů, kde voda stojí a kde probíhají nežádoucí anaerobní procesy. Samostatné dlužové stěně je předřazena betonová norná stěna, která slouží jako jednoduchý bezpečnostní přepad. Její horní hrana je 0,8 metrů pod horní hranou požeráku. Odvod vody probíhá spodní výustí pod nornou stěnou. Tento způsob odběru vody by měl zajišťovat odběr z podtrofogenní zóny a tím eliminovat v odtoku z nádrže sekundární znečištění od řas v letním období. Při současném uspořádání a hloubce nádrže se řasy v některých obdobích roku vyskytují v celém vodním sloupci, a tak dochází k nežádoucímu znečišťování potoka Kolelač pod vyústěním z VKČ [3].

Obr. 2 Schéma VKČ Hostětín [24]

6.3 Návrhové parametry VKČ, investiční a provozní náklady Čistírna byla navržena podle rovnic pro výpočet odstranění organického znečištění a nerozpuštěných látek (viz.Šálek, Tlapák, 2006; Vymazal, 1995).

34

6.3.1

Projektová kapacita

- průměrný denní přítok

47,6 m3·den-1 (0,55 l·s-1)

- látkové zatížení BSK5

15,12 kg·den-1 (212 mg·l-1)

- počet EO

280

- plocha filtračních polí

1240 m2 (4,4 m2·1-1·obyvatel-1)

- plocha dočišťovací nádrže

940 m2 [24]

Pro VKČ Hostětín byly povoleny Okresním úřadem v Uherském Hradišti limitní – přípustné koncentrace vypouštěného znečištění do recipientu Kolelač uvedené v tab. 10 [13]. Tab. 10 Povolené limitní přípustné hodnoty vypouštěného znečištění na odtoku z VKČ [13] Měřené Přípustná parametry koncentrace BSK5 20 mg·l-1 CHSKCr 70 mg·l-1 NL 25 mg·l-1 Tab. 11 Přehled parametrů VKČ a investičních a provozních nákladů [19] Hodnota (cena v závorce je se započtenou inflací - přepočtena na rok 2002) červenec 1996 asi 1,9 (2,8) mil. Kč

Parametr ČOV Uvedena do provozu: Celkové náklady na stavbu čistírny Celkové náklady na stavbu čistírny i kanalizace Plocha zabraná ČOV Projektovaný počet EO Počet obyvatel v obci (ke 31. 12. 2008) Počet skutečně připojených obyvatel Investiční náklady na ČOV (Kč na 1 připojeného obyvatele obce) Investiční náklady při využití celé kapacity (Kč na 1 EO) Náklady na energii v roce 2006 Náklady na údržbu za rok 2006 Celkové roční náklady na údržbu a provoz (2006) Poměr celkových ročních nákladů na údržbu a provoz ČOV vzhledem k ročnímu rozpočtu obcí (2006)

4,9 (7,1) mil. Kč 2740 m2 280 245 236 8 051 (11 668),- Kč 6 786 (9 835),- Kč 1 700,- Kč 14 100,- Kč cca 40 000,- Kč 2,6 %

35

6.4 Vyhodnocení účinnosti čištění VKČ Porovnání s povolenými přípustnými hodnotami vypouštěného znečištění na odtoku. Hodnoty naměřené a vypočtené ze vzorků odebraných na VKČ v Hostětíně v letech 1996 - 2003 vypovídají o její vysoké čistící schopnosti. Přípustné limitní koncentrace na odtoku z VKČ nebyly pro ukazatele N-NH4+ a celkový fosfor předepsané. Z dlouhodobých výsledků sledování VKČ vyplývá následující účinnost čištění: BSK5 88 %, CHSKCr 80 % a NL 63 %. Tab. 12 Průměrné hodnoty BSK5 na přítoku a odtoku z VKČ (autorka) Rok

-1

BSK5 [mg.l ]

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Roční průměr

mg·l-1 přítok 68,7 35,5 64,6 36,7 390,8 79,0 26,3 95,2 58,9 42,2 53,8 40,3 67,4

BSK5 mg·l-1 odtok 5,4 7,1 10,5 6,8 28,5 17,6 14,4 10,2 7,1 6,7 7,0 2,9 5,9

% účinnost 92 80 84 82 93 78 45 89 88 84 87 93 91

81,5

10,0

88

450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

rok přítok

odtok

max. přípustná hodnota

Obr. 3 Graf účinnosti čištění – BSK5 (autorka)

