Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky (AF)

Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu Diplomová práce

Vedoucí práce Ing. Bc. Petr Junga, Ph.D.

Vypracovala: Bc. Martina Viktorinová

Brno 2014

2

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem práci: Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací.

Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.

Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.

V Brně dne: 23.4.2014 Podpis

3

PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu diplomové práce panu Ing. Bc. Petru Jungovi, Ph.D. za odborné připomínky, cennou pomoc a ochotu při konzultacích diplomové práce.

4

ABSTRAKT Tato diplomová práce na téma Návrh čistírny odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu se v literární rešerši zabývá problematikou technologií čistíren odpadních vod a legislativou s problematikou související. Dále práce řeší charakteristiku zemědělského areálu v návaznosti na širší územní vztahy. Zabývá se popisem a analýzou původního stavu nakládání s odpadními vodami a to jak z hlediska kvalitativních, tak kvantitativních hospodářských údajů, stanovením návrhových parametrů pro novou čistírnu odpadních vod a návrhem variantních řešení čistíren odpadních vod. Výhodami a nevýhodami jednotlivých navrhovaných řešení a jejich srovnáním z hlediska technologického a finančního. Jednotlivé varianty řešení jsou zapracovány do grafické části. Klíčová slova: čistírna odpadních vod, odpadní vody dešťové, odpadní vody splaškové, vodoprávní legislativa

ABSTRACT This diploma thesis presents a design of a wastewater treatment plant for a selected agricultural estate. Its literature research deals with technologies for wastewater treatment plants and relevant legislation. Furthermore, the characteristics of the agricultural estate are discussed in relation to the given area. The original state of wastewater treatment is presented and analysed both in terms of qualitative and quantitative agricultural data. Parameters of a new wastewater treatment plant and possible alternatives are designed and their advantages and disadvantages compared. Each of the possible solutions is then presented in the graphical part of the thesis. Keywords: wastewater treatment plant, sewage water, rain water, water legislation

5

OBSAH 1

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

2

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

3

LITERÁRNÍ REŠERŠE ....................................................................................... 10 3.1

Legislativa ....................................................................................................... 10

3.1.1

Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod ............. 10

3.1.2

Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, v platném znění ................................... 11

3.1.3

Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění ....................................... 12

3.1.4 Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění........................................................................................................ 12 3.1.5

Zákon o odpadech 185/2001 Sb., v platném znění ................................... 13

3.2

Technologie čistíren odpadních vod ............................................................. 15

3.3

Přírodní způsoby čištění odpadních vod ...................................................... 16

3.3.1

Vegetační kořenové čistírny ..................................................................... 18

3.3.2

Výhody a nevýhody přírodního způsobu čištění ...................................... 24

3.4

Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod .......................................... 24

3.4.1

Výhody a nevýhody mechanicko-biologických čistíren ........................... 31

3.5

Malé balené ČOV ........................................................................................... 31

3.6

Septik ............................................................................................................... 31

3.7

Jímka na vyvážení .......................................................................................... 32

4

METODIKA .......................................................................................................... 33

5

ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ BOHDALICE-PAVLOVICE ............................................ 34

6

POPIS AREÁLU ................................................................................................... 39 6.1

Stávající stav ................................................................................................... 39

6.1.1

Množství splaškových vod........................................................................ 41

6.1.2

Složení odpadních vod .............................................................................. 41

6.1.3

Množství srážkových vod ze střech .......................................................... 42 6

6.1.4 Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m2)................................................................................. 43 6.2

Nový stav ......................................................................................................... 43

6.2.1

Množství splaškových vod........................................................................ 45

6.2.2

Množství srážkových vod ze střech .......................................................... 47

6.2.3 Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m2)................................................................................. 48

7

6.2.4

Požární nádrž ............................................................................................ 49

6.2.5

Odpadní vody ve specifických provozech areálu ..................................... 50

NÁVRH ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD .......................................................... 56 7.1 Varianta A – Vegetační kořenová čistírna s horizontálním podpovrchovým průtokem ....................................................................................... 56 7.1.1

Výpočet základních návrhových parametrů ............................................. 56

7.1.2

Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV ............................................... 61

7.1.3

Finanční vyčíslení varianty A ................................................................... 63

7.2

Varianta B – Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod ................... 64

7.2.1

Vlastní uspořádání mechanicko-biologické čistírny ................................. 64

7.2.2

Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV ............................................... 65

7.2.3

Finanční vyčíslení varianty B ................................................................... 66

7.3

Varianta C – Jímka na vyvážení ................................................................... 66

7.3.1

Finanční vyčíslení varianty C ................................................................... 67

8

DISKUZE ............................................................................................................... 70

9

ZÁVĚR ................................................................................................................... 72

10 SEZNAM INFORMAČNÍCH ZDROJŮ ............................................................. 73 11 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK .................................................................. 79 12 SEZNAM TABULEK ........................................................................................... 81 13 PŘÍLOHY .............................................................................................................. 82

7

1

ÚVOD

Voda je základní podmínkou pro život na naší planetě. Stabilita všech společností od dávných civilizací Blízkého východu a Asie až po soudobé státy vždy závisela na dostatku vodních zdrojů a na jejich kvalitě. Voda ovlivňuje budoucnost celého lidstva, proto je nutné zabývat se její ochranou a jakostí. Stejně tak je důležité zabývat se vodami odpadními, které vznikají v důsledku lidské činnosti a mohou negativně ovlivnit jakost vod povrchových a podzemních zejména obsahem organických látek, patogenních mikroorganismů, toxinů a dalších látek (www. 1). Abychom dosáhli obnovy přirozené funkce kvality vody a současně zajistili ochranu životního prostředí a zejména vodních ekosystémů, je nutné přistoupit k efektivnímu čištění odpadních vod. Účelem čištění odpadních vod je mechanicky odstranit větší část nerozpuštěných látek obsažených v odpadních vodách a fyzikálně-chemickými a především biologickými způsoby rozložit látky rozpuštěné tak, aby na odtoku z čistíren odpadních vod nepředstavovaly žádnou významnou zátěž pro recipient. Jakost vody v tocích má zásadní význam pro ekologickou hodnotu krajiny. Je možno konstatovat, že na mnoha místech stále vzrůstá potřeba vybudování čistíren odpadních vod (Vítěz, Groda, 2008). Výstavba klasických (mechanicko-biologických) čistíren je v menších obcích mnohdy nereálná vzhledem k vysokým finančním nákladům na vybudování a provoz. Z tohoto a z dalších důvodů můžeme přistoupit k úvaze o alternativních technologiích. Ty využívají pro čištění odpadních vod přírodní procesy podobné těm, které probíhají v mokřadech a vodních nádržích. Pro vypracování této diplomové práce jsem se rozhodla, protože je důležité řešit nakládání s odpadními vodami pro zlepšení stavu životního prostředí. V zemědělském areálu v Bohdalicích-Pavlovicích je nutné hledat řešení přímo v místě vzniku odpadních vod a přihlížet na jejich charakter a množství. Tato diplomová práce by měla sloužit jako podklad při rozhodování občanského sdružení Manner, o. s., o konečném řešení nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu.

8

2

CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE

Cílem této diplomové práce je v teoretické části zpracovat literární rešerši o problematice čištění odpadních vod a v praktické části řešit konkrétní návrh způsobu čištění odpadních vod ve vybraném zemědělském areálu ve více variantách. Na základě návrhu jednotlivých variant budou vyhodnoceny jejich výhody a nevýhody z finančního a technologického hlediska. Součástí práce jsou přílohy obsahující grafickou část s navrženými variantami.

9

3

LITERÁRNÍ REŠERŠE

V České republice žije více než 10,5 milionů obyvatel. Odpadní vody produkované touto populací a průmyslem jsou jednou z příčin znečištění životního prostředí. Mohou nejen ohrozit jakost pitné vody, ale také urychlit ubývání biologické rozmanitosti a narušit stabilitu celých ekosystémů. Chceme-li přistupovat k přírodě zodpovědně, je nutné budovat čistírny odpadních vod na co nejvíce zdrojích znečištění, neustále zlepšovat technologie čištění odpadních vod a přistupovat k jednotlivým zdrojům znečištění odpadních vod individuálně – klást tedy důraz na efektivní odstraňování odpadních vod bez negativních dopadů na životní prostředí.

3.1 Legislativa 3.1.1

Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod

Tato směrnice je základním právním nástrojem v Evropské unii řešícím problematiku odpadních vod. Směrnice má za cíl zajistit ochranu povrchových vod před znečišťováním způsobeným vypouštěním komunálních odpadních vod a biologicky odbouratelných průmyslových odpadních vod a ochranu životního prostředí před nepříznivými účinky vypouštění výše uvedených odpadních vod (Vítěz, Groda, 2008). Pro Českou republiku tato směrnice znamenala povinnost vybudovat kanalizaci a čistírny odpadních vod pro obce s vyšším počtem než 2000 EO do roku 2005 respektive do roku 2000 pro průmyslové zdroje znečištění nad 4000 EO (Vítěz, Groda, 2008). Pro tuto směrnici bylo vyjednáno přechodné období k zajištění potřebných opatření do roku 2010. Nyní by měly všechny obce a města nad 2000 EO a průmyslové zdroje nad 4000 EO mít dokončenou a provozovanou kanalizaci a čistírnu odpadních vod s biologickým stupněm čištění. Pro vypouštěné vody z čistíren odpadních vod požaduje směrnice stanovit emisní limity a systém vzorkování a kontroly (www. 2). Podmínky směrnice Rady č. 91/271/EHS v roce 2010 nebyly splněny. Nesplnění termínu je spojeno se sankcí, kterou mohou orgány EU uplatnit vůči ČR (www. 3). Dle 10

odborného článku z internetového zdroje (www. 4), který se zabývá plněním požadavků Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod, lze konstatovat, že Česká republika má stejně tak jako další členské státy problémy s naplněním požadavků směrnice, kterých mělo být dosaženo před více než 9 lety.

3.1.2

Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, v platném znění

Základním právním předpisem českého právního řádu mimo mezinárodní smlouvy a právo EU upravujícím ochranu vod je zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, ve znění pozdějších předpisů. Zákon nabyl účinnosti 1. 1. 2002. Účelem tohoto zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit hospodárné podmínky pro využívání vodních zdrojů a pro zachování i zlepšení jakosti povrchových a podzemních vod. Předmětem je úprava právních vztahů k povrchovým a podzemním vodám, vztahy fyzických a právnických osob k využívání povrchových a podzemních vod, a to v zájmu zajištění trvale udržitelného užívání těchto vod (§ 1, účel a předmět zákona č. 254/2001 Sb., v platném znění). Odpadní vody Odpadní vody jsou definovány v § 38, díle 5, Ochrana jakosti vod, zákonem č. 254/2001 Sb., v platném znění. Zákon tyto vody definuje jako vody použité v obytných, průmyslových, zemědělských, zdravotnických a jiných stavbách, zařízeních nebo dopravních prostředcích, pokud mají po použití změněnou jakost (složení nebo teplotu), jakož i jiné vody z těchto staveb, zařízení nebo dopravních prostředků odtékající, pokud mohou ohrozit jakost povrchových nebo podzemních vod. Odpadní vody jsou i průsakové vody z odkališť, s výjimkou vod, které jsou zpětně využívány pro vlastní potřebu organizace, a vod, které odtékají do vod důlních, a dále jsou odpadními vodami průsakové vody ze skládek odpadu.

11

3.1.3

Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění

(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) Nařízení vlády stanovuje ukazatele a hodnoty přípustného znečištění odpadních vod a náležitosti povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a podzemních. Dle tohoto nařízení se řídí vodoprávní orgán, který při povolování vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních stanovuje nejvýše přípustné hodnoty jejich množství a znečištění. V citlivých oblastech jsou požadavky na čištění odpadních vod přísnější. Za citlivou oblast byla vyhlášena celá Česká republika (Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., v platném znění). Vymezuje také pojem: Emisní standard, což jsou nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění odpadních vod uvedených v příloze č. 1 k tomuto nařízení. Emisní limity, jako nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění odpadních vod, které stanoví vodoprávní úřad v povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových. Imisní limity jako nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod v jednotkách hmotnosti, radioaktivity nebo bakteriálního znečištění na jednotku objemu, které jsou stanoveny v příloze č. 3 k tomuto nařízení.

3.1.4

Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění

Tento zákon se zabývá provozováním vodovodů a kanalizací a dle § 1 se nevztahuje na vodovody a kanalizace, u nichž je průměrná denní produkce nižší než 10 m3 nebo je-li počet fyzických osob trvale využívajících vodovod nebo kanalizaci nižší než 50. Provozování vodovodů nebo kanalizací je souhrn činností, kterými se zajišťuje dodávka 12

pitné vody nebo odvádění a čištění odpadních vod. Rozumí se jím zejména dodržování technologických postupů při odběru, úpravě a dopravě pitné vody včetně manipulací, odvádění, čištění a vypouštění odpadních vod, dodržování provozních nebo manipulačních řádů, kanalizačního řádu, vedení provozní dokumentace. (§ 2, Vymezení základních pojmů, zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění)

3.1.5

Zákon o odpadech 185/2001 Sb., v platném znění

Tento zákon vymezuje povinnosti při nakládání s čistírenskými kaly. V Díle 4 – Kaly z čistíren odpadních vod a další biologicky rozložitelné odpady, § 32 vymezuje zákon kal jako kal z čistíren odpadních vod zpracovávajících městské odpadní vody nebo odpadní vody z domácností a z jiných čistíren odpadních vod, které zpracovávají odpadní vody stejného složení jako městské odpadní vody a odpadní vody z domácností. Upraveným kalem je dle § 32, b), kal, který byl podroben biologické, chemické nebo tepelné úpravě, dlouhodobému skladování nebo jakémukoliv jinému vhodnému procesu tak, že se významně sníží obsah patogenních organismů v kalech, a tím zdravotní riziko spojené s jeho aplikací. Zákon definuje povinnosti při ukládání kalu. (Zákon o odpadech č. 185/2001 Sb., v platném znění) Rozdělení odpadních vod Podle svého původu můžeme vody odpadní natékající na ČOV rozdělit na: Odpadní vody splaškové Splaškové odpadní vody jsou odpadní vody vypouštěné do veřejné kanalizace obyvateli z bytů a obytných domů. Patří k nim i odpadní vody z obecní vybavenosti, jako jsou školy, restaurace, kulturní zařízení, hotely apod., mající podobný charakter jako odpadní vody od obyvatel. Specifické množství splaškových odpadních vod (množství na jednoho obyvatele za den) závisí na bytové vybavenosti a je prakticky shodné se 13

spotřebou pitné vody. V praxi se počítá se specifickou produkcí splaškových vod přibližně 150 l na obyvatele a den, která v sobě zahrnuje i jistou rezervu. Látky obsažené ve splaškových vodách mají původ v pitné vodě, kterou je zásobeno obyvatelstvo,

v

produktech

metabolizmu

a

v

produktech

lidské

činnosti

v domácnostech, které jsou splachovány do veřejné kanalizace (Vítěz, Groda, 2008). Průměrná koncentrace nerozpuštěných látek je 350 mg.l-1 s podílem organické hmoty 72,7 %, koncentrace rozpuštěných látek je 800 mg.l-1 s organickým podílem 40 % a průměrné BSK5 je 400 mg.l-1. Z nerozpuštěných látek lze cca 70 % odstranit usazováním, což má technologický význam při čištění těchto vod. Poměr CHSKCr: BSK5 je cca 2:1 (Vítěz, Groda, 2008). Z organických látek jsou ve splaškových vodách zastoupeny jejich tři hlavní skupiny obsažené v přírodních materiálech: proteiny (bílkoviny), sacharidy a lipidy (z nich především tuky). Sacharidy tvoří velký podíl z rozpuštěných organických látek a jejich koncentrace bývají v desítkách mg.l-1. Produkce lipidů hodnocených jako polární extrahovatelné látky bývá 15 g/obyvatele/den (Vítěz, Groda, 2008). Fosfor se vyskytuje v metabolitech především ve formě fosfátové (fosforečnany). Vylučuje se močí. Specifická produkce fosforu je však podstatně vyšší než odpovídá metabolickým

produktům,

neboť

značný

jejich

podíl

je

obsažen

zejména

v polyfosfátech, které bývají součástí pracích prostředků a prostředků na mytí nádobí (Vítěz, Groda, 2008). Dusík je v odpadních splaškových vodách přítomen ve formě organických sloučenin i v anorganických formách (amoniakové, dusitanové a dusičnanové). Amoniakální dusík tvoří ve splaškové vodě dominantní podíl z dusíku celkového (10 – 50, mg.l-1), dusík dusitanový a dusičnanový jsou v tomto prostředí velmi labilní a vyskytují se řádově v mg.l-1 (Vítěz, Groda, 2008). Odpadní vody srážkové Odpadní vody srážkové jsou vody odváděné ze střech, komunikací, parkovišť atd. do kanalizace. Jejich množství závisí na velikosti odvodňované plochy, její kvalitě (povrchu) a intenzitě srážek. Kvalita dešťových vod je velice proměnlivá a závisí na 14

mnoha okolnostech. Zvláště dešťové vody z povrchu vozovek můžou být silně znečištěny. Při velké intenzitě dešťů může docházet ke splachování písku. Všeobecně lze konstatovat, že srážkové vody v průměru odpadní vody zřeďují, a to někdy velmi podstatně (Hlavínek, Mičín, Prax, 2003). Odpadní vody průmyslové Odpadní vody průmyslové jsou odpadní vody vypuštěné do veřejné kanalizace z průmyslových závodů, příp. předčištěné v závodě, tj. zbavené toxických a pro provoz veřejné kanalizace a čistírny odpadních vod jinak škodlivých látek. Řadí se k nim i odpadní vody ze zemědělství (Vítěz, Groda, 2008). Vody balastní (vody cizí) Balastní vody jsou především vody podzemní, které se do kanalizace dostávají netěsnostmi a také povrchové vodní toky, které ústí do kanalizace v zásadě bez ohledu na to, jestli se jedná o vodu čistou či nikoliv (Vítěz, Groda, 2008).

3.2 Technologie čistíren odpadních vod Čistírna odpadních vod je zařízení, ve kterém dochází k čištění odpadních vod. Čistírny mohou být mnoha typů. Podle množství produkovaných odpadních vod, stupně jejich znečištění a průběhu vypouštění v čase se rozhoduje o tom, jaký zvolit systém pro čistírnu odpadních vod, jaké objekty a jaké detaily řešení. Rozhodujícím faktorem při volbě technologie čištění vod jsou podmínky pro vypouštění odpadních vod. Malé zdroje znečištění se vyznačují velkou nerovnoměrností hydraulického i látkového zatížení čistíren. Jako hlavní čistírenská technologie se proto u malých čistíren odpadních vod preferuje aktivační proces. Jediným konkurentem pro tuto technologii jsou vegetační čistírny, popřípadě stabilizační nádrže.

15

3.3 Přírodní způsoby čištění odpadních vod Přírodní způsoby čištění odpadních vod využívají přirozené, běžně v přírodě se vyskytující samočisticí procesy, které probíhají v půdním, vodním a mokřadním prostředí. Vegetace se přímo podílí na čistícím procesu zejména tvorbou příznivých podmínek pro rozvoj mikroorganismů a současným využíváním uvolněných rostlinných živin k tvorbě biomasy (Šálek, Tlapák, 2006). Do přírodních způsobů čištění odpadních vod patří: půdní filtry, závlaha čištěnými odpadními vodami, akvakultury, biologické nádrže, vegetační kořenové čistírny. (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008) Půdní filtr Půdní filtry se používají zejména k dočištění odpadních vod velmi malých producentů přibližně pro 80 až 100 EO, k zadržení odpadní vody za biologickými septiky. (Zajoncová, 2010). K dosažení požadovaného čistícího účinku využívají zemní filtry procesy probíhající ve filtračním prostředí. Těleso půdního filtru se skládá z vrchní rozvodné zóny, kterou tvoří hrubé kamenivo a drenáž, a z vlastního filtračního tělesa, které je tvořeno pískem a sběrnou vrstvou na dně drenáže, odkud jsou vody odváděny do odtokové šachty. Čištění probíhá pomocí biologické membrány, která je vytvořena na povrchu filtračního písku. Nad biologickou membránou dochází k zadržení odpadní vody až do výše 0,2 m. Tím dojde k biologickému čištění vody. V nižších částech tělesa dochází k usazení vyplavených, většinou odumřelých látek. Ty vlivem dlouhé doby zdržení mineralizují (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008).

16

Závlaha čištěnými odpadními vodami Závlaha čištěnými odpadními vodami patří k nejstarším a velmi účinným způsobům nakládání s odpadními vodami. Odpadní voda musí splňovat hygienické aspekty závlah a nesmí obsahovat toxické látky v množstvím převyšující hranici toxicity (www. 5). Akvakultury Nádrže s akvakulturami tvoří v jednodušším případě makrofyty (u nás převážně okřehky). U jednotlivých obydlí připadají v úvahu jako koncový stupeň ve formě dočišťovacích biologických rybníčků (www. 5). Biologické nádrže Aerobní stabilizační nádrže Klasické biologické nádrže slouží k čištění znečištěné povrchové vody a odpadní vody v aerobních podmínkách. Jsou to mělké zemní nádrže, jejichž hloubka se pohybuje od 0,6 do 1,5 m. Mohou být průtočné nebo akumulační, obvykle s upraveným prostorem pro snadnější mechanické vyklízení. Čistící proces v těchto nádržích spočívá v sedimentaci látek, biologické a chemické flokulaci, oxidaci apod. V nádržích dochází k intenzivnímu odstranění mikrobiálního znečištění. Zřejmě nejdůležitějším faktorem pro správnou funkci těchto nádrží je dostatek kyslíku. Aerobní stabilizační nádrže pracují s dlouhou dobou zdržení odpadní vody, řádově v týdnech až měsících. Za těchto podmínek stačí kyslík difundující hladinou do vody zajistit v nádrži průběh aerobních pochodů (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Anaerobní biologické nádrže Tyto nádrže využívají rozkladu v bezkyslíkatém prostředí. V tomto prostředí převládají kvasné a vyhnívající procesy. Využívají se zejména u kampaňových producentů odpadů, jako jsou cukrovary, lihovary apod. (www. 5).

17

3.3.1

Vegetační kořenové čistírny

První zmínky o využití mokřadních rostlin pro čištění odpadních vod pocházejí z počátku 50. let 20. století. První plnoprovozní mokřadní čistírny byly uvedeny do provozu koncem 60. a začátkem 70. let v Nizozemí a v Německu (Vymazal, 1995). V České republice je historie použití kořenových čistíren odpadních vod v porovnání s jinými Evropskými státy poměrně krátká. První zmínka o kořenové čistírně se objevila až v roce 1987. V následujícím roce byl uveden do provozu malý poloprovozní model. Čistící efekt byl velmi dobrý především pro organické a nerozpuštěné látky. V roce 1989 byla uvedena do provozu naše první plnoprovozní kořenová čistírna v Petrové u Jílového (Vymazal, 1995). Vegetační kořenové čistírny jsou určeny především k čištění odpadních vod malých producentů. Čištění odpadní vody v kořenové čistírně probíhá nejprve formou mechanického předčištění – odstranění pevných nečistot. Mechanický stupeň čištění se navrhuje u jednotlivých budov nebo malé skupiny domků jako vícekomorový biologický septik. Pro nejmenší producenty odpadních vod do 60 EO je vhodné biologický septik doplnit kalovou clonou, lapákem tuků a snadno čistitelným sítovým filtrem, které také zamezí úniku vzplývavého kalu a jeho zachycování ve filtračním loži. U sídel s větším počtem obyvatel se používá úplné mechanické čištění pomocí česlí, lapáku písku a tuku a usazovací nádrže (Šálek, Tlapák, 2006). Následuje biologický stupeň čištění, ke kterému slouží filtrační pole. Zde probíhají procesy fyzikální (sedimentace, filtrace, adsorpce), chemické (rozklad, srážení, oxidace a redukce) a procesy biologické (bakteriologické procesy, biologické metabolismy, např. nitrifikace amoniaku). Koncepce čistírny je provozně velmi jednoduchá, čistící funkce probíhá přirozeně. Stupeň dočištění je prováděn z důvodů zlepšení fyzikálních, chemických a biologických vlastností odpadních vod odtékajících z VKČ. K dočištění se používají např. biologické nádrže, viz výše (Šálek, Tlapák, 2006).

18

Dle druhu proudění dělíme vegetační čistírny odpadních vod do těchto základních skupin: a) vegetační kořenové čistírny s horizontálním průtokem s povrchovým horizontálním průtokem, s horizontálním podpovrchovým průtokem; b) vegetační kořenové čistírny s vertikálním prouděním s prouděním dolů, s prouděním vzhůru. Doposud u nás převažují jednoduché VKČ s horizontálním podpovrchovým průtokem, ostatní uspořádání nedoznala doposud širšího uplatnění (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační kořenové čistírny s horizontálním prouděním Vegetační kořenové čistírny s povrchovým horizontálním průtokem Základním principem tohoto způsobu čištění je horizontální průtok odpadní vody propustným substrátem, který je osázen mokřadními rostlinami. Povrchový tok vody je charakteristický malými průtočnými rychlostmi v nízké vrstvě vody. Tím je dosaženo ideálního prostředí k sedimentaci usaditelných částic na počátku půdního filtru. Díky tenké vrstvě vody dochází k dobrému okysličování. Při průchodu odpadní vody substrátem tak dochází k vysokému stupni odstraňování organických a nerozpuštěných látek a mikrobiálního znečištění. Odstraňování dusíku a fosforu je nižší. Z důvodů zachování funkce VKČ je nutné v zimním období zvýšit hladinu protékající vody (Vymazal, 1995). Dle Šálka a Tlapáka, 2006, je tento druh kořenových čistíren v podmínkách České republiky vhodný pro dočištění odpadních vod v příznivých klimatických podmínkách a k čištění znečištěních povrchových vod.

19

Pro návrh dobrého čistícího účinku se pro VKČ navrhuje minimální délka protékaného pole 20 m. Poměry stran obdélníkového navrhovaného pole se volí 1:8 až 1:10. Výška vodního sloupce se pohybuje od 20 do 80 mm (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační čistírny s horizontálním podpovrchovým průtokem Při tomto způsobu čištění je odpadní voda přerušovaně přiváděna na povrch lože osázeného mokřadními rostlinami. Výška hladiny se reguluje speciálními zařízeními. Voda prosakuje vrstvami štěrku a písku a je sbírána na dně drenážními trubkami a poté odváděna ze systému. Dle Šálka a Tlapáka, 2006, je tento druh kořenových čistíren v podmínkách České republiky vhodný pro čištění odpadních vod do 600 EO a dočištění umělými způsoby čištěných komunálních odpadních vod. Vegetační kořenové čistírny s vertikálním prouděním Vegetační kořenová čistírna s prouděním dolů U této kořenové čistírny dochází k přivádění odpadní vody na povrch, respektive mělce pod povrch vegetační čistírny. Odpadní voda filtruje porézním prostředím a je odváděna sběrným drénem, uloženým na dně těsněné jímky. Vegetační kořenová čistírna s prouděním vzhůru U tohoto typu kořenové čistírny dochází k přivádění odpadní vody ke dnu vegetační kořenové čistírny. Filtruje se přechodovým filtrem a filtračním prostředím směrem vzhůru, na povrchu přepadá do sběrného žlábku, resp. je odváděna sběrným drénem uloženým pod povrchem (Šálek, Tlapák, 2006). Vegetační kořenové čistírny druhé generace Zařízení druhé generace se navrhuje v případě, kdy se vyžaduje na odtoku z čistírny odpadních vod minimální obsah amonných iontů nebo minimální obsah dusíku (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Uspořádání spočívá v kaskádovitém uspořádání sériově zapojených dvou, resp. tří samostatných filtračních polí. Jednou z možností je návrh kombinace horizontálně 20

podpovrchově protékané VKČ s vertikálně protékanou VKČ. V první nádrži probíhají anaerobní procesy, ve vertikální nádrži je proces aerobní a probíhá zde intenzivní proces nitrifikace amoniaku na dusitany a dusičnany. Nádrže se navrhují s obtoky pro možné krátkodobé vyřazení jedné z nádrží z provozu (Šálek, Žáková, Hrnčíř, 2008). Rostliny vegetačních kořenových čistíren Rostliny jsou důležitou součástí vegetačních čistíren a při správném návrhu významným způsobem

ovlivňují

funkci

vegetačních

čistíren

i

výsledný

čistící

účinek.

K vegetačnímu čištění vody je možno použít mnoho druhů vodních a mokřadních rostlin. Jako nejvhodnější a nejčastěji používané mokřadní rostliny je možno označit následující rostliny: rákos obecný, chrastice rákosovitá, orobinec úzko/širokolistý, skřípinec jezerní, zblochan vodní, sítina rozkladitá (autorský kolektiv, 1998). Vlivy na snížení účinnosti VKČ Kolmace filtračního prostředí Kolmace filtračního prostředí je proces, který se projevuje postupným zaplňováním pórů filtračního prostředí organickými a minerálními částicemi. Dochází při něm ke snížení propustnosti zeminy. K tomuto jevu dochází především v důsledku nekvalitního mechanického čištění. Při vysokém stupni kolmace dochází ke vzniku povrchového proudění na zakolmatovaném prostředí. Dle stupně kolmace je nutno zakolmatovaný materiál vyměnit nebo promýt vodou (Šálek, Tlapák, 2006). Zimní provoz V zimním období pokračují téměř všechny čistící procesy s nižší účinností. Kořenová čistírna by však měla požadované limity plnit i v zimě. Vegetační klid rostlin má za následek snížení účinnosti odstraňovat dusík z důvodu nižšího obsahu kyslíku v podzemní části čistírny. K tomuto jevu dochází v horizontálních kořenových čistírnách, na funkci vertikálních filtrů zima významný vliv nemá. Z těchto důvodů jsou v kořenových čistírnách odpadních vod

II. generace navrhovány kombinace

horizontálních a vertikálních kořenových filtrů, kdy impulsně plněné podzemní

21

vertikální kořenové filtry zajišťují odstraňování dusíkatých znečištění i v zimním období (www. 6). Odstraňování důležitých skupin látek v kořenové čistírně Organické znečištění Přibližně 1/3 organického znečištění je z odpadní vody zachycena v lapáku písku a ve štěrbinové nádrži. Současně je organické znečištění rozkládáno mikroorganismy na látky jednodušší. Po nátoku odpadní vody do vegetačního pole dochází k filtraci částic a jejich usazování ve štěrkovém substrátu. Mikroorganismy postupně organické látky odbourávají a přeměňují na plynné látky těkající do atmosféry (oxid uhličitý a metan). Nejintenzivněji k tomu dochází v první třetině délky kořenového pole (Zajoncová, 2010). Dusík Ve splaškové odpadní vodě je většina dusíku v organických sloučeninách a amonných iontech, přičemž organický dusík se snadno rozkládá na amoniakální dusík. Koloběh dusíku můžeme rozdělit na tři po sobě jdoucí a návazné děje: Amonifikace je proces, při kterém je organický dusík převáděn na anorganický, zvláště pak na dusík ve formě amoniaku. Nitrifikace je definována jako biologická oxidace amoniaku na dusičnany s dusitany jako mezistupněm v sekvenci reakcí. Rychlost nitrifikace v mokřadním prostředí je závislá na přísunu NH4+ do aerobních zón, pH, teplotě, přítomnosti nitrifikačních bakterií a velikosti aerobních zón. Denitrifikace je proces, při kterém se dusičnany rozkládají na molekulární dusík a amoniak. Jedná se o anaerobní proces. Denitrifikace je uskutečňována dvěma skupinami denitrifikačních bakterií. Jejich činnost je ale limitována nedostatečnou nitrifikací. Denitrifikace v kořenové čistírně probíhá i za velmi nízkých teplot v zimním období. Naopak nitrifikace neprobíhá při teplotách pod 8 °C. Část dusíku v amoniakální formě může být také vázána na povrch částic filtrační náplně (Vymazal 1995). 22

Nitrifikace a denitrifikace probíhají v zaplavených půdách současně. Rychlost denitrifikace je závislá na rychlosti přísunu dusičnanů. Přísun dusičnanů v mokřadních půdách je odvozen od nitrifikace amoniaku v aerobní zóně. Denitrifikace je závislá na rychlosti nitrifikace (Zajoncová, 2010). Fosfor Je z odpadní vody odbouráván zejména díky sorbci fosfátů na substrát vegetačního pole (hlavně jemnější frakce, např. jíl) a srážením fosfátů do nerozpuštěných sloučenin s kovy – železem, hliníkem. Množství sorbovatelného fosforu v půdě lze předpovědět velmi přesně podle obsahu amorfního hliníku extrahovatelného v oxalátu. Sorbce fosforu v mokřadech je nižší během období vyšších stavů a zaplavení (Vymazal, 1995). Při použití materiálů se zvýšenou sorpční schopností (např. termicky expandované jíly, vysokopecní struska) lze eliminaci fosforu výrazně zlepšit. V tom případě je nutné systém navrhnout tak, aby bylo možné relativně jednoduše vyměňovat sorpční materiál (využití gabionů, pytlů, apod.) (www. 7). Těžké kovy Těžké kovy u malých producentů odpadních vod nepředstavují příliš velký problém. V kořenové čistírně zůstává velká většina těžkých kovů kumulována v zemním loži, kde se vážou na podloží ve formě tzv. komplexů, a částečně též v biomase rostlin. Mokřadní rostliny přivádějí ke kořenům kyslík, což rostlinám napomáhá překonávat efekt rozpuštěných fytotoxinů, které mohou být přítomny v anoxickém substrátu. Kosením a odklízením biomasy je část toxických látek z cyklu odstraněna. Pokud by pH substrátu kleslo pod 7, mohou se kovy uvolňovat z komplexních sloučenin opět do vody. Při vhodném provozu by však k výraznému poklesu pH nemělo dojít (Zajoncová, 2010).