36

Tab. 13 Průměrné hodnoty CHSKCr na přítoku a odtoku z VKČ (autorka) Rok

-1

CHSK5 [mg.l ]

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Roční průměr

CHSKCr mg·l-1 % odtok účinnost 25,6 81 31,3 67 32,4 79 27,1 66 65,4 90 42,2 69 31,8 58 36,3 79 21,8 85 27,2 73 31,9 66 23,0 84 30,0 80

-1

mg·l přítok 138,2 96,1 157,0 80,0 623,9 137,7 76,4 174,6 142,2 101,7 95,1 143,3 150,0 162,8

32,8

80

650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 rok přitok

odtok

max. přípustná hodnota

Obr. 4 Graf účinnosti čištění – CHSKCr (autorka)

37

Tab. 14 Průměrné hodnoty nerozpuštěných látek na přítoku a odtoku z VKČ (autorka) Rok 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Roční průměr

Nerozpuštěné látky mg·l-1 mg·l-1 % přítok odtok účinnost 34,0 19,3 43 25,4 7,1 72 34,4 20,2 41 27,0 7,5 72 119,8 21,9 82 56,3 25,6 54 45,5 25,3 45 65,1 20,4 69 39,4 6,5 83 37,8 22,5 40 35,3 12,5 65 39,0 7,3 81 61,8 31,7 49 47,7

17,5

63

150,0 -1

N L [m g .l ]

125,0 100,0 75,0 50,0 25,0 0,0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 rok přítok

odtok

max. přípustná hodnota

Obr. 5 Graf účinnosti čištění – nerozpuštěné látky (autorka)

V průměrných ročních koncentracích byl překročen limit BSK5 v roce 2000 a v roce 2006, množství nerozpuštěných látek bylo mírně překročeno (o desetiny mg·l-1) v roce 2001 a 2002.

38

Z období let 2003 až 2005 bylo možné vyhodnotit podrobnější výsledky analýz vzorků odpadních vod z VKČ Hostětín, včetně ukazatelů amoniakální dusík a celkový fosfor. Rozmezí koncentrací zjištěných pro jednotlivé ukazatele na přítoku na VKČ, na odtoku z kořenových polí a na odtoku ze stabilizační nádrže jsou uvedeny v tab. 15. Tab. 15 Hodnoty ukazatelů znečištění na vybraných sledovaných profilech [13] Profil Ukazatel min. průměr max. Ukazatel min. průměr max. Ukazatel min. průměr max. Ukazatel min. průměr max. Ukazatel min. průměr max.

přítok na VKČ mg·l-1

odtok z KP mg·l-1 BSK5 1,90 16,69 68 CHSKCr 8 42,27 78 NL 1 9,82 16 N-NH4+ 1,27 18,56 36,64 Pcelk 0,23 3,08 5,16

1 64,9 195 17 142,8 588 8 41,9 123 2,79 23,25 44,00 0,57 2,84 5,81

Legenda: KP – kořenová pole BN – biologická nádrž

39

odtok z BN (odtok z VKČ) mg·l-1 0,20 13,21 28 12 44,54 109 8 27,77 64 0,09 9,15 25,21 0,24 1,74 3,94

7

DISKUZE Vegetační kořenové čistírny využívají při čištění odpadních vod extenzivní