23

3.3.2

Výhody a nevýhody přírodního způsobu čištění

Výhody přírodního způsobu čištění Výhodou využití přírodního způsobu čištění je využívání samočistících procesů. Jeho přednosti spočívají zejména v možnosti bezproblémového začlenění do okolní krajiny, poměrně nízkých počátečních i provozních nákladech a jednoduchém technologickém provedení, minimální potřebě energií, možnostech nárazového přetížení balastními vodami a vhodnosti užití pro izolované lokality. Výhodou je i odolnost při krátkodobém a dlouhodobém přerušení provozu (Šálek, Tlapák, 2006). Nevýhody přírodních způsobů čištění Nevýhodou přírodního způsobu čištění je zejména snížená schopnost provozu v zimě, problematika kyslíkového režimu a náročnost na plochu u kořenových čistíren. Významným

problémem

jsou

zařízení

na

odkalování

nádrží

a

vyřešení

environmentálního způsobu nakládání s odpadem. Další problémy představují technologie pro odstraňování přebytečné plovoucí biomasy z nádrží, omezená schopnost odstraňovat živiny (dusík, fosfor) a dlouhá doba zdržení nezbytná pro odstranění amoniakálního znečištění. Tyto slabé stránky mohou být úspěšně odstraněny propracováním biologického a technického uspořádání, kvalitní obsluhou apod (Šálek, Tlapák, 2006).

3.4 Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod Jedním z nejvýznamnějších kroků v oblasti čistíren odpadních vod bylo zbudování Bubenečské ČOV Praze v roce 1906, která byla založena pouze na mechanickém čištění. Čistírna byla postupně modernizována a poté nahrazena mechanickobiologickou. Poválečný rozvoj ČSR vedl k nárůstu obyvatel a odpadních vod, a tím i k budování dalších ČOV s modernějšími technologiemi. Například v Praze byla v roce 1967 zřízena největší aktivační čistírna ve střední Evropě – Ústřední čistírna odpadních vod Praha (Vítěz, Groda, 2008).

24

Nejčastějším typem používaných čistíren odpadních vod v České republice je mechanicko-biologická čistírna odpadních vod. Proces čištění probíhá ve třech stupních: mechanické přečištění, biologické čištění a terciální dočištění (další dočištění odpadních vod za dosazovací nádrží). Dalším technologických celkem každé velké ČOV je kalové hospodářství. Malým ČOV (do 2000 EO) na rozdíl od ČOV velkých nejčastěji chybí usazovací nádrž, kde probíhá velmi problematické aerobní stabilizování reaktivního primárního kalu a u jednotných kanalizačních systémů by hrozil nedostatek organického substrátu, což by mohlo vést až ke zhroucení procesu denitrifikace (Vítěz, Groda, 2008). Mechanické předčištění Každá mechanicko-biologická čistírna začíná hrubým předčištěním, jehož hlavním úkolem je odstranit nerozpuštěné látky a ochránit hlavní procesy a zařízení. Dochází zde k odstranění hrubých mechanických nečistot, odstranění písku a jemných mechanických nečistot (Vítěz, Groda, 2008). Hrubé předčištění Cílem předčištění je odstranění velkých plovoucích nebo vodou sunutých nečistot a látek. K hrubému předčištění slouží zejména lapáky štěrku a česle. Lapák štěrku V tomto zařízení dochází k odstranění velkých a těžkých předmětů. Česle Česle jsou důležité jak pro zachycení větších předmětů, tak hrubých nerozpuštěných částic. Je to objekt tvořený řadou česlic (řada ocelových prutů), které mohou být dle vzdálenosti jednotlivých česlic hrubé nebo jemné. Pruty jsou osázeny v přítokovém žlabu za lapákem štěrku. Průtočná rychlost ve žlabu by se měla pohybovat mezi 0,3 – 0,9 m/s. Shrabky, které se hromadí mezi česlicemi, jsou odstraňovány strojně nebo ručně a poté jsou spáleny nebo zkompostovány (Vítěz, Groda, 2008).

25

Lapák písku Lapák písku slouží pro zachycení suspendovaných látek. Toto zařízení je založeno na snížení rychlosti průtoku vody. Podle směru průtoku vody rozlišujeme lapáky písku horizontální, vertikální a lapáky s příčnou cirkulací (Dohányos, Koller, Strnadová, 1994). Usazovací nádrž Usazovací nádrže slouží k odstranění usaditelných organických i anorganických sedimentů menších než 0,2 mm. Současně umožňují stírat nečistoty plovoucí na hladině. Sediment a plovoucí nečistoty tvoří tzv. primární kal, který je vysoce reaktivní. Problémem proto může být jeho další zpracování. (Vítěz, Groda, 2008) Biologické čištění Proces biologického čištění je založen na principu oxidačně redukčních biochemických reakcí. Tyto reakce je možno rozdělit na oblast aerobní a anaerobní. Hlavním rozdílem mezi těmito oblastmi je konečný akceptor elektronů. Aerobní biologické čištění Biologický

stupeň

čištění

je

založen

na

rozkladu

organického

materiálu

mikroorganismy. Konečným produktem tohoto děje jsou oxid uhličitý, voda a amoniak. Kultura se buď vznáší ve vodním prostředí, pak se hovoří o tzv. aktivovaném kalu, nebo se jedná o kulturu žijící přisedle na nosiči. Aktivovaný kal je směsná kultura, v níž se bakterie vyskytují převážně ve formě zoogleí. V optimálních podmínkách tvoří aktivovaný kal flokulující sedimentující vločky. Nositelem mikroorganismů jsou biofiltry nebo rotující disky. V aktivační nádrži je udržována určitá koncentrace kalu – biomasy, která pomocí svého metabolismu rozkládá organické látky v odpadních vodách na H2O a CO2. Aby byla možná oxidace organických látek, je nutné aktivační nádrž udržovat v aerobním stavu, k čemuž slouží provzdušňovací systém. Oxidací organických sloučenin a anorganických redukovaných sloučenin získávají mikroorganismy energii. Mikroorganismy rostou, dochází 26

k odstraňování substrátu z roztoku, ale také ke zvyšování koncentrace kalu. Část kalu je nutno po určité době odstraňovat. Za aktivační nádrží se nachází nádrž dosazovací, v níž dochází k sedimentaci kalu (Hlavínek, Mičín , Prax, 2003). Anaerobní čištění U anaerobních procesů je jako konečný akceptor elektronů použita jiná látka než kyslík. Při první fázi anaerobního rozkladu dochází k hydrolýze. Produkty hydrolýzy jsou postupně rozkládány na jednodušší organické látky. Poté dochází k oxidaci dále na CO2 a H2 a kyselinu octovou. Poslední fází rozkladu je methanogeneze, kdy se konečným produktem rozkladu stává methan a oxid uhličitý. Při tomto procesu má velký vliv zejména teplota. Vyššího rozkladu organické hmoty se dosahuje při teplotě kolem 35°C. Pro správný průběh anaerobního rozkladu je dále nutné sledovat pH, obsah mastných kyselin v odpadní vodě, složení substrátu (zejména poměr CHSK:N:P) a obsah mikronutrientů, těžkých kovů apod. (Vítěz, Groda, 2008). Anaerobní čistírny odpadních vod slouží zejména u objektů s přerušovaným provozem, jako jsou chaty a chalupy, rekreační střediska a zemědělské objekty. Výhody anaerobního čištění: nízké provozní náklady (čistírna pracuje bez potřeby elektrické energie), možnost přerušovaného chodu, nízké požadavky na živiny, nižší produkce biomasy (kalu). Nevýhody anaerobního čištění: relativně vysoká koncentrace organických látek na odtoku, nutno řešit dočištěním, citlivost metanogenních bakterií (Vítěz, Groda, 2008).

27

Odstraňování důležitých skupin látek v mechanicko-biologické čistírně Princip odstranění organických látek – uhlíku Aerobní postupy jsou založeny na biologicky zprostředkované oxidaci organických látek přímo nebo po předchozím enzymatickém rozkladu. C + CO2 + biomasa = přebytečný kal + CO2 Anaerobní postupy jsou založeny na vyhnívání za nepřístupu vzduchu. Biologické odstraňování dusíku Vzhledem k nežádoucím vlastnostem sloučenin dusíku z odpadních vod dochází k jeho odstraňování, a to pomocí těchto procesů: Nitrifikace Přeměna amoniakálního dusíku pomocí oxidace na dusitany pomocí bakterií rodu Nitrosomonas, Nitrosococcus aj., a následná oxidaci dusitanů na dusičnany pomocí bakterií rodu Nitrobacter, Nitrocistis aj. Denitrifikace Jedná se o odbourání organické hmoty za současné redukce dusičnanů a dusitanů na oxid dusný nebo plynný dusík. Dusík je možno odstraňovat v jednokalovém nebo dvoukalovém systému. Nejběžnější je systém jednokalový, v němž jedna směsná kultura zajišťuje odstraňování organických látek, nitrifikaci i denitrifikaci (Vítěz, Groda, 2008). Odstraňování fosforu Fosfor se z odpadní vody může odstranit pomocí fyzikálně-chemických nebo biologických metod. Biologická metoda

28

Využívá schopnosti některých bakterií aktivovaného kalu akumulovat fosfor ve formě polyfosfátů. Tento proces probíhá při využití anaerobních podmínek (Vítěz, Groda, 2008). Fyzikálně-chemické metody Srážení pomocí solí Fe3+nebo Al3+ v aktivaci Srážení pomocí solí Fe3+ nebo Al3+ odděleně ve 3. stupni čištění Srážení pomocí solí Fe3+ nebo Al3+ v kalové vodě Dosazovací nádrže V dosazovací nádrži dochází k separaci vyčištěné vody od aktivovaného kalu v důsledku jeho sedimentace. Část aktivovaného kalu je vrácena zpět do biologického reaktoru a část je oddělena jako přebytečný kal a odváděna ke zpracování do kalového hospodářství. Dosazovací nádrže se umisťují za aktivační nádrž. Využívají se vždy, když není přítomna primární usazovací nádrž (Vítěz, Groda, 2008). Kalové hospodářství Kal je nevyhnutelným odpadem při čištění odpadních vod. Cílem úpravy kalů je zabránit nepříznivým dopadům na životní prostředí a lidské zdraví. Odpadová politika EU potlačuje ukládání odpadů na skládky a podporuje předcházení vzniku odpadů, jejich minimalizaci a recyklaci. Produkci kalů nelze zabránit, pouze lze výběrem technologie zmenšit jeho množství (www. 8). Povinnosti při nakládání s čistírenskými kaly jsou zakotveny v zákoně o odpadech č. 185/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů (vyhláška MŽP č. 382/2001 Sb., v platném znění). Hlavním

cílem

kalového

hospodářství

je

zajistit

stabilizaci

a

hygienizaci

produkovaného kalu tak, aby bylo možno kal dále využít, nebo ekonomicky únosným způsobem zlikvidovat (Vítěz, Groda, 2008) .

29

Zahušťování kalu Zahušťování kalu je proces, kdy dochází ke snížení obsahu vody v kalu před jeho dalším zpracováním. Tento proces má následovat bezprostředně po separaci kalu. Obvykle se zahušťuje směsný surový kal. V čistírnách určených pro více než 100 tisíc EO je vhodné zahušťovat primární a sekundární kaly odděleně. Kal se zahušťuje sedimentací, flotací, a dalšími způsoby. Primární kal má zpravidla zrnitou strukturu a je tvořen NL, které prošly lapákem písku a česlemi. Vyznačuje se těmito vlastnostmi: vysoká reaktivita, anaerbní prostředí, dobré sedimentační vlastnosti, vysoký obsah patogenů (Vítěz, Groda, 2008). Stabilizace kalu Stabilizace kalu je proces, při němž dochází k úpravě konečných vlastností kalu tak, aby dále nepodléhal samovolnému rozkladu. Při stabilizaci kalu dochází ke snížení obsahu patogenních mikroorganismů, zároveň může docházet k hygienizaci kalu. Aerobní stabilizace kalu je proces, při němž mikrobiální rozklad organického podílu sušiny kalu probíhá v aerobních podmínkách při provzdušování. Tato metoda je používána u čistíren odpadních vod s kapacitou 50 – 25 000 EO (Vítěz, Groda, 2008). Anaerobní stabilizace kalu (vyhnívání, anaerobní fermentace) je proces, při němž dochází k mikrobiálnímu rozkladu organického podílu sušiny kalu v anaerobních podmínkách za současného vzniku bioplynu. Terciální čištění Terciální čištění slouží k dočištění odpadních vod, především k odstranění fosforu, nerozpuštěných látek a k hygienizaci vody (odstranění patogenů).

30

3.4.1

Výhody a nevýhody mechanicko-biologických čistíren

Výhody mechanicko-biologických čistíren Výhodou mechanicko-biologické čistírny odpadních vod je menší požadavek na plochu než u přírodního způsobu čištění. U velkých čistíren odpadních vod je zajištěno zpracování kalu. Přínosem je též schopnost odstraňovat dusík, fosfor a organické znečištění v míře stanovené legislativou. Nevýhody mechanicko-biologických čistíren Nevýhodou mechanicko-biologické čistírny odpadních vod jsou vysoké počáteční náklady a stálá potřeba elektrické energie. Dalším problémem mechanicko-biologických čistíren odpadních vod (,,aerobních“) je nutnost permanentního provozu, jinak bakterie hynou.

3.5 Malé balené ČOV Malé ČOV jsou určeny kapacitou 50 EO. Jedná se o kompletní celek montovaný již při výrobě, který je možno umístit k objektu a napojit na vodní recipient. Malé ČOV se využívají, není-li možno napojit objekt na kanalizační síť.

3.6 Septik Septiky jsou objekty sloužící převážně k mechanickému předčištění komunálních odpadních vod. Slouží hlavně k zachycení nerozpuštěných látek. Tím dojde i ke snížení BSK5, CHSKCr, hodnota snížení závisí na době zdržení. Použití těchto zařízení bez návaznosti na ČOV je jen velmi výjimečné. Největší nevýhodou je nižší účinek čištění i v případě, kdy je septik doplněný o zemní filtr. Proto se jejich použití doporučuje zejména tam, kde je nerovnoměrný provoz a tam, kde by bylo biologické čištění problematické. Rozdíl mezi jímkou na vyvážení a septikem spočívá ve faktu, že septik je průtočné zařízení sloužící k předčištění odpadních vod a jímka na vyvážení je 31

bezodtokové zařízení sloužící ke skladování odpadních vod před jejich dalším čištěním (Šálek, 2012). Vypouštění odpadních vod ze septiku přímo do vod povrchových nebo podzemních podléhá §8 odst. 1 písm. c) zákona č. 254/2001 Sb., v platném znění, povolení vodoprávního úřadu. Ten většinou stanoví povinnost doplnit septik na odtoku zemním (pískovým) filtrem nebo vegetační čistírnou odpadních vod.

3.7 Jímka na vyvážení Jímka je podzemní vodotěsná nádrž bez odtoku používaná ke shromažďování splaškových a srážkových odpadních vod. Podle ČSN 75 6081 se žumpy budují pouze tam, kde není možno splaškové a odpadní vody s toxickými látkami odvádět do stokové sítě s centrální ČOV nebo kde odpadní vody nemohou být z technických či jiných důvodů čištěny v samostatné ČOV (Šálek, 2012).

32

4

METODIKA

V této části je navržena metodika na vypracování návrhu tří řešení nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu v obci Bohdalice-Pavlovice. V úvodu praktické části bude provedena charakteristika širšího území – geomorfologie, biogeografie,

poměry

geologické,

pedologické,

hydrologické,

klimatologické,

socioekonomické, popis zemědělského areálu. K tomuto účelu budou sloužit zejména informace poskytnuté Občanským sdružením Manner, o. s. a firmou GEODRILL, s.r.o., která zpracovala inženýrsko-geologický průzkum v zemědělském areálu, a firmou ProjektPoint, s.r.o., která zpracovala zásady rozvoje tohoto areálu. Dále bude analyzován současný stav nakládání s odpadními vodami. Na terénní průzkum bude navazovat odběr vzorků odpadní vody ze stávajícího septiku a vypracovány rozbory v laboratořích společnosti Vodovody a kanalizace Vyškov, a.s. Poté budou vyhodnoceny ukazatele jakosti odpadní vody, a to biologická spotřeba kyslíku a chemická spotřeba kyslíku dichromanem draselným. Dalším sledovaným parametrem budou nerozpuštěné látky. Získané hodnoty budou porovnány s limitními hodnotami v platné legislativě. Po zhodnocení současného stavu nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu budou stanoveny návrhové parametry pro nové řešení nakládání s odpadními vodami. Výpočty budou provedeny po nastudování odborné literatury a internetových zdrojů. Na základě zjištěných parametrů budu navrhovat variantní řešení čištění odpadních vod. Technologické výpočty budou vycházet z informací získaných studiem přístupných informačních zdrojů. Variantní řešení budu porovnávat z technologického hlediska a vhodnosti pro daný areál. Zpracuji grafickou část.

33

5

ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ BOHDALICE-PAVLOVICE

Charakteristika území Obec Bohdalice-Pavlovice se nachází v mírně kopcovitém terénu v okrese Vyškov, kraji Jihomoravském. Obec leží na okraji regionu Haná podle říčky Haná, která protéká krajinou od Vyškova ke Kojetínu, v nadmořské výšce 296 m n. m. Obec leží 9 km jižně od města Vyškova a zahrnuje 2 katastrální území – Bohdalice a Pavlovice. Celková rozloha katastrálního území obce Bohdalice-Pavlovice zaujímá 888 ha, nejvíce je zastoupena zemědělská půda, která zaujímá rozlohu 530 ha. K obci byla připojena i osada Manerov. Ke dni 1. 1. 2013 v obci žilo 838 obyvatel. Obec je součástí Mikroregionu Svazku obcí Větrník (www. 9) (příloha č. 7, 8). Geomorfologie Z hlediska geomorfologického členění řadíme zájmové území k jednotkám dle uvedené tabulky: Tabulka č. 1 – Začlenění dle geomorfologického systému Začlenění dle geomorfologického systému systém

Alpinsko-himalájský

provincie

Západní Karpaty

subprovincie

Vnější západní Karpaty

oblast

Středomoravské Karpaty

celek

Litenčická pahorkatina

podcelek

Orlovická vrchovina

(www. 10) Biogeografické členění Zájmovému území náleží kód bioregionu 3, tedy Ždánicko-Litenčického. Podle fytogeografického členění náleží kódu 20a Bučovická pahorkatina, geomorfologické 34

jednotky kódu IXB2 Litenčická pahorkatina, přírodně lesní oblast kódu 36 Středomoravské Karpaty (www. 10). Geologické poměry Obec Bohdalice-Pavlovice leží dle regionálního zařazení v oblasti kvartéru, soustavě Český masiv. Převažující horninou na území obce jsou kvartérní sedimenty – spraš a sprašová hlína. V zemědělském areálu se také nachází nivní sedimenty (www. 10). Pedologické poměry Území obce tvoří z největší části černozemě (modální a černická), v aluviích se nachází fluvizem glejová, v severní části převažuje kambizem luvická. V zemědělském areálu se nachází pelozem karbonátová, v místě výskytu občasného toku glej modální a hnědozem modální (www. 11). Hydrogeologické poměry Území patří do rajonu 2230, Vyškovské brány, leží na terciálních a křídových pánevních sedimentech. Na území obce Bohdalice-Pavlovice se převážně nachází neogenní sedimenty, které se střídají s jíly, štěrky a písky. Hydrologické poměry Území patří do povodí Moravy, hlavního povodí Dunaje. Katastrální území Bohdalice je odvodňováno Bohdalickým potokem, který je na 13,2 km pravostranným přítokem Roštěnického potoka a nachází se přibližně 0,5 km jihovýchodně od záměru výstavby ČOV. Z hydrologického hlediska zemědělský areál náleží k povodí 4. řádu Pruský potok, který spadá pod povodí 3. řádu Haná a Morava od Hané po Břevnici. Území je odvodňováno severním směrem k Pruskému potoku. Nejbližším tokem zemědělského areálu je občasný tok evidován jako povrchový pod ID 406790000400 o délce 1,363 km, jehož recipientem je Roštěnický potok. Koryto vodoteče má přibližně trojúhelníkový průřez o šířce v úrovni terénu 5 – 6 m a hloubce 2,5 – 3m, sklony břehů jsou 1:1, koryto je zahloubeno do neogenních jílů (GEODRILL, s.r.o., říjen 2013). 35

V k.ú. Bohdalice není navržena vlastní ČOV, odpadní vody budou dle územního plánu svedeny na ČOV v Kozlanech. Klimatické a meteorologické poměry Dle E. Quitta (1975) patří zájmové území do klimatické oblasti T2. Jednotlivé charakteristiky oblasti jsou uvedeny v tabulce č. 2. Tabulka č. 2 – Jednotlivé charakteristiky oblasti – klimatické, meteorologické Klimatická oblast T2 Počet letních dnů

50 – 60

Počet dnů s teplotou 10 °C a více

160 – 170

Počet mrazových dnů

100 – 110

Počet ledových dnů

30 – 40

Průměrná teplota v lednu (°C)

-2 – - 3

Průměrná teplota v červenci (°C)

18 – 19

Průměrná teplota v dubnu (°C)

8–9

Průměrná teplota v říjnu (°C)

7–9

Průměrný počet dnů se srážkami 1 mm a více

90 – 100

Srážkový úhrn ve vegetačním období v mm

350 – 400

Jedná se o oblast s dlouhým, teplým a suchým létem. Přechodné období je velmi krátké s teplým až mírně teplým jarem i podzimem. Zima je krátká, mírně teplá, suchá až velmi suchá s velmi krátkým trváním sněhové pokrývky. Průměrný roční úhrn srážek je 597 mm, průměrná roční teplota je 8,2 °C. Převládá severovýchodní až severozápadní proudění vzduchu, v zimě se měnící na jihozápadní. Roční průměrná rychlost větru je 2 – 4 m/s.

36

Průmysl, zemědělství Na konci 18. století byly při bohdalickém panství lihovar, pivovar a dva větrné mlýny. Na území obce byl rozšířen chov ovcí. V roce 1907 byl v obci založen Langův klempířský závod, jehož nástupcem jsou Strojírny Bohdalice, a.s. Vyrábí se zde svařované konstrukce a zařízení pro potravinářský průmysl. Při tomto závodě stávala parní mlékárna na výrobu másla a sýrů. Tato mlékárna byla v roce 1936 zrušena (www. 12). V obci Bohdalice-Pavlovice jsou vymezeny plochy zemědělského půdního fondu. Zejména se jedná o ornou půdu, která pokrývá podstatnou část katastrálního území Bohdalice mimo zastavěné a zastavitelné území obce. Především se jedná o intenzívně zemědělsky využívanou půdu. Většinu zemědělské půdy v Bohdalicích obhospodařuje společnost ZEMO, spol. s.r.o. V posledních pěti letech zde byly vysévány především řepka, ječmen jarní, pšenice ozimá a slunečnice roční (www. 13). V roce 2002 v obci začalo působit občanské sdružení Manner, o.s., které se zabývá obnovou venkovské krajiny. Tomuto sdružení je obcí pronajímán zemědělský areál v severovýchodní části obce. Sdružení se snaží o zvýšení retenční schopnosti půdy, snížení dopadu stále častějších povodní, zvýšení biodiverzity, úpravu zemědělských ploch, tradiční hospodaření, zakládání biocenter a biokoridorů a zatravňování ploch. Zabývá se též managementem chráněných území. V posledních pěti letech se Občanské sdružení Manner, o.s., snaží o zvýšení počtu pastvin a luk v Bohdalicích-Pavlovicích (www. 14). Doprava Dopravní obslužnost je zajištěna silnicí 2. třídy II/431 (Vyškov – Bohdalice – Bučovice – Ždánice). Po východní hranici katastrálního území prochází silnice 2. třídy II/429 (Bohdalice – Nesovice – Koryčany – Osvětimany), západní částí území prochází silnice 3. třídy III/4314 (Bohdalice – Rostěnice – Luleč).

37

Ochrana přírody a krajiny V širším okolí zemědělského areálu se dle ústředního seznamu Agentury ochrany přírody a krajiny ČR nachází přírodní rezervace Ve žlabcách. Důvodem ochrany je smíšený listnatý porost, jehož složení do značné míry odpovídá původnímu složení lesů této oblasti (dub, buk, habr, lípa, modřín, osika apod.) s druhově rozmanitým bylinným podrostem (www. 15). Dle územního plánu vydaného dne 1. 4. 2010 se v k.ú. Bohdalice navrhuje realizovat prvky ÚSES. Realizací je myšleno jak znovuobnovení funkcí již stávajících prvků ÚSES, tak založení nových prvků. Územní plán vymezuje biokoridory, biocentra i interakční prvky jak nadregionálního, tak regionálního a lokálního významu. V přímé blízkosti zemědělského areálu se nachází lokální biocentrum 2 – U Vojáků a 1 – Řezava a nadregionální biokoridor č. 134/3.

38

6

POPIS AREÁLU

Zemědělský areál je situován v severovýchodní části obce Bohdalice-Pavlovice. Areál bývalých kasáren má ve vlastnictví obec Bohdalice-Pavlovice, pronajímá ho občanskému sdružení Manner, o.s. (příloha č. 4). Prostory bývalých kasáren sdružení získalo do pronájmu od obce v roce 2008. Občanské sdružení zde rozšiřovalo základnu chovu koní a ovcí až na dnešních 15 ustájených koní a 60 ovcí. V současné době je naplánován rozvoj zemědělského areálu, který je blíže popsán v kapitole 6.2 – Nový stav. Areál je napojen na vodovodní i telekomunikační přípojku a nízké napětí. Do areálu není přiveden plyn ani kanalizační řad Bohdalice-Pavlovice. V současné době areál tvoří 13 objektů. V přímé blízkosti zemědělského areálu se nachází dřevozpracující podnik, jehož odpadní vody jsou řešeny nezávisle na zemědělském areálu. Přibližně 350 m od zemědělského areálu se nachází areál společnosti Austin Detonator, s.r.o. Společnost zde má muniční sklad. Dle znaleckého posudku č. 180/06 a vyhlášky ČBÚ č. 99 o skladování výbušnin z 15. května 1995 bylo stanoveno ochranné pásmo, které zasahuje i do zemědělského areálu. Při projektování staveb se v ochranném pásmu musí postupovat v souladu s touto vyhláškou. V jihovýchodní části areálu je možno zbudovat pouze podzemní a povrchové stavby.

6.1 Stávající stav Počet zaměstnanců: 9 Počet stálých obyvatel: 8 Celková plocha areálu: 39 500 m2 Stávající plocha střech: 3176 m2 Celková zastavěná plocha: 8176 m2 (manipulační plocha 5000 m2) 39

Tabulka č. 3 – Základní číselné údaje o areálu – stávající stav Stávající objekty SO.1 SO.2 SO.3 SO.4 SO.5 SO.6 SO.7 SO.8 SO.9 SO.10 SO.11 SO.12 SO.13 CELKEM

Účel objektu rodinný dům, opravna strojů stání pro techniku nevyužito sklad materiálu vrátnice, určeno k odstranění dílna administrativní budova nevyužito rodinný dům sklad nářadí stáj pro koně stáj pro koně kotce, určeno k odstranění XXX

Plocha střech (m²) 235 173 602 240 69 292 528 542 208 48 75 130 34 3176

Počet osob 4 0 0 0 0 2 7 0 4 0 0 0 0 17

SO – stavební objekty stávající Na základě provedeného terénního průzkumu za přítomnosti investora pana Jiřího Novotného dne 15. 5. 2013 je možno konstatovat, že současný stav nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu je nevyhovující. V zemědělském areálu je zřízena jednotná kanalizace, která je svedena do septiku. Stáří kanalizace je přibližně 50 let, použitý materiál beton, DN 150 – 350 (příloha č. 6). Jednotná kanalizace neplní svůj účel z těchto důvodů: U většiny objektů jsou porušeny svody pro odvod srážkové vody. Důsledkem zvýšené vlhkosti jsou poruchy, při nichž může dojít k částečné nebo úplné ztrátě funkčnosti zdiva. Zejména v místech, kde dochází ke křížení kanalizace s komunikací, je jednotná kanalizace vlivem přetížení narušena. Dochází k průsaku odpadních vod do vod podzemních. Všechna odpadní voda tedy není přiváděna do septiku. Septik se nachází v jihovýchodní části zemědělského areálu a není pravidelně vyvážen. Vytékající voda zapáchá a vytéká bez sekundárního čištění přímo do cca 60 m 40

vzdáleného vodního recipientu. Septik je zjevně rozdělen na dvě hlavní části, kam rovnoměrně přitéká odpadní voda. Rozměry septiku jsou přibližně 4,5 × 6 × 2 m, celkový objem je přibližně 54 m3 (příloha č. 5). Zemědělský areál není možné z technických důvodů napojit na kanalizaci v obci Bohdalice-Pavlovice. Problémem je nevýhodná poloha areálu, majetkoprávní vztahy a ekonomická náročnost. Z důvodů rozšiřování areálu a stávající legislativy je nutné navrhnout nová řešení nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu. V této diplomové práci proto budu navrhovat oddílnou kanalizaci a nová řešení pro čištění odpadních vod.

6.1.1

Množství splaškových vod

Dle (www. 16) bylo zjištěno, že 17 osobám v areálu odpovídá produkce 1,7 m3/den odpadní vody. Toto množství splaškové vody je v současné době odváděno jednotnou kanalizací DN 150 – 350 do septiku.

6.1.2

Složení odpadních vod

Pro zjištění složení odpadních vod byl dne 13. 8. 2013 proveden odběr odpadní vody ze stávajícího septiku (příloha č. 3). Vyhodnocení odběru bylo provedeno společností Vodovody a kanalizace Vyškov a.s., výsledky zkoušky předány dne 17. 9. 2013. Biochemická spotřeba kyslíku požadovaným parametrům (nařízení vlády č.61/2003 Sb., v platném znění) vyhovuje. Chemická spotřeba kyslíku dichromanem draselným odpovídá přípustným hodnotám dle nařízení vlády č.61/2003 Sb., v platném znění. Celkové množství nerozpuštěných látek překračuje přípustné i maximální hodnoty dle nařízení vlády č.61/2003 Sb., v platném znění. Tabulka č. 4 – Složení odpadních vod 41

Nejistota Stanovený parametr

Jednotka Výsledek ±

Metoda zkoušky

mg O2/l 9

ČSN EN 1899 – 1,2

Biochemická spotřeba kyslíku Chemická

20%

spotřeba

kyslíku Cr Nerozpuštěné celkově

SOP 1/LOV (ČSN ISO 15 mg/l

129

15%

705)

mg/l

138

13%

ČSN EN 872

látky

(Protokol o zkoušce č. LOV 916/13, Vodovody a kanalizace Vyškov a.s., 17. 9. 2013) Dále byly sledovány parametry (příloha č. 1).