způsoby čištění. Procesy, probíhající na jednotlivých stupních čištění, odpovídají svým charakterem a rychlostí procesům, které můžeme pozorovat v přirozených mokřadech a rybnících zatížených antropogenním znečištěním. Mezi často diskutovanou otázku při používání této technologie v čistírenství patří problematika funkčnosti v zimním, tedy mimovegetačním období. V klimatických a biologických podmínkách České republiky se za toto období obecně považuje část roku mezi polovinou října až koncem března. V této práci byla zhodnocena účinnost čištění během celého roku, tedy ve vegetačním i mimovegetačním období. Je třeba poznamenat, že vegetační čistírna byla projektována na eliminaci organického znečištění a zadržení nerozpuštěných látek. Z toho vyplývají předpoklady pro nižší schopnost eliminace znečištění nutrienty (dusík a fosfor). V práci byly hodnoceny parametry BSK5, CHSKCr, nerozpuštěné látky za období let 1996 – 2008. Dále pak N-NH4+, Pcelk. za období let 2003 – 2005. Z dlouhodobých výsledků sledování VKČ vyplývá účinnost čištění pro BSK5 88 %, pro CHSKCr 80 % a pro NL 63 %. Z přehledu průměrných hodnot znečištění na přítoku na VKČ je patrné, že čistírna není zatěžována množstvím znečištění odpovídajícímu projektovým předpokladům. Roční průměrné koncentrace organického znečištění vyjádřené ukazatelem BSK5 se pohybují v rozmezí 26,3 – 95,2 mg·l-1, což je oproti návrhové hodnotě 212 mg·l-1 méně než poloviční množství. Výjimkou byl rok 2000, kdy došlo k napojení provozu moštárny v obci Hostětín na kanalizaci a následně na VKČ (průměrná roční koncentrace BSK5 390,8 mg·l-1). Během krátké doby došlo k provozním problémům způsobených charakterem a složením odpadních vod (odpadní vody z potravinářského průmyslu), které se projevovali zejména počínající kolmatací polí. Z těchto důvodů bylo následně přijato řešení, spočívající v odpojení odpadních vod z moštárny od jednotné kanalizace a VKČ a jejich samostatná likvidace. VKČ je schopná absorbovat velké výkyvy v množství odpadních vod. Během 24hodinových měření byly zachyceny ranní, večerní a víkendové polední špičky v hydraulickém i látkovém zatížení. Průměrný roční přítok na VKČ je asi 14000 m3·rok1

. Průměrná hodnota denních průtoků podle podrobných měření z roku 2006 byla

0,59 l·s-1 na přítoku (rozpětí hodnot bylo 0,11 – 1,25 l·s-1). Návrhová hodnota

40

průměrného denního průtoku je 0,55 l·s-1. Čistírna je tedy hydraulicky přetížena jen nárazově. VKČ je každodenně kontrolována pracovníkem obsluhy. Pravidelně jsou čištěny česle. Podle aktuálních průtokových poměrů a dešťových událostí je čištěn usazovací prostor lapáku písku. Voda z dešťové usazovací nádrže je po odsazení odpouštěna do recipientu, kterým je potok Kolelač. Usazené hrubé nečistoty jsou těženy ručně. Nádrž je možné provozovat i tak, že zachycené vody jsou přečerpávány na přítok před lapák písku. Pravidelně zhruba čtvrtletně je vyvážen zachycený anaerobně stabilizovaný kal z usazovací nádrže s vyhnívacími prostorami a písek z lapáku písku. Biomasa chrastice rákosovité, která je dominantním druhem ve vegetaci kořenových polí, je pravidelně během vegetační sezóny sklízena a kompostována v místě VKČ. Postupem času se v porostu kořenových polí uchytily i jiné druhy vegetace, zejména porost kopřivy dvoudomé v sušších místech a porost rákosu obecného. Dočišťovací stabilizační nádrž byla ke konci roku 2005 vypuštěna z důvodu odbahnění. Po vypuštění byl podrobným průzkumem a zaměřením stanoven rozsah zabahnění. Na základě průzkumu bylo rozhodnuto nádrž neodbahňovat. Nádrž zůstala částečně vypuštěná do konce léta 2006, kdy byla sklizena vegetace bylin, makrofyt a vrb ze dna nádrže a následně byla nádrž opět napuštěna. Parametry stávající stabilizační nádrže vyhovují návrhovým parametrům podle Effenbergra a Duroně (1984). Pouze v případě hloubky nádrže není dosaženo požadované hodnoty a to kvůli nevhodnému tvaru břehu a dna nádrže v místě vyústění vtokového potrubí.

41

8

ZÁVĚR Bakalářskou práci je možno rozdělit do tří částí. První část je tvořena literárním

přehledem, který se zabývá problematikou přírodního čištění odpadních vod a popisuje princip vegetačních kořenových čistíren. Druhá část této práce popisuje lokalitu, na níž se daná vegetační kořenová čistírna nachází. Třetí část je soustředěna na charakteristiku provozu VKČ Hostětín a jeho vyhodnocení. Zrušení stavební uzávěry v Hostětíně, které bylo podmíněno řešením čištění odpadních vod, bylo nezbytným krokem na cestě k rozvoji obce a to jak výstavby nových bytů či domů, tak i možnosti vzniku podnikání v obci. Přírodě blízké řešení čistění odpadních vod pomocí vegetační kořenové čistírny se v Hostětíně ukázalo jako velmi vhodné a navázalo i na další environmentální projekty obce. Celkově tak přispělo k rozvoji turistického potenciálu obce. Investiční náklady jsou srovnatelné s jinými druhy řešení čištění odpadních vod, ale nesrovnatelně nižší v této obci jsou provozní náklady. A to díky úspoře energie, přičemž dosahovaný čistící účinek splňuje, až na výjimky způsobené produkcí sekundárního znečištění v dočišťovací nádrži, předepsané předpisy. Přestože stabilizační nádrž na konci soustavy vegetační kořenové čistírny odpadních vod splňuje návrhové parametry pro dočišťovací biologickou nádrž podle Effenbergra a Duroně (1984), z výsledků analýzy je patrné, že v některých případech dochází při průtoku vody stabilizační nádrží ke zhoršení měřených parametrů BSK5, CHSKCr a NL. Ojediněle dochází ke zhoršení výsledků až do té míry, že jejich hodnoty překročí povolené limity. Na základě výsledků průzkumu a sledování čistírny byla v minulých letech odborníky doporučena opatření pro zlepšení funkčnosti VKČ, která již byla realizována. Jako další opatření bych navrhovala sběr biomasy okřehku z hladiny stabilizační nádrže. Sběr provádět ke konci každé vegetační sezóny (září, říjen). Případně provést sběr části biomasy i několikrát během sezóny, pokud již okřehek pokrývá většinu hladiny a biomasa brání přístupu kyslíku do vodního prostředí V případě požadavku na řešení úniku sekundárního znečištění lze technologii VKČ doplnit o dočišťovací kamenný filtr (zrnitost filtračního materiálu je asi 64 - 125 mm).

42

9

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

[1] CZUDEK, T. Geomorfologické členění ČSR. 1:500 000. Brno : GÚ ČSAV, 1972. [2] EFFENBERGER, M., DUROŇ, R. Stabilizační nádrže pro čištění a dočišťování odpadních vod. 1. vyd. Praha : VÚV Praha, 1982. 69 s. [3] GREBENÍČKOVÁ, Jitka. Návrh rekonstrukce biologické nádrže v ČOV Hostětín. [s.l.], 2007. 61 s. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Lesnická a dřevařská fakulta. Diplomová práce. [4] HRABEC, J., et al. Chráněná území Uherskohradišťska a Uherskobrodska. 1. vyd. Uherské Hradiště : ČSOP Uherské Hradiště, 2002. 68 s. ISBN 78-59617-15-4 [5] HYÁNKOVÁ , Eva, HŘEBÍČKOVÁ, Jana, SLABĚŇÁKOVÁ, Jana. Kolmatace ve vegetačních kořenových čistírnách a její vliv na životnost zařízení. In VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodního hospodářství krajiny. Přírodní způsoby čištění vod IV : Sborník přednášek ze semináře konaného dne 9. listopadu 2005. 1. vyd. Brno : CERM, 2005. s. 25-30. ISBN 80-214-3023-0. [6] JUST, Tomáš, FUCHS, Petr, PÍSAŘOVÁ, Miroslava. Odpadní vody v malých obcích. 2. upr. vyd. Praha : Ústav pro ekopolitiku, 2004. 120 s. ISBN 80-9032445-2. [7] KOČKOVÁ, Eva, et al. Vegetační kořenové čistírny odpadních vod. 1. vyd. Praha : Ministerstvo zemědělství ČR v České zemědělské tiskárně, 1994. 67 s. ISBN 80-7084-104-4. [8] KOUŘIL, Milan. Kořenové čistírny : Alternativní způsob nakládání s odpadními vodami (informační brožura pro obce, soukromníky a zemědělce). 1. vyd. České Budějovice : [s.n.], 2006. 24 s. ISBN 80-86778-22-3. [9] KREJČÍ, O. Vysvětlující text ke geologické mapě 1:50 000. Luhačovice : Mscr, 1995. s. 25-34. [10] NOVÁK, P. et al. Syntetická půdní mapa ČR : 1 : 200 000. Praha : Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo životního prostředí ČR, 1991 [11] QUITT, E. Klimatické oblasti ČSR : Mapa 1:500 000. Brno : GÚ ČSAV, 1970. [12] RICHTER, Miroslav. Technologie ochrany životního prostředí : Část 1, Ochrana čistoty vod. 1. vyd. Ústí nad Labem : Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, 2005. 79 s. Skripta. ISBN 80-7044-684-6.