6.1.3

Množství srážkových vod ze střech

Množství srážkových vod bylo vypočítáno dle přílohy č. 16 vyhlášky č. 428/2001 Sb., v platném znění. Množství srážkových vod odváděných do kanalizace bez měření se vypočte podle vzorce na základě dlouhodobého úhrnu srážek v zájmovém území zjištěného z dat Českého hydrometeorologického ústavu a podle druhu a velikosti ploch nemovitostí a příslušných odtokových součinitelů. Roční množství odváděných dešťových vod: Dlouhodobý srážkový úhrn: 597 mm/rok, tj. 0,579 m/rok Stávající plocha střech 3 176 m2 je snížena o množství ploch, ze kterých je voda zasakována přímo u objektů: A = celková plocha střech (plocha objektů SO.13 + SO.12 + SO.11 + SO.10 + SO.9) A = 3176 - (34 + 130 + 75 + 48 + 208) A = 2681 m2 Roční množství odváděných dešťových vod: 42

Q = součet redukované plochy v m2 × dlouhodobý srážkový úhrn v m/rok (m3) Q = 2681 * 0,579 Q = 1552,3 m3/rok Většina srážkové vody ze střech neodtéká do jednotné kanalizace a následně do septiku, ale je sváděna volně na povrch.

6.1.4

Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m2)

Srážkové vody z manipulační plochy (5000 m2) jsou v současné době zasakovány do zatravněných pásů o minimální šířce 1,5 m. Tento stav je nevyhovující zejména s ohledem na plochu parkoviště s kapacitou 50 míst. Vody z parkoviště mohou být znečištěny závadnými látkami.

6.2 Nový stav Na základě požadavků investora občasného sdružení Manner, o.s., byly zpracovány firmou ProjektPoint, s.r.o., zásady rozvoje areálu. Byla vypracována projektová dokumentace na přestavbu dvou nevyužitých objektů v areálu. Objekt SO.3 bude sloužit jako minipivovar, sýrárna a porážka, objekt SO.8 bude využíván jako penzion. Záměrem investora je v prvním z provozů vyrábět regionální produkty a navrátit se k sýrařské a pivovarské tradici v obci. Penzion by měl sloužit mimo jiné jako ekologické vzdělávací centrum. Dále byla vypracována projektová dokumentace na tři nové objekty – SO.01 – seník, SO.02 – zastřešené stání pro techniku a SO.03 – pila (příloha č. 9). Diplomová práce by měla sloužit jako podklad pro návrh řešení čištění odpadních vod areálu a přispět k jeho rozvoji. Požadavkem investora bylo navrhnout alespoň jednu 43

variantu řešení nakládání s odpadními vodami, která by upřednostňovala přírodní postupy před technologickými.

Počet zaměstnanců v sezóně: 22 Počet ubytovávaných návštěvníků v sezóně: 40 Počet stálých obyvatel napojených na nový kanalizační řad: 8 Počet zaměstnanců mimo sezónu: 13 Předpokládaná plocha střech po výstavbě seníku, pily, zastřešeného stání pro techniku, odstranění vrátnice a objektu SO.13: 4078 m2 Celková zastavěná plocha: 9078 m2 (manipulační plochy 5000 m2) Tabulka č. 5 – Základní číselné údaje o areálu – nový stav

Objekty SO.1 SO.2 SO.3 SO.4 SO.5 SO.6 SO.7 SO.9 SO.10 SO.11 SO.12 SO.8 SO.13 SO.01 SO.02 SO.03 CELKEM

Plocha Účel objektu (m²) rodinný dům, opravna strojů 235 stání pro techniku 173 sýrárna, porážka, minipivovar 602 sklad materiálu 240 vrátnice, určeno k odstranění 0 dílna 292 administrativní budova 528 rodinný dům 208 sklad nářadí 48 stáj pro koně 75 stáj pro koně 130 penzion 542 určeno k odstranění 0 seník 614 zastřešené stání 351 přístřešek pro pilu 40 XXX 4078

44

Počet osob střech letní provoz 4 0 6 0 0 2 7 4 0 0 0 47 0 0 0 0 70

zimní provoz 4 0 4 0 0 2 7 4 0 0 0 0 0 0 0 0 21

SO – stavební objekty stávající SO.0 – nově budované objekty

6.2.1

Množství splaškových vod

Dle www. 16 bylo zjištěno, že počtu 70 osob v areálu v letním provozu odpovídá produkce 8,7 m3/den splaškové odpadní vody. V zimním provozu (období od října do dubna), kdy bude pozastaven provoz v sýrárně a penzionu, dojde ke snížení počtu osob na 13 zaměstnanců a 8 stálých obyvatel, což odpovídá produkci 2 m3/den splaškové vody. Výpočet EO Ekvivalentní obyvatel je definovaný produkcí látkového znečištění 60 g BSK5 za den. Dle www. 16 odpovídá počet 70 osob 57,8 EO (8,7 m3/den). Počet 13 zaměstnanců a 8 stálých obyvatel v zimním provozu odpovídá 13 EO (produkce 2 m3/den splaškové vody). Dimenze splaškové kanalizace výpočet Tabulka č. 6 – Výpočtové odtoky pro budovy s rovnoměrným odběrem vody zařazovací předmět umyvadlo (u) koupací vana (k) sprchová mísa se zátkou (s) kuchyňský dřez (ku) bytová myčka nádobí (by) automatická pračka do 6kg prádla (au) WC

výpočtový odtok DU (l/s) 0,5 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,8

Tabulka č. 7 – Počet jednotlivých zařizovacích předmětů v jednotlivých objektech, průtok splaškových vod Qww v l/s z jednotlivých objektů

45

objekt

Zařizovací předměty (ks)

Xxx SO.1 SO.2 SO.3 SO.4 SO.5 SO.6 SO.7 SO.8 SO.9 SO.10 SO.11 SO.12 CELKEM

u 2 0 12 0 0 1 2 17 2 0 0 1 x

SO.01 SO.02 SO.03

0 0 0

k 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x

s 1 0 0 0 0 1 1 16 1 0 0 0 x

ku 1 0 0 0 0 1 2 2 1 0 0 0 x

by 1 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 x

au 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 x

WC 2 0 4 0 0 1 2 19 2 0 0 0 x

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

Výpočet Qww (l/s) výpočet K součinitel Qww DU odtoku (l/s) 8,6 0,5 1,466288 0 0 0 13,2 0,5 1,81659 0 0 0 0 0 0 3,9 0,5 0,987421 7 0,5 1,322876 59,5 0,7 5,399537 7,8 0,5 1,396424 0 0 0 0 0 0 0,5 0,5 0,353553 x x 12,7427

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

Na základě výpočtů je navržena odpovídající světlost odpadního potrubí. Průtok splaškových vod Qww v l/s se vypočítá ze vztahu: Qww= K * √∑(DU) kde K je součinitel odtoku. Pro bytové domy, rodinné domy a administrativní budovy K = 0,5. Pro budovy občanské vybavenosti s rovnoměrným odběrem vody (např. hotely, restaurace a školy) K = 0,7. ∑ DU – součet výpočtových odtoků v l/s. Jmenovitá světlost připojovacího potrubí od jednotlivých objektů byla navrhnuta dle ČSN EN 12056-2 (příloha č. 2). Při navrhování konečného vnitřního průměru kanalizace jsem i s ohledem na další rozvoj areálu navrhla potrubí PVC KG DN 200. 46

6.2.2

Množství srážkových vod ze střech

Množství srážkových vod bylo vypočítáno dle přílohy č. 16 vyhlášky č. 428/2001 Sb., v platném znění. Množství srážkových vod odváděných do kanalizace bez měření se vypočte podle vzorce na základě dlouhodobého úhrnu srážek v zájmovém území zjištěného z dat Českého hydrometeorologického ústavu a podle druhu a velikosti ploch nemovitostí a příslušných odtokových součinitelů. Dlouhodobý srážkový úhrn: 597 mm/rok, tj. 0,579 m/rok Roční množství odváděných srážkových vod: ,,Nová“ plocha střech je 4078 m2 Q = součet redukovaných ploch v m2 × dlouhodobý srážkový úhrn v m/rok (m3) Q = 4078 * 0,579 Q = 2361,2 m3 Roční množství odváděných srážkových vod je 2361,2 m3. Průtok dešťových vod Qr v l/s se určí ze vztahu: Qr = i * A * C kde i je intenzita deště v l/s.m2, která se u střech a ploch ohrožujících budovu zaplavením uvažuje hodnotou i = 0,03 l/s.m2, C – součinitel odtoku dešťových vod byl zvolen na základě druhu odvodňované plochy a

jejím

sklonu

na

A – půdorysný průmět odvodňované plochy v m2. (www. 17) 47

hodnotu

1

Tabulka č. 8 – Výpočet průtoku dešťových vod Qr v l/s pro jednotlivé objekty v areálu

parcelní číslo

číslo objektu

339

SO.1

340

SO.2

338

SO.3

341 335 336 347 337 349 350 351 x

SO.4 SO.5 SO.6 SO.7 SO.8 SO.9 SO.10 SO.12 SO.11 342,843/8 SO.13 x SO.01 x SO.02 x SO.03 CELKEM X

účel objektu

součinitel plocha intenzita průtok odtoku střechy A deště i dešťových dešťových (m2) (l/s.m2) vod Qr (l/s ) vod C

rodinný dům, opravna strojů 235 stání pro techniku 173 sýrárna, porážka, minipivovar 602 sklad materiálu 240 vrátnice 0 autodílna 292 admin. budova 528 penzion 542 rodinný dům 208 sklad nářadí 48 stáj pro koně 130 stáj pro koně 75 určeno k odstranění 0 seník 614 zastřešené stání 351 přístřešek pro pilu 40 x 4078

1 1

0,03 0,03

7,05 5,19

1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 x

0,03 0,03 0 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0 0,03 0,03 0,03 x

18,06 7,2 0 8,76 15,84 16,26 6,24 1,44 3,9 2,25 0 18,42 10,53 1,2 122,34

Průtok dešťových vod, které budou odvedeny do požární nádrže, bude 122,34 l/s. Při navrhování konečného vnitřního průměru kanalizace pro odvod srážkové vody v areálu jsem navrhla potrubí PVC, KG DN 150 – 300, dle poměrů v jednotlivých větvích dešťové kanalizace (www. 20).

6.2.3

Nakládání se srážkovými vodami z ostatních zpevněných ploch (manipulační plocha 5000 m2)

Srážkové vody z manipulační plochy (5000 m2) budou svedeny pomocí sběrného žlabu do jižní části areálu, kde bude odlučovač ropných látek (lapol), ze kterého bude předčištěná voda vypouštěna do vodního recipientu. 48

6.2.4

Požární nádrž

Stavba seníku (SO.01) je podmínečně přípustná dle HSZ JMK za předpokladu dostatečného množství hasiva. Vzhledem k tomu, že v areálu není dostatečná dimenze vodovodního řadu a tlaku v něm, je nutné zbudovat požární nádrž s přelivnou hranou do vodního recipientu. Objem nádrže byl stanoven na základě zpracovaného požárně bezpečnostního řešení Ing. Markétou Bogárovou na 50 m3. V případě výstavby penzionu a zprovoznění všech navrhovaných budov byl objem požární nádrže stanoven na 100 m3. Velikost požární nádrže je dána potřebnou zásobou požární vody dle ČSN 73 0873. Požární nádrž bude situována v jihovýchodní části zájmového území. Přebytečná voda bude odváděna do občasné vodoteče, která se nachází přibližně 60 m jihovýchodně od nádrže. Recipientem občasného toku je Pruský potok. Správu vodního toku vykonává Povodí Moravy, státní podnik. Koryto vodoteče má přibližně trojúhelníkový průřez o šířce v úrovni terénu 5 – 6 m a hloubce 2,5 – 3 m, sklony břehů jsou 1:1, koryto je zahloubeno do neogenních jílů. Jedná se o vypouštění vod do vod povrchových. Dle ČSN 75 2411 musí požární nádrž umožňovat napouštění, vypouštění a doplňování zásobní vody, odběr požární vody a čištění nádrže. Požární nádrž musí být vybavena bezpečnostním přelivem a přístupem na dno nádrže. Požární nádrž pro zemědělský areál bude navržena otevřená se zpevněným dnem a zpevněnými svahy. Sklon stěn bude 1:1 – 1:2,5. Doba napouštění vyprázdněné nádrže bude maximálně 36 hod. Odběr vody z požární nádrže bude zajištěn pomocí přenosného požárního čerpadla, které bude vsazeno do jímky. Objekty požární nádrže Manipulační šachta

49

Manipulační šachta bude obsahovat armatury ovládající přívodní a výstupné zařízení. Čerpací stanoviště Musí zajistit odběr požární vody požárním čerpadlem se sací hadicí o maximální délce 10 m. Má mít půdorysný rozměr alespoň 12 m × 5 m. Konstrukce musí být zřízena minimálně pro mezní zatížení 80 kN. Musí být v pohotovém stavu. Zajištěno zarážkou zabraňujícím sjezd vozidla do nádrže. Výpustné zařízení Pro úplné vypuštění vodní nádrže bude v jejím nejnižším místě navržen požerák s odpovídající kapacitou. Bezpečnostní přeliv Bezpečnostní přeliv, který bude plnit svoji funkci při překročení kapacity výpustného zařízení, bude navržen hrázový. Odvodňovací příkop Přívod Přívod srážkové vody do nádrže bude zajištěn řadem PVC KG DN 300, jako sekundární zdroj vody bude sloužit areálový vodovod.

6.2.5

Odpadní vody ve specifických provozech areálu

Minipivovar (SO.3) V zemědělském areálu na parcelním čísle 338 v k.ú. Bohdalice se bude nacházet minipivovar. Při výrobě piva bude vznikat zejména tento odpad: pivovarské mláto, pivovarské kvasnice, chmelové mláto, hořké kaly a odpadní vody. 50

Odpadní pivovarské mláto a pivovarské kvasnice budou použity jako příměs do krmných směsí v rámci chovu dobytka v zemědělském areálu. Odpadní chmelové mláto a hořké kaly budou odváženy do kompostárny v Kozlanech. Nevyužité bioodpady budou odváženy na skládku v Kozlanech nebo na kompostárnu dle charakteru odpadu. Odpadní vody z minipivovaru Odpadní technologické vody z provozu budou odváděny do jímky o objemu 42,5 m3, tato jímka bude plynotěsná a vodotěsná. Předpokládané množství roční výroby v minipivovaru je 2000 hl piva. Varna pivovaru je navržena na výrobu maximálně 300 dní v roce. Maximální produkce odpadních technologických vod bude 0,4 m3/hl piva. Odpadní technologická voda bude v pravidelných intervalech vyvážena a zpracována bioplynovou stanicí v obci Vyškov, která je od zemědělského areálu vzdálena přibližně 10 km, nebo bioplynovou stanicí v Rostěnicích-Zvonovicích (vzdálenost 7 km). Množství odpadní vody 0,4 m3/hl piva Denní maximum odpadní vody 0,4 * 10 = 4 m3 Ročně maximálně 2000 * 0,4 = cca 800 m3 odpadní vody Maximální průtok odpadní vody 0,5 m3/h Zpracování masa (SO.3) V zemědělském areálu se na parcelním č. 338 a parcelním č. 843/3, k.ú. Bohdalice, bude nacházet výrobní provoz, který je určen k porážce a následnému jatečnímu opracování zvířat. Předpokládá se jateční opracování ovcí a vepřů, a to v množství 20 ks ovcí/týden, nebo 10 ks vepřů/týden. Navrhovaný výrobní provoz dle platné legislativy splňuje požadavky na provoz s malou kapacitou dle vyhlášky č. 128/2009 Sb., v platném znění. Způsob odstraňování odpadů ze zpracování masa

51

V rámci porážkového procesu budou vznikat konfiskáty kategorie III, II i I (dle nařízení Evropského parlamentu a rady (ES) č. 1069/2009). Odpady se nebudou využívat pro další potřeby provozu a budou odstraňovány v souladu s ES č. 1069/2009, tj. v souladu s článkem 12, 13 a 14 (Neškodné odstranění a použití materiálu kategorie III, II a I). Odpadní vody ze zpracování masa Odpadní technologické vody z provozu budou odváděny do jímky na parcele č. 843/3 o objemu 42,5 m3, tato jímka bude plynotěsná a vodotěsná. Odpadní technologická voda bude v pravidelných intervalech vyvážena a zpracována bioplynovou stanicí v obci Vyškov, která je od zemědělského areálu vzdálena přibližně 10 km, nebo bioplynovou stanicí v Rostěnicích-Zvonovicích (vzdálenost 7 km). Vzhledem k poměrně vysokému obsahu tuku a bílkovinných složek je tato surovina vysoce ceněný zdroj pro výrobu bioplynu. Maximální množství odpadní vody: 9 m3/týden Maximální roční produkce odpadních vod: 450 m3 Maximální průtok odpadní vody: 1 l/s Zpracování mléka (SO.3) V zemědělském areálu se na parcele č. 843/3 k.ú. Bohdalice bude nacházet sýrárna. Sýrárna je navržena pro zpracování ovčího mléka ze stávajícího chovu 60 bahnic i jeho případného rozšíření na 120 bahnic. Pro výpočet množství mléka je uvažováno 50 dojících bahnic ve stávajícím provozu, v rozšíření chovu se uvažuje 100 dojících bahnic. Množství vydojeného mléka na 1 kus je 1,5 l za den v sezóně. Dojení bude probíhat od dubna do září, popř. do zasušení bahnic. Převážné množství vedlejší živočišné produkce při zpracování mléka tvoří syrovátka tj. kategorie III, výjimečně kategorie II VŽP (dle nařízení evropského parlamentu a rady (ES) č. 1069/2009). Syrovátka bude použita převážně pro zkrmování nebo bude odstraňována v souladu s nařízením evropského parlamentu a rady (ES) č. 1069/2009, v platném znění. 52