43

[13] ROZKOŠNÝ, Miloš. Závěry ze sledování a provozu KČOV Hostětín. [s.l.] : [s.n.], 2008. 7 s. [14] SOJKA, Jan. Malé čistírny odpadních vod. 1. vyd. Brno : ERA, 2001. 98 s. ISBN 80-86517-11-X. [15] STUDENÍKOVÁ, J.. Společenská kronika za rok 2008. Hostětínský zpravodaj. 1.1.leden 2009, č. 1, s. 3. Dostupný z WWW: . [16] ŠÁLEK, Jan, TLAPÁK, Václav. Přírodní způsoby čištění znečištěných povrchových a odpadních vod. 1. vyd. Praha : Informační centrum ČKAIT, 2006. 283 s. ISBN 80-86769-74-7. [17] ŠÁLEK, Jan, ŽÁKOVÁ, Zdeňka, HRNČÍŘ, Petr. Přírodní čištění a využívání vody : v rodinných domech a rekreačních objektech. 1. vyd. Brno : ERA, 2008. 115 s. ISBN 978-80-7366-125-0. [18] ŠŤASTNÝ, Josef, et al. Odvádění a čištění odpadních vod z malých obcí. 1. vyd. Praha : Ministerstvo lesního a vodního hospodářství ČSR, Státní zemědělské nakladatelství, 1984. 244 s. [19] UHLÍŘOVÁ, Jitka. Co přinesly projekty v Hostětíně? : Analýza modelových projektů udržitelného rozvoje. 1. vyd. Brno : Trast pro ekonomiku a společnost, 2008. 86 s. Diskusní sešit č. 3. Dostupný z WWW: . ISBN 978-80-904148-1-5. [20] VÍTĚZ, Tomáš, GRODA, Bořivoj. Čištění a čistírny odpadních vod. 1. vyd. Brno : MZLU v Brně, 2008. 126 s. ISBN 978-80-7375-180-7. [21] VYMAZAL, Jan. Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách. 1. vyd. Třeboň : ENVI, 1995. 147 s. [22] VYMAZAL, Jan, KRÖPFELOVÁ, Lenka. Kořenové čistírny odpadních vod v České republice, jejich využití pro různé druhy odpadních vod. In, 14. 10. 2008 Třeboň. ENKI. Třeboň : ENKI, 2008. s. 28-35. ISBN 978-80-254-3059-0. [23] ZO ČSOP Veronica. Hostětínská ceta : Analýza modelových projektů udržitelného regionálního rozvoje v Hostětíně, 1992–2008. 1. vyd. Hostětín : ZO ČSOP Veronica, Centrum Veronica Hostětín, 2008. 16 s. Dostupný z WWW: . ISBN 978-80904109-5-4.

44

[24] ZO ČSOP Veronica. Voda a krajina : Přírodní způsoby čištění odpadních vod, Kořenová čistírna odpadních vod v Hostětíně. 1. vyd. Hostětín : ZO ČSOP Veronica, Centrum Veronica Hostětín, [2004]. 12 s. Dostupný z WWW: .

INTERNETOVÉ ZDROJE [25] BENEŠOVÁ, Libuše. Problematika městských odpadních vod [online]. 2008 [cit. 2009-02-17]. Dostupný z WWW: . [26] HOLEČEK, Miroslav. Požadavky na kvalitu vypouštěných odpadních vod do vod povrchových [online]. 20.11.2007 [cit. 2009-05-12]. Dostupný z WWW: . [27] Hostětín - mapy : Zlínský kraj [online]. c1998-2009 , 2004 [cit. 2009-05-17]. Dostupný z WWW: . [28] Ministerstvo životního prostředí ČR. Nařízení vlády o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech [online]. [2001] [cit. 2009-05-12]. Dostupný z WWW: . [29] Ministerstvo životního prostředí ČR. Směrnice 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod [online]. [2001] [cit. 2009-05-11]. Dostupný z WWW: . [30] Ministerstvo životního prostředí ČR. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů [online]. [2001] [cit. 2009-05-12]. Dostupný z WWW: . [31] Ministerstvo životního prostředí ČR. Zákon o odpadech a o změně některých dalších zákonů (úplné znění) [online]. [2001] [cit. 2009-05-13]. Dostupný z WWW:

45

. [32] Odbor ochrany vod Ministerstva životního prostředí. Metodická příručka : Zneškodňování odpadních vod v obcích do 2 000 ekvivalentních obyvatel [online]. březen 2009 [cit. 2009-05-11]. Dostupný z WWW: . [33] VACULÍKOVÁ, Věra. Stav čištění odpadních vod v kraji. Okno do kraje. 2009, roč. 5, duben 2009, s. 9. Dostupný z WWW: . [34] VYMAZAL, Jan. Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách [online]. c2006 [cit. 2009-01-27]. Dostupný z WWW: .