Odpadní vody ze zpracování mléka Technologické odpadní vody použité na oplach v provozu sýrárny budou odvedeny do jímky o objemu 42,5 m3, která bude sloužit i pro technologické vody z minipivovaru. Chov koní (SO.11, SO.12) Statková hnojiva jsou vedlejším produktem z chovu koní. Představují důležitý článek v koloběhu živin v rámci zemědělství. Legislativně je statkovým hnojivem hnůj, hnojůvka, močůvka, kejda, sláma, jakož i jiné zbytky rostlinného původu a další vedlejší produkty vzniklé chovem hospodářských zvířat, vznikající zejména v zemědělské prvovýrobě, nejsou-li dále upravovány. V současné době je v areálu ustájeno 15 koní. Odpady z chovu hospodářských zvířat bude tvořit chlévská mrva. Ta bude uložena na blízkém hnojišti, kde zráním vznikne chlévský hnůj. Chlévský hnůj bude využit jako organické hnojivo. Výpočet produkce živočišných odpadů V zemědělském areálu je nutné zajistit odstraňování vyprodukovaných živočišných odpadů tak, aby nedošlo k ohrožení jakosti povrchových a podzemních vod. Množství produkce odpadů lze určit na základě tabulkových hodnot určujících množství odpadů a podle způsobu ustájení zvířat. Ustájení koní je řešeno jako boxové s výměnnou podestýlkou. Tabulka č. 9 – Výpočet produkce živočišných odpadů Boxové ustájení – výměnná podestýlka produkce

mrvy

(t/ks/rok) kategorie zvířat

počet (ks) průměrná hodnota produkce kategorie (t/rok)

koně do 500kg

15

12

180

produkce mrvy celkem (t/rok)

180

53

180 t/rok / 700 kg/m3 = 257 m3/rok Při přepočtu kejdy a mrvy byly použity tabulkové hodnoty objemové hmotnosti – mrva ρv = 700 kg/m3. Pro skladování statkových hnojiv se v blízkosti areálu nachází hnojiště. Skladovací kapacita hnojiště je navržena na produkci 6 měsíců, 257/2=128,5 m3. V blízkosti areálu je umístěno hnojiště délky 8 m, šířky 5,5 m a hloubky 3 m (132 m3). (Urban, 1997)

Výpočet parametrů skladovací jímky na hnojůvku: Z tabulkových hodnot kapacity jímek pro hnojůvku na měsíc bylo zjištěno, že na jednoho koně odpovídá produkce 0,6 m3/měsíc hnojůvky. 15ks*0,6 m3=9 m3/měsíc → 9*6=54 m3 za 6měsíců Odpadní dešťová voda z plochy hnojiště: Qr = 44 * 0,579 Qr = 25,5 m3/rok → 25,5/2 = 12,75 m3 za 6 měsíců Odpočet 50 % ztrát dešťové vody (výpar, odpar atd.) → 6,37 m3/6 měsíců Celková potřebná kapacita na 6 měsíců je 54 m3 + 6,37 m3 = 60,37 m3 Na základě provedených výpočtů navrhuji prefabrikovanou železobetonovou podzemní nádrž o poloměru 2,5 m, hloubce 3,5 m a celkovém objemu 68,7 m3. Tuto jímku bude tvořit vlastní válcová nádrž, víko nádrže a zákrytová destička.

54

Výpočet potřeby vody Tabulka č. 10 – Výpočet potřeby vody množství splaškových vod za rok v číslo objektu počet koní ks l/den/1ks SO.12 15 28 Celkové množství potřebné vody pro koně v objektech SO.11, SO.12 bude 153,3 m3 /rok.

55

7

NÁVRH ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD

7.1 Varianta A – Vegetační kořenová čistírna s horizontálním podpovrchovým průtokem Dle www. 16 bylo zjištěno, že počtu 70 osob v areálu v letním provozu odpovídá produkce 8,7 m3/den splaškové odpadní vody, což odpovídá 57,8 EO. V zimním provozu, kdy bude pozastaven provoz v sýrárně a penzionu, dojde ke snížení počtu osob na 13 zaměstnanců a 8 stálých obyvatel, což odpovídá produkci 2 m 3/den splaškové vody. To odpovídá 13 EO.

7.1.1

Výpočet základních návrhových parametrů

Množství odpadních vod celkem Q = 3175,5 m3/rok → Q24 = 3175,5/365 = 8,7 m3/den Průměrný denní přítok odpadní vody je 8,7 m3/den. Koncentrace BSK5 na přítoku do čistírny odpadních vod V případě výpočtu, kdy uvažuji, že každý EO vyprodukuje 60 g/den BSK5, lze dojít k tomuto výpočtu: C0 = počet EO * 60 C0 = 57,8 * 60 C0 = 3468 g/den = 3,47 kg/den C0 3468 (g/den) / 8,7 (m3/den) = 398,6 g BSK5/m3 Specifické organické znečištění splašků je 398,6 g/m3.

56

Koncentrace NL na přítoku do čistírny odpadních vod V případě výpočtu uvažuji, že každý EO vyprodukuje 55 g nerozpuštěných látek za den. NL = počet EO * 55 NL = 57,8 * 55 NL = 3179 g/den NL 3179 (g/den)/8,7 (m3/den) = 365,4 g NL/m3 Znečištění nerozpustnými látkami je 365,4 g/m3. Koncentrace CHSKCr na přítoku do čistírny odpadních vod V případě výpočtu, kdy uvažuji, že každý EO vyprodukuje 120 g/den CHSKCr, lze dojít k tomuto výpočtu: CHSKCr = počet EO * 120 CHSKCr = 57,8 * 120 CHSKCr = 6936g/den = 6,94 kg/den CHSKCr 6936 (g/den)/8,7 (m3/den)=797,24 g CHSKCr/m3 Organické znečištění splašků vyjádřené CHSKCr je 797,24 g/m3. Základní návrhové parametry filtračního tělesa Plocha kořenového pole C0, C – průměrná denní koncentrace BSK5 v přitékající a odtékající vodě v (mg/l) KBSK5 – reakční konstanta → Evropská směrnice z roku 1990 doporučuje pro čištění městských splaškových vod hodnotu reakční konstanty KBSK5=0,1 m d-1. Ah = Q24 * (ln C0 - ln C) / KBSK5 57

Ah = 8,7 * (ln398,6 - ln37,82) / 0,1 Ah = 204,89 m2 Plocha kořenového pole pro 70 osob je 204,89 m2. Výsledná specifická plocha na jednoho ekvivalentního obyvatele je 3,5 m2. Plocha 204,89 m2 bude rozdělena na dvě kořenová pole, která budou zapojena za sebou. 204,89 / 2 = 102,4 m2 Poměr stran kořenového pole by se v kořenové čistírně s podpovrchovým horizontálním prouděním měl pohybovat přibližně v rozmezí 1:1 – 1:2 → plocha jednoho kořenového pole bude 15*7m=105 m2. Objem filtračního prostředí vegetační čistírny d – hloubka kořenového pole, navrženo 0,8 m V = Ah * d V = 204,89 * 0,8 V = 163,91 m3 Objem filtračního prostředí je 163,91 m3. Hydraulická doba zdržení odpadní vody ve filtračním prostředí n – pórovitost zemního lože, zvoleno 0,35 t = V * n / Q24 = Ah * d *∙n / Q24 t = 163,91 * 0,35/8,7 t = 6,6 dne Hydraulická doba zdržení odpadní vody ve filtračním prostředí je 6,6 dne.

58

Specifické zatížení půdního filtru m3/m2 za den LH = Q24 / Ah LH = 8,7 / 204,89 LH = 0,042 m3/m2 za den Obecně se velikost hydraulického zatížení plochy vegetačního tělesa doporučuje v rozmezí 0,03 – 0,06 m3/m2 za den. Uspořádání vegetační kořenové čistírny Protože je v letním provozu předpokládaný počet 70 osob v areálu, což je v přepočtu přibližně 57,8 EO (> 50 EO) a produkce splaškové vody 8,7 m3/den, rozhodla jsem se před samotné těleso kořenové čistírny umístit česle a štěrbinovou nádrž. Předčištění Česle Česle budou navrženy ručně stírané, hrubé s šířkou průlin 0,03 – 0,06 m. Sklon česlí bude navržen 50°. Budou vyrobeny z oceli a budou se skládat z česlicové mříže, vany na shrabky s rukojetí, opěrné konzole a hrábí. Shrabky se budou v pravidelných intervalech vyvážet na skládku v Kozlanech, v případě vhodného složení se budou kompostovat na kompostárně v Kozlanech. Štěrbinová nádrž Za česlemi bude zařazena štěrbinová nádrž, která bude tvořena dvěma prostory. Horním usazovacím a dolním vyhnívacím – dno žlabu bude vyřešeno podélnou štěrbinou, kterou bude propadat usazující se kal do vyhnívajícího prostoru dolní části nádrže, odkud se kal odčerpá čerpadlem. Nádrž bude doplněna nornou stěnou pro zachycení tuků a olejů. Biologický stupeň čištění 59

Za štěrbinovou nádrží bude navrženo filtrační kořenové pole s mokřadní vegetací. Vegetační kořenovou čistírnu bude tvořit přívod odpadní vody, rozdělovací šachta, filtrační prostředí, záchytný příkop, těsněná jímka, rozdělovací potrubí, vegetace, filtr, sběrná drenáž, odpad a regulační šachta, která slouží pro určov výšku hladiny vody ve filtračním loži. Přes regulační šachtu bude odtékat vyčištěná voda do recipientu. Těleso VKČ Biologický stupeň čistírny bude tvořen dvěma kořenovými poli zapojenými do série (příloha č. 11, 14). Pole budou umístěny jihovýchodně od areálu. Vlastní těleso bude tvořeno obdélníkovou těsněnou jímkou naplněnou filtračním materiálem a osázenou mokřadními rostlinami o hloubce 1,1 m. Dno kořenových polí bude navrženo ve sklonu 1 %, povrch bude navržen vodorovný. Okolní terén je navržen 300 mm nad povrchem lože. Délka každé filtrační nádrže bude 15 m, šířka 7 m. K těsnění

jímky

se

použije

nepropustná

bariéra

z měkčeného

PVC

nebo

vysokohustotního PE. Tloušťka fólií bude 2 mm, budou chráněny geotextilií. Výška navrhované náplně filtračního pole bude 0,8 m. Substrát filtračního lože bude zvolen z jemného štěrku o zrnitosti 8 mm, porozitě 0,35 a hydraulické vodivosti 500 mm/den, dostatečně propustný, aby nedocházelo ke kolmataci. Výška vody se bude udržovat přibližně 5 – 10 cm pod povrchem štěrku. Přívod odpadní vody bude zajištěn pomocí potrubí z PVC DN 200. Bude ústit do rozdělovacího zařízení, které je určeno k rovnoměrnému rozdělování přitékající vody do kořenového pole. Rozdělovací potrubí (potrubí o světlosti 100 – 200 mm) bude zasazeno do rozvodné zóny filtračního tělesa. Rozvodná zóna bude vyplněna hrubým kamenivem frakce nejméně 63 – 125 mm. Konec rozdělovacího potrubí bude vyveden nad povrch pro případné pročištění. Za rozvodnou zónou bude následovat přechodný minerální filtr, který bude tvořit přechod mezi rozvodnou a sběrnou zónou a filtračním ložem. Vhodné bude použít kameniva frakce 32 – 65 mm. Sběrné potrubí zabezpečující odtok z filtračních loží bude uloženo na dně. Sběrná drenáž bude spojena s odtokovou šachtou.

60

Vegetace Pro kořenové pole je navrženo osázení rákosem obecným. Rákos obecný je vhodný pro kořenovou čistírnu zejména vzhledem k rychle rostoucímu kořenovému systému. Hustota výsadby bude 6 – 8 sazenic na 1 m2. Porost rákosu bude vždy na podzim kosen. Z důvodů izolace proti promrzání v případě extrémních mrazů bude pokosený porost rákosu ponechán během celé zimy na kořenové čistírně.

7.1.2

Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV

Výpočet odstranění BSK5, NL a CHSK Cr v kořenové čistírně Podle výsledků, které byly získány v letech 1993 – 1994 na kořenových čistírnách v České republice používaných pro splaškové vody, je pro kořenová lože vztah mezi vstupní a výstupní koncentrací BSK5 následující: C0 – koncentrace na přítoku CBSK5 – koncentrace na odtoku CBSK5 = 0,09 * C0 + 1,95 CBSK5 = 0,09 * 398,6 + 1,95 CBSK5 = 37,82 mg/l

Účinnost odstranění nerozpuštěných látek Nerozpuštěné látky jsou v kořenových čistírnách odstraňovány velmi efektivně. Hlavními procesy, které se na odstraňování podílejí, jsou sedimentace a filtrace. NL – koncentrace na přítoku C – koncentrace na odtoku 61

CN = 0,07 NL + 4,88 CN = 0,07 * 365,4 + 4,88 CN = 30,46 mg/l

Účinnost odstranění organických látek vyjádřených jako CHSKCr CHSKCr – koncentrace na přítoku C – koncentrace na odtoku CCH = 0,2 CHSKCr + 11,34 CCH = 0,2*797,24 + 11,34 CCH = 170,78 mg/l

Účinnost odstraňování organických látek EBSK5 = (C0 * CBSK5) / C0 * 100 EBSK5 = (398,6 - 37,82) / 398,6 * 100 EBSK5 = 90,5 %

Účinnost odstraňování nerozpuštěných látek (ENL %) ENL = (NL * CN) / NL * 100 ENL = (365,4 - 30,46) / 365,4 * 100 ENL = 91,7 % 62

Účinnost odstraňování organických látek vyjádřená jako CHSKCr ECHSKCr = (CHSKCr * CCH) / CHSKCr * 100 ECHSKCr = (797,24 - 170,78) / 797,24 * 100 ECHSKCr = 78,6 %

Účinnost odstraňování organických látek je 90,5 %, účinnost odstraňování nerozpuštěných látek je 91,7 %. Účinnost odstraňování organických látek vyjádřená jako CHSKCr je 79 %. Tyto hodnoty odpovídají přípustné minimální účinnosti čištění vypouštěných odpadních vod dle nařízení vlády č. 61/2003 Sb., v platném znění. Hodnoty na odtoku vyjádřené v mg/l odpovídají limitům nařízení vlády č. 61/2003 Sb., v platném znění.

7.1.3

Finanční vyčíslení varianty A

Investiční náklady kořenové čistírny závisí na konstrukčním řešení, morfologii terénu a dostupnosti pozemku. Ceny u klasických kořenových ČOV první generace se pohybují kolem 15 tis. Kč/EO (ekvivalentního obyvatele). Náklady u čistírny druhé generace se pohybují v kolem 20 tis. Kč/EO. → přibližná cena kořenové čistírny pro zemědělský areál (15 * 57,8) = 867 000 Kč

Další náklady budou vynaloženy na pravidelnou obsluhu, která bude osobou poučenou a bude jednou denně kontrolovat stav VKČ, odstraňovat shrabky z česlí, vyvážet štěrbinovou nádrž apod. Předpokládá se, že na údržbu by této osobě mohla stačit hodina denně. Dále budou vynaloženy náklady na sledování kvality vody vypouštěné do recipientu. Vodoprávní úřad doporučuje provádět 2 x ročně vzorkování odpadních vod. 63

Jedna analýza na základní parametry jako CHSKCr, BSK5, NL, NH4 stojí cca 800 Kč. Tyto náklady by se mohly pohybovat v rozmezí 20 – 25 000 Kč ročně. Přibližně částka 300 – 400 Kč na EO/rok. Přibližná částka za Variantu A a celoroční provoz: 867 000 + 25 000 = 892 000 Kč. V dalších letech používání kořenové čistírny budou náklady 20 – 25 000 Kč.

7.2 Varianta B – Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod Na základě zjištěných údajů o produkci splaškových vod a množství ekvivalentních obyvatel v zemědělském areálu jsem se rozhodla pro využití balené mechanickobiologické čistírny od firmy ASIO spol. s.r.o., AS - VARIOcomp N (60N) (www. 18) (příloha č. 10, 12, 15), a to zejména z finančních důvodů.

7.2.1

Vlastní uspořádání mechanicko-biologické čistírny

Předčištění Odpadní voda splašková bude do mechanicko-biologické čistírny vtékat kanalizací o světlosti DN 200. Maximální množství natékané vody za den bude přibližně 7 m3/den. Odpadní voda bude natékat do usazovacího prostoru, kde probíhá separace plovoucích a usaditelných látek a jejich následný anaerobní rozklad. Biologické čištění Z usazovacího prostoru bude mechanicky předčištěná voda vtékat do aktivační nádrže, kde probíhá biologický stupeň čištění odpadní vody. Provzdušňování vody v tomto prostoru bude zajištěno pomocí dmychadla a jemnobublinného aeračního systému. Aktivovaný kal z tohoto prostoru bude natékat od dosazovací nádrže, kde dojde k jeho oddělení od vyčištěné vody.

64

Kalový prostor Vyčištěná voda bude odčerpávána do odtokového žlabu, aktivovaný kal bude odtahován do aktivačního prostoru, aerobně stabilizovaný kal do kalového prostoru. Rozměry mechanicko-biologické čistírny jsou 4000×2160×2870 mm.

7.2.2

Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV

Garantované hodnoty na odtoku z ČOV AS - VARIOcomp N budou dodrženy při respektování návrhových parametrů, instalačních a provozních podmínek. U typů ČOV AS - VARIOcomp N/P, resp. AS - VARIOcomp N/PUMP/P je možno navíc garantovat koncentraci fosforu na odtoku Pcelk. = 2 mg/l.

Tabulka č. 11 – Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV Označení BSK5 (mg/l) CHSK (mg/l) NL (mg/l)

hodnoty p

hodnoty m 25 100 30

50 150 60

(www. 18) Maximální odtok z ČOV po akumulaci: 0,9722 l/s. Produkce kalu při použití této mechanicko-biologické čistírny bude 16,8 m3/rok. Přibližně to bude 8,4 m3 za půl roku v letním provozu. V zimním provozu bude toto množství přibližně 2,1 m3. Interval vyvážení je stanoven jednou za 6 měsíců.

65

7.2.3

Finanční vyčíslení varianty B

Na základě telefonátu s panem Janem Němečkem z firmy ASIO, spol. s r.o., dne 10. 3. 2014 bylo zjištěno, že náklady na pořízení ČOV AS - VARIOcomp N pro 57 EO budou: Náklady na pořízení ČOV AS - VARIOcomp N (60 EO): 330 000 Kč Náklady na zprovoznění: 18 000 Kč Cena za roční provoz, která zahrnuje 150 h/ročně za zaměstnance, který se bude zabývat správnou funkcí ČOV, spotřebu energie na provoz dmychadla, odvoz kalu 2 × ročně, odběr a rozbory vzorků 4 × ročně a náhradní díly: 71 681 Kč. Celkové náklady na pořízení a provoz mechanicko-biologické čistírny za jeden rok budou přibližně 330 000 + 18 000 + 71 681 = 419 681 Kč. V nákladech není zahrnuta doprava ČOV. V dalších letech používání ČOV budou náklady 71 681 Kč/rok.

7.3 Varianta C – Jímka na vyvážení Tato varianta předpokládá čištění splaškové odpadní vody z areálu v ČOV ve Vyškově. Pro výpočet akumulačního objemu jímky (žumpy) předepisuje norma ČSN 75 6081 výpočet dle vzorce: V – objem akumulačního prostoru v litrech n – počet obyvatel q – specifická průměrná spotřeba vody v m3 na obyvatele t – časový interval vyprazdňování jímky ve dnech Doporučená četnost vyvážení dle odborné literatury je 20 dní.

66

Objem jímky na vyvážení, u níž je zvolen časový interval vyvážení po 20 dnech pro 6 letních měsíců v zemědělském areálu: V=n*q*t V = (23 * 0,083) + (47 * 0,12) * 20 V = 150,98 m3 (příloha č. 17)

Objem jímky na vyvážení, u níž je zvolen časový interval vyvážení po 20 dnech pro 6 zimních měsíců v zemědělském areálu: V=n*q*t V = 21 * 0,083 * 20 V = 34,86 m3 (příloha č. 16) V případě zvolení této varianty bude jímka situována v jihovýchodní části areálu a bude k ní přivedena komunikace (příloha č. 13).

7.3.1

Finanční vyčíslení varianty C

Dle prostudovaných materiálů a na základě telefonátu s Ing. Lukášem Dvořáčkem z firmy db Betonové jímky s.r.o., dne 6. 2. 2014 doporučuji pro zemědělský areál využít betonovou lehkou slabonosnou jímku pro pojezd vozidel do 2,5 t. Jímky doporučuji dvě. Důraz při výběru jímky je kladen zejména na odolnost proti zemnímu tlaku a výšku hladiny podzemní vody. Statický výpočet, který by prokazoval únosnost navržené jímky, nebyl proveden. 67

První jímka o požadovaném objemu 109 m3 se bude skládat ze šesti dílů o objemu 16 m3 a dvou modulů o objemu 4,5 m3. Tomuto rozměru bude odpovídat jeden komínek o výšce 90 cm a odpovídající počet propojů. Přibližná částka za tuto jímku bude 335 000 Kč bez dopravy. Druhá jímka o požadovaném objemu 42,7 m3 se bude skládat ze čtyř dílů o objemu 2 × 16 m3 a 2 × 4,5 m3, tomuto rozměru budou odpovídat jeden komínek o výšce 90 cm. Přibližná částka za tuto jímku bude 145 000 Kč bez dopravy. Tyto jímky budou betonové, odolné proti hladině podzemní vody, která se vyskytuje v nejnižším bodě areálu 3 m pod terénem. Díky vlastní hmotnosti nebude hrozit jejich zhroucení. Výhodnou je jejich rychlá montáž i odolnost vůči zemním tlakům (www. 19). Přibližná částka za navržené jímky by dosahovala 335 000 + 145 000 = 480 000 Kč.

Odvoz odpadní vody Finanční vyčíslení bylo provedeno na základě telefonického rozhovoru s paní Alenou Hladkou ze Střediska 02 a Čistírny odpadních vod (ČOV), Vodovodů a kanalizací Vyškov, a.s., dne 6. 2. 2014.

Nakládka, vykládka odpadní vody, 2 × rozvinutí a svinutí hadic: 900 Kč/1h → předpokládaný čas 40 minut → 40 / 60 * 900 = 600 Kč Náklady na odvoz do ČOV (vzdálenost ČOV 10 km): 25 Kč/km → 25 * 20 = 500 Kč Náklady na 1 m3: 35,78 Kč/ m3 → 35,78 * 10 = 357,50 Kč. Celkové náklady na jednu vyvážku (10 m3) =600 + 500 + 357,50 = 1457,50 Kč.

68

Náklady na vyvezení 2 jímek o celkovém objemu 151,7 m3, tedy objemu splaškové vody, kterého je dosaženo při letním provozu za 20 dní = 1457,50 * 15 = 21 862,50 Kč. Celkové vyčíslení letní provoz: 21 862,5 * (30 * 6 / 20) = 196 762,5 Kč. Celkové vyčíslení zimní provoz: 1457,50 * 4 * (30 * 6 / 20) = 52 470 Kč. Vyčíslení celoročního provozu: 196 762,50 + 52 470 = 249 232,50 Kč.

Náklady na 1 m3 jsou stanoveny na základě odhadované charakteristiky kvality odpadní vody dle CHSKCr do 800(mg/l) → cena 35,78 Kč/ m3 odpadní vody. V celkové ceně není započítáno ředění odpadní vody, které by v případě vyvážení každých 20 dní nemělo být nutné. Odvoz odpadní vody by byl proveden fekálním vozem TATRA 815 o celkové hmotnosti včetně náplně 22 400 kg, objemu nádrže 10 m3, délce připojovacích savic ve vozidle 30 m a maximální hloubce sání 8 m. Přibližná částka za navržení jímky a celoroční provoz: 480 000 + 249 232,50 = 729 232,50 Kč. V nákladech není zahrnuta doprava jímek. V dalších letech používání jímek budou náklady 249 232,50 Kč/rok.

69

8

DISKUZE

Řešení čištění odpadních vod v zemědělském areálu v Bohdalicích-Pavlovicích je základním předpokladem pro jeho další rozvoj. V současné době existuje mnoho variant řešení jak nakládat se splaškovými a srážkovými vodami v areálu. Zemědělský areál není možno napojit na kanalizační řad obce Bohadlice-Pavlovice. Hlavním důvodem je cena kanalizace, která by při ceně 7126 Kč za běžný metr a vzdálenosti zemědělského areálu od kanalizačního řadu Bohdalice-Pavlovice 1627 m byla celkem 11 594 002 Kč (www. 21). Tato varianta byla vyčíslena bez přečerpávací stanice, která by v terénních podmínkách byla nezbytná a stála by přibližně 650 000 Kč. Proto bylo nutné hledat jiná řešení nakládání s odpadními a srážkovými vodami v areálu. V této diplomové práci jsem navrhla tři způsoby řešení, které odpovídají legislativním předpisům. Každé řešení má své výhody a nevýhody jak z hlediska finančního, tak technologického. Varianta A Obecně lze konstatovat, že kořenové čistírny mají oproti mechanicko-biologickým čistírnám problémy především v oblasti odstraňování amoniakálního a celkového dusíku a fosforu. I přes provedené výpočty garantující složení vod na odtoku z čistírny, které odpovídají požadavkům legislativy, nemohu jistě konstatovat, že koncentrace amoniaku na odtoku nebude vyšší než na přítoku (při převažujících anaerobních procesech, kdy amonifikace převládá nad procesy nitrifikace/denitrifikace). Problém vegetační kořenové čistírny může být i nedostatečné okysličení filtračního lože a následné porušení efektivity procesu nitrifikace/denitrifikace. Velkou výhodou tohoto řešení je schopnost čištění i při nerovnoměrném nátoku splaškových vod. Tato varianta by plně splňovala požadavek investora na řešení čištění odpadních vod ekologicky příznivým způsobem. Z hlediska finančního jsou počáteční náklady na kořenovou čistírnu odpadních vod oproti mechanicko-biologické čistírně poměrně vysoké. Po prvním roce provozu by finanční ztráta oproti variantě B činila přibližně 472 319 Kč. Od 12. roku provozu by 70

kořenová čistírna byla finančně výhodnější a bylo by možné ušetřit přibližně 47 000 Kč ročně. Dalším nezanedbatelným nákladem by po cca po 20 letech od počátku provozu čistírny byly náklady na celkovou výměnu filtračního materiálu. Varianta B V případě návrhu mechanicko-biologické čistírny odpadních vod je zaručeno, že složení vody na odtoku bude odpovídat požadavkům platné legislativy. Nevýhodou této varianty je nutnost stálého odběru elektrické energie. Problémem je též nerovnoměrnost nátoku. Nerovnoměrnost nátoku lze vyřešit záložním systémem zahrnujícím druhou linku čištění, která by byla provozována pouze v zimním provozu, kdy by byl snížený nátok do čistírny odpadních vod. Navržený typ AS - VARIOcomp N (60N) by byl provozován od května do září. V období od října do dubna bude tato linka mimo provoz. Z hlediska finančního je tato varianta poměrně příznivá a to i přesto, že by celkové náklady ještě vzrostly vzhledem k nerovnoměrnosti nátoku a nutnosti využití záložního řešení. Varianta C V případě návrhu betonového jímky je nutné konstatovat, že tato varianta je nejjednodušší. Materiál byl zvolen s ohledem na výšku podzemní vody. Samotný provoz jímky nevyžaduje žádnou údržbu ani energii. Počáteční náklady na tuto variantu nejsou nejnižší. Nevýhodou jsou vysoké roční náklady (249 323 Kč) na vyvážení jímky. Tato varianta navíc neřeší čištění splaškových vod přímo v místě jejich vzniku.

71

9

ZÁVĚR

Pro nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu byly navrženy 3 varianty řešení: kořenová čistírna, mechanicko-biologická čistírna a jímka na vyvážení. Každá varianta přináší své výhody i nevýhody z hlediska technologického i finančního. Všechny varianty byly navrženy po nastudování odborných zdrojů, provedení terénního průzkumu, vyhodnocení složení odpadních vod v zemědělském areálu a technických výpočtech. Jednotlivé varianty jsou situovány v areálu s ohledem na jejich charakter (náročnost na plochu, technologii, údržbu, apod.). Varianta A – vegetační kořenová čistírna odpovídá požadavkům investora na ekologický charakter čistírenského zařízení. Spočívá v jednoduché technologii, nižších provozních nákladech a možnosti čištění vod i při přerušovaném provozu. Varianta B – mechanicko-biologická čistírna je klasickým řešením nakládání s odpadními vodami. Použitím čistírny VARIOcomp N jsou při dodržení a respektování návrhových parametrů, instalačních a provozních podmínek garantovány parametry jakosti vod, které splňují legislativní požadavky. Varianta C – jímka na vyvážení je řešení technologicky nejjednodušší, avšak z dlouhodobého hlediska ekonomicky nejméně výhodné. Hlavním účelem této diplomové práce bylo vytvořit variatní řešení pro nakládání s odpadními vodami v zemědělském areálu. Tento cíl byl splněn. Na základě navržených variant mohu konstatovat, že nejvhodnější variantou pro zemědělský areál je varianta B – mechanicko-biologická čistírna. Tuto variantu hodnotím jako nejvhodnější z hlediska použité technologie i z hlediska finančního. Přesto jsou finanční náklady na tuto variantu nezanedbatelné, proto bude investor jistě uvažovat o financování z dotačních fondů.