46

10 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Podélný řez VKČ s horizontálním průtokem [25] ............................................... 20 Obr. 2 Schéma VKČ Hostětín [24] ................................................................................. 34 Obr. 3 Graf účinnosti čištění – BSK5 (autorka) .............................................................. 36 Obr. 4 Graf účinnosti čištění – CHSKCr (autorka) ......................................................... 37 Obr. 5 Graf účinnosti čištění – nerozpuštěné látky (autorka)......................................... 38

47

11 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Limity kvality vypouštěných odpadních vod (emisní standardy) dle nařízení vlády č. 61/2003 Sb. v mg·l-1 [28]. ........................................................................................... 11 Tab. 2 Součinitele maximální a minimální hodinové nerovnoměrnosti kh max a kh min [16] ........................................................................................................................................ 14 Tab. 3 Orientační hodnoty specifické produkce znečištění [g·d-1] na jednoho obyvatele podle ČSN 75 6402 [17] ................................................................................................. 16 Tab. 4 Orientační složení komunálních (splaškových) odpadních vod [14] .................. 17 Tab. 5 Různé druhy využití přírodních způsobů čištění [16] .......................................... 18 Tab. 6 Různé způsoby využití přírodních a umělých mokřadů [16] ............................... 19 Tab. 7 Předpokládaná účinnost čištění pro jednotlivé ukazatele znečištění [6] ............ 21 Tab. 8 Procesy, uplatňující se při čištění odpadních vod v mokřadním prostředí VKČ [7] ................................................................................................................................... 24 Tab. 9 Charakteristiky klimatických oblastí [11]. .......................................................... 28 Tab. 10 Povolené limitní přípustné hodnoty vypouštěného znečištění na odtoku z VKČ [13] ................................................................................................................................. 35 Tab. 11 Přehled parametrů VKČ a investičních a provozních nákladů [19] ................. 35 Tab. 12 Průměrné hodnoty BSK5 na přítoku a odtoku z VKČ (autorka) ........................ 36 Tab. 13 Průměrné hodnoty CHSKCr na přítoku a odtoku z VKČ (autorka) ................... 37 Tab. 14 Průměrné hodnoty nerozpuštěných látek na přítoku a odtoku z VKČ (autorka)38 Tab. 15 Hodnoty ukazatelů znečištění na vybraných sledovaných profilech [13] ......... 39

48

12 SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 Mapa obce Hostětín [27] ........................................................................... 51 Příloha č. 2 Letecký pohled na Hostětín s VKČ v popředí [24] .................................... 51 Příloha č. 3 Mechanický stupeň čištění – lapák písku a provozní přístřešek [24] ........ 52 Příloha č. 4 Mechanický stupeň čištění – usazovací nádrž (foto Staňková 2009)......... 52 Příloha č. 5 Mechanický stupeň čištění – dešťová zdrž (foto Staňková 2009) .............. 52 Příloha č. 6 První filtrační pole (foto Staňková 2009) .................................................. 53 Příloha č. 7 Druhé filtrační pole (foto Staňková 2009)................................................. 53 Příloha č. 8 Rozdělovací potrubí (foto Staňková 2009)................................................. 53 Příloha č. 9 Stabilizační nádrž (foto Staňková 2009).................................................... 54 Příloha č. 10 Recipient – potok Kolelač (foto Staňková 2009) ..................................... 54

49

PŘÍLOHY

50

Příloha č. 1 Mapa obce Hostětín [27]

Příloha č. 2 Letecký pohled na Hostětín s VKČ v popředí [24]

51

Příloha č. 3 Mechanický stupeň čištění – lapák písku a provozní přístřešek [24]

Příloha č. 4 Mechanický stupeň čištění – usazovací nádrž (foto Staňková 2009)

Příloha č. 5 Mechanický stupeň čištění – dešťová zdrž (foto Staňková 2009)

52

Příloha č. 6 První filtrační pole (foto Staňková 2009)

Příloha č. 7 Druhé filtrační pole (foto Staňková 2009)

Příloha č. 8 Rozdělovací potrubí (foto Staňková 2009)

53

Příloha č. 9 Stabilizační nádrž (foto Staňková 2009)

Příloha č. 10 Recipient – potok Kolelač (foto Staňková 2009)

54