72

10 SEZNAM INFORMAČNÍCH ZDROJŮ Literární zdroje DOHÁNYOS, Michal, Nina STRNADOVÁ a Jan KOLLER. Čištění odpadních vod. Vyd. 1. (dot.). Praha: Vysoká škola chemicko - technologická, 1994, iv, 177 s. ISBN 80-7080-207-3. FILIP, Jiří. Odpadové hospodářství. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2002, 116 s. ISBN 80-7157-608-5. HERLE, Jaromír a Pavel BAREŠ. Čištění odpadních vod z malých zdrojů znečištění. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1990, 207 s. HLAVÍNEK, Petr, Jan MIČÍN a Petr PRAX. Stokování a čištění odpadních vod. Vyd. 1. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003, 283 s. ISBN 80-214-2535-0. Nové poznatky při řešení vegetačních kořenových čistíren: sborník přednášek ze semináře konaného dne 10. června 1998 na FAST VUT Brno. Brno: Kabinet životního prostředí při Ústavu vodního hospodářství krajiny FAST VUT, 1998, 125 s. ISBN 80214-1265-8. MIČÍN, Jan. Stokování a čistění odpadních vod. 2. vyd. Brno: Vysoké učení technické, 1984, 95 s. Studio Region s.r.o., Územní plán Bohdalice-Pavlovice, 1.4.2010, nabytí účinnosti 22.4.2010 ŠÁLEK, Jan, Zdeňka ŽÁKOVÁ a Petr HRNČÍŘ. Přírodní čištění a využívání vody v rodinných domech a rekreačních objektech. 1. vyd. Brno: ERA, 2008, viii, 115 s. ISBN 978-80-7366-125-0. ŠÁLEK, Jan a Václav TLAPÁK. Přírodní způsoby čištění znečištěných povrchových a odpadních vod. 1. vyd. Praha: Pro Českou komoru autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT) vydalo Informační centrum ČKAIT, 2006, 283 s. ISBN 80-86769-74-7. 73

ŠÁLEK, Jan. Voda v domě a na chatě: využití srážkových a odpadních vod. 1. vyd. Praha: Grada, 2012, 144 s. ISBN 978-80-247-3994-6. TESAŘOVÁ, Marta. Biologické zpracování odpadů. Vyd. 1. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2010, 129 s. ISBN 978-80-7375-420-4. URBAN, František. Chov dojeného skotu: [reprodukce, odchov, management, technologie, výživa]. Praha: Apros, 1997, 289 s. ISBN 80-901100-7-x. VÍTĚZ, Tomáš a Bořivoj GRODA. Čištění a čistírny odpadních vod. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2008, 126 s. ISBN 978-80-7375180-7. VYMAZAL, Jan. Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách. Třeboň: ENVI, 1995, 147 s., [22] s. il. příl. ZAJONCOVÁ, Dana. Přírodní čištění vody. 2., upr. vyd. Hostětín: ZO ČSOP Veronica - Centrum Veronica, 2010, 15 s. ISBN 978-80-87308-10-3. Legislativa Směrnice rady 91/271/EEC o čištění městských odpadních vod, v platném znění Zákon č.185/2001 Sb. o odpadech, v platném znění Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách, v platném znění Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu, v platném znění Nařízení vlády č. 23/2011 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, v platném znění Vyhláška č. 382/2001 Sb. Ministerstva životního prostředí o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě, v platném znění

74

Vyhláška č. 128/2009 Sb., o přizpůsobení veterinárních a hygienických požadavků pro některé potravinářské podniky, v nichž se zachází se živočišnými produkty, v platném znění Vyhláška Českého baňského úřadu č. 99 ze dne 15. května 1995, o skladování výbušnin, v platném znění Normy ČSN 75 6081 (Žumpy) ČSN EN 1899 – 1, 2 (Jakost vod - Stanovení biochemické spotřeby kyslíku po n dnech (BSKn) - Část 1, 2) ČSN ISO 15 705 (Jakost vod - Stanovení chemické spotřeby kyslíku (CHSKcr) Metoda ve zkumavkách) ČSN EN 872 (Jakost vod - Stanovení nerozpuštěných látek - Metoda filtrace filtrem ze skleněných vláken) ČSN EN 12056-2 (Vnitřní kanalizace - Gravitační systémy - Část 2: Odvádění splaškových odpadních vod - Navrhování a výpočet) ČSN 73 0873 (Požární bezpečnost staveb - Zásobování požární vodou) ČSN 75 2411 (Zdroje požární vody) ČSN 75 6760 (Vnitřní kanalizace) ČSN EN 12056-1 (Vnitřní kanalizace - Gravitační systémy - Část 1: Všeobecné a funkční požadavky) Internetové zdroje (www. 1) Budoucnost vody. OWEN, Mark. Spotter.cz [online]. [cit. 2014-01-17]. Dostupné z: http://spotter.cz/918161-budoucnost-vody.htm#!

75

(www. 2) Koncepce vodohospodářské politiky Ministerstva zemědělství do roku 2015. Eagri.cz

[online].

Praha,

2011

[cit.

2014-02-08].

Dostupné

z:

http://eagri.cz/public/web/file/141438/Koncepce_VHP_MZE_2015_vc._uv927_11.pdf (www. 3) ČR nedodrží své závazky v oblasti čištění odpadních vod. DOHNAL, František.

[online].

17.9.2012

[cit.

2014-02-04].

Dostupné

z:

http://www.nku.cz/cz/media/cr-nedodrzi-sve-zavazky-v-oblasti-cisteni-odpadnich-vodid2242/ (www. 4) Jak opravdu probíhá plnění požadavků směrnice 91/271/EHS v zemích EU – lekce pro ČR. BENEŠ, PH.D., Ondřej. MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. [online]. [cit. 2014-02-04]. Dostupné z: http://www.smv.cz/res/data/051/005766.pdf?seek=5 (www. 5) Voda a krajina: Přírodní čištění odpadních vod. ZO ČSOP VERONICA BRNO.

[online].

24.

září

2007

[cit.

2014-02-04].

Dostupné

z:

http://www.vscht.cz/uchop/velebudice/voda/COV/voda_a_krajina.pdf (www. 6) Kořenové čistírny odpdních vod. POLÁK, Petr. Voda.tzb-info.cz [online]. 19.9.2011. [cit. 2014-02-05]. Dostupné z: http://voda.tzb-info.cz/likvidace-odpadnichvod/7839-korenove-cistirny-odpadnich-vod-ekonomika-vystavby-a-provozu (www. 7) Vegetační kořenové čistírny. ŠÁLEK, Jan a kol. Voda.tzb-info.cz [online]. 20.6.2013 [cit. 2013-11-07]. Dostupné z: http://voda.tzb-info.cz/likvidace-odpadnichvod/10058-vegetacni-korenove-cistirny (www. 8) Kaly z čistíren odpadních vod. MINISTERSTVO ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ.

Www.mzp.cz

[online].

2008

[cit.

2013-03-06].

Dostupné

z:

http://www.mzp.cz/cz/kaly_cistiren_odpadnich_vod (www. 9) Obec Bohdalice - Pavlovice. Www.risy.cz [online]. [cit. 2013-06-15]. Dostupné z: http://www.risy.cz/cs/vyhledavace/obce/detail?zuj=592901&zsj=006041 (www. 10) Geomorfologie, biogeografie. CENIA. [online]. [cit. 2014-04-06]. Dostupné z: http://geoportal.gov.cz

76

(www. 11) Půdní mapa1:50 000. ČESKÁ GEOLOGICKÁ SLUŽBA. [online]. [cit. 2013-09-04].

Dostupné

z:

http://mapy.geology.cz/pudy/?center=-567754,-

1161576&scale=25000 (www. 12) Strojírny Bohdalice. STROJÍRNY BOHDALICE. Www.strobo.cz [online]. [cit.

Dostupné

2014-01-21].

z:

http://www.strobo.cz/editor.php?kategorie=1003&sekce=1001 (www. 13) Veřejný registr půdy. MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ. Eagri.cz [online]. [cit. 2014-02-11]. Dostupné z: http://eagri.cz/public/app/lpisext/lpis/verejny/ (www. 14) Občanské sdružení Manner. MANNER, o. s. Vyskov.cz [online]. 2013 [cit. 2014-02-11]. Dostupné z: http://vyskov.cz/aww/manner/ (www. 15) Zvláště chráněná území. AGENTURA OCHRANY PŘÍRODY A KRAJINY ČR.

Drusop.nature

[online].

[cit.

2013-04-09].

Dostupné

z:

http://drusop.nature.cz/ost/chrobjekty/zchru/index.php?frame (www. 16) Návrh velikosti biologické ČOV. Ing. REINBERK, Zdeněk. Internetový portál pro stavebnictví, technická zařízení budov a úspory energií [online]. [cit. 201402-04]. Dostupné z: http://voda.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/106-navrh-velikosti-atypu-biologicke-cov (www. 17) VRÁNA, Jakub. Základní informace k problematice vnitřní kanalizace. INTERNETOVÝ PORTÁL PRO STAVEBNICTVÍ, technická zařízení budov a úspory energií. Www.tzb-info.cz [online]. 6.10.2008 [cit. 2014-02-04]. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/5118-zakladni-informace-k-problematice-vnitrni-kanalizace (www. 18) AS-VARIOCOMP N. ASIO, spol. s.r.o. [online]. [cit. 2014-04-06]. Dostupné z: http://www.asio.cz/cz/as-variocomp-n-30-300-eo (www. 19) Velkoobjemové betonové nádrže. DVOŘÁČEK, Lukáš. [online]. 18.10.2012 [cit. 2014-02-05]. Dostupné z: http://www.db-jimky.cz/velkoobjemovebetonove-nadrze.html

77

(www. 20) Projekční podklady a pomůcky - Tabulky pro návrh kanalizačního potrubí dle ČSN 75 6760 a ČSN EN 12056-1 až 5. ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ V PRAZE. Tzb.fsv.cvut.cz

[online].

[cit.

2014-01-05].

Dostupné

z:

http://tzb.fsv.cvut.cz/?mod=podklady&id=36 (www. 21) Cenové ukazatele ve stavebnictví pro rok 2011 [online]. [cit. 2014-04-13]. Dostupné z: www.stavebnistandardy.cz/doc/ceny/thu_2011.html (www. 22) Mapy - Bohdalice-Pavlovice. [online]. [cit. 2014-01-01]. Dostupné z: http://www.mapy.cz/#!x=17.034947&y=49.213293&z=13&t=s&q=BohdalicePavlovice&qp=10.560249_48.608352_20.284988_50.821485_6 Ostatní zdroje Mgr. Zuzana Trojanová – 17.3.2014 –vhodnost kořenové čistírny odpadních vod pro zemědělský areál v Bohadlicích-Pavlovicích, finanční náročnost varianty A – osobní konzultace Jan Němeček – 13.3.2014 – vhodnost mechanicko-biologické čistírny odpadních vod pro zemědělský areál Bohdalice-Pavlovice, finanční náročnost varianty B, odlučovač ropných látek – osobní konzultace Ing. Jiří Machovec – 27.2.2014 – kanalizační řad v zemědělském areálu BohdalicePavlovice – osobní konzultace

78

11 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK a.s. – akciová společnost Al3+ – kation hlinitý BSK5 – biochemická spotřeba kyslíku C – uhlík CO2 – oxid uhličitý ČBÚ – Český báňský úřad ČOV – čistírna odpadních vod ČR – Česká republika ČSN – Česká státní norma ČSR – Československá republika DN – jmenovitá světlost potrubí EEC – Evropské hospodářské společenství EN – Evropská norma EO – ekvivalentní obyvatel EU – Evropská unie Fe3+ – kation železitý H2 – vodík H2O – voda HSZ JMK – Hasičský záchranný sbor Jihomoravského kraje 79

CHSKCr – chemická spotřeba kyslíku dichromanem draselným ISO – Mezinárodní organizace pro normalizaci k.ú. – katastrální území KG – hladká tuhost MŽP – Ministerstvo životního prostředí N - NH4 – amoniakální dusík N2 – dusík NH4+ – kation amonný NL – nerozpuštěné látky o.s. – občanské sdružení P – fosfor PE – polyethylen pH – vodíkový exponent PVC – polyvinylcholorid s.r.o. – společnost s ručením omezeným ÚSES – Územní systém ekologické stability VKČ – vegetační kořenová čistírna VŽP – vedlejší živočišné produkty

80

12 SEZNAM TABULEK Tabulka č. 1 – Začlenění dle geomorfologického systému Tabulka č. 2 – Jednotlivé charakteristiky oblasti – klimatické, meteorologické Tabulka č. 3 – Základní číselné údaje o areálu – stávající stav Tabulka č. 4 – Složení odpadních vod Tabulka č. 5 – Základní číselné údaje o areálu – nový stav Tabulka č. 6 – Výpočtové odtoky pro budovy s rovnoměrným odběrem vody Tabulka č. 7 – Počet jednotlivých zařizovacích předmětů v jednotlivých objektech, průtok splaškových vod Qww v l/s z jednotlivých objektů Tabulka č. 8 – Výpočet průtoku dešťových vod Qr v l/s pro jednotlivé objekty v areálu Tabulka č. 9 – Výpočet produkce živočišných odpadů Tabulka č. 10 – Výpočet potřeby vody Tabulka č. 11 – Předpokládané hodnoty na odtoku z ČOV

81

13 PŘÍLOHY Příloha č. 1 – Protokol o zkoušce, (zdroj: Vovovody a kanalizce Vyškov, a.s., 2013) Příloha č. 2 – Výpočty – Průtok splaškových vod z jednotlivých objektů areálu Příloha č. 3 – Obr. č. 1 – Odběr odpadní vody (zdroj: autor, 13. 8. 2013) Příloha č. 4 – Obr. č. 2 – Zemědělský areál (zdroj: autor, 7. 3. 2014) Příloha č. 5 – Obr. č. 3 – Septik (zdroj: autor, 15. 5. 2013) Příloha č. 6 – Obr. č. 4 – Kontrolní šachta, stávající stav (zdroj: autor, 15. 5. 2013) Příloha č. 7 – Mapa č. 1 – Mapa širších vztahů, M 1:190 000, (zdroj: www.mapy.cz, 1. 1. 2014) Příloha č. 8 – Mapa č. 2 – Ortofotomapa se zaměřením na areál, M 1:6 000, (zdroj: www.mapy.cz, 1. 1. 2014) Příloha č. 9 – Výkres č. 1 – koordinační situace areálu na podkladu KN, M 1:1000, vložená příloha Příloha č. 10 – Výkres č. 2 – koordinační situace areálu s variantou B, M 1:500, vložená příloha Příloha č. 11 – Výkres č. 2a – varianta A – kořenová čistírna, M 1:500, vložená příloha Příloha č. 12 – Výkres č. 2b – varianta B – mechanicko-biologická čistírna, M 1:500, vložená příloha Příloha č. 13 – Výkres č. 2c – varianta C – bezodtokové jímky, M 1:500, vložená příloha Příloha č. 14 – Výkres č. 3 – půdorys a schématický řez KČOV, M 1:100, vložená

příloha Příloha č. 15 – Výkres č. 4 – vzorový řez a půdorys ČOV AS - VARIOcomp 60N, M

1:50, vložená příloha 82

3

Příloha č. 16 – Výkres č. 5 – vzorový řez a půdorys jímky 42,7 m , M 1:50, vložená

příloha Příloha č. 17 – Výkres č. 6 – vzorový řez a půdorys jímky 109 m3, M 1:50, vložená

příloha

83

PŘÍLOHY Příloha č. 1 – Protokol o zkoušce, (zdroj: Vovovody a kanalizce Vyškov, a.s., 2013)

84

Příloha č. 2 – Průtok splaškových vod z jednotlivých objektů areálu Průtok splaškových vod Qww v l/s se vypočítá z jednotlivých objektů areálu: SO.1, RD Qww1 = K * √∑(DU) Qww1 = 0,5 * √∑(0,5*2+0,8*5+1,8*2*) Qww1 = 1,47 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100. (www. 17)

SO.3, sýrárna, minipivovar, porážka Qww3 = K * √∑(DU) Qww3 = 0,5 * √∑(0,5*12+4*1,8) Qww3 = 1,82 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100. (www. 17)

SO.6, dílna Qww6 = K *√∑(DU) Qww6 = 0,5 * √∑(0,5*1+0,8*2+1,8) Qww6 = 0,99 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100 (www. 17).

85

SO.9, RD Qww9 = K * √∑(DU) Qww9 = 0,5 * √∑(0,5*2+0,8*4+1,8*2) Qww9 = 1,40 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100 (www. 17).

SO.8, penzion Qww8 = K * √∑(DU) Qww8 = 0,5 * √∑(0,5*17+0,8*21+1,8*19) Qww8 = 5,40 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 150 (www. 17).

SO.7, administrativní budova Qww7 = K * √∑(DU) Qww7 = 0,5 * √∑(0,5*2+0,8*3+1,8*2) Qww7 = 1,32 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100 (www. 17).

SO.12, stáj pro koně Qww12 = K * √∑(DU) 86

Qww12 = 0,5 * √∑(0,5*1) Qww12 = 0,35 l/s Vhodná světlost odpadního potrubí je DN 100 (www. 17).

Celkový součet průtoků splaškových vod SQww v l/s s: SQww = (Qww1 + Qww3 + Qww6 + Qww9 + Qww8 + Qww12) SQww = (1,47 + 1,82 + 0,99 + 1,40 + 5,40 + 1,32 + 0,35) l/s SQww = 12,75 l/s V celém areálu navrhuji kanalizaci PVC KG DN 200, s ohledem na zvolený skon minimálně 2 % a možnou budoucí výstavbu. Navrhované potrubí PVC KG DN 200 mm.

87

Příloha č. 3 – Obr. č. 1 – Odběr odpadní vody (zdroj: autor, 13. 8. 2013)

Příloha č. 4 – Obr. č. 2 – Zemědělský areál (zdroj: autor, 7. 3. 2014)

88

Příloha č. 5 – Obr. č. 3 – Septik (zdroj: autor, 15. 5. 2013)

Příloha č. 6 – Obr. č. 4 – Kontrolní šachta, stávající stav (zdroj: autor, 15. 5. 2013)

89

Příloha č. 7 – Mapa č. 1 – Mapa širších vztahů, M 1:190 000, (zdroj: (www. 22), 1. 1. 2014)

Příloha č. 8 – Mapa č. 2 – Ortofotomapa se zaměřením na areál, M 1:6 000, (zdroj: (www. 22), 1. 1. 2014) 90