Posouzení ČOV Olešná

Studie

Posouzení ČOV Olešná Objednatel:

Obec Olešná Olešná, čp. 8 269 01 Rakovník

Vypracoval:

Ing. Martin Fiala, Ph.D. Středočeské Vodárny a.s. U vodojemu 3085 272 80 KLADNO

Únor 2015

Posouzení ČOV Olešná

Obsah Předmět a cíl posouzení .......................................................................................................................... 3 Použité podklady ..................................................................................................................................... 3 Popis a vyhodnocení stávajícího stavu .................................................................................................... 3 Statistické údaje, charakter odpadní vody, spotřeba EE ..................................................................... 5 Návrhové parametry, rozměry rozhodujících nádrží........................................................................... 7 Rozhodující strojní vybavení ČOV ........................................................................................................ 8 Limity pro vypouštění ........................................................................................................................ 10 Průměrné množství vod .................................................................................................................... 11 Špičková množství vod, parametry tlakové kanalizace ..................................................................... 12 Látkové zatížení ................................................................................................................................. 13 Kvalita kalu, teplota vody v aktivaci .................................................................................................. 14 Kvalita vyčištěné vody ....................................................................................................................... 15 Technologický výpočet .......................................................................................................................... 15 Technologický výpočet stávajícího stavu .......................................................................................... 16 Technologický výpočet pro výhled (separace kalu v dosazovací nádrži) .......................................... 18 Návrh způsobu intenzifikace ČOV ......................................................................................................... 20 Popis intenzifikace při zachování systému separace kalu v dosazovací nádrži ................................. 20 Popis intenzifikace použitím membránové separace kalu ................................................................ 23 Rámcové ekonomické zhodnocení variant............................................................................................ 25 Varianta se zachováním systému separace kalu v dosazovací nádrži ............................................... 25 Varianta s membránovou separací kalu ............................................................................................ 26 Porovnání variant z pohledu celkových nákladů ............................................................................... 27 Závěry .................................................................................................................................................... 27 Doporučení dalšího postupu ................................................................................................................. 28

Strana 2/28


Předmět a cíl posouzení Předmětem studie je technologické posouzení stávající ČOV v obci Olešná, stanovení její maximální kapacity ve stávajícím uspořádání a technologický návrh možností intenzifikace s ohledem na výhled počtu připojených obyvatel. Předpokládá se zpracování textové zprávy v rozsahu do 30 stran A4 s tím, že návrh intenzifikace bude zpracován maximálně ve dvou variantách. První varianta bude postihovat možnost využití stávajících stavebních objektů bez nutnosti výstavby nových, druhá pak bude popisovat návrh jakým způsobem ČOV vhodným způsobem stavebně rozšířit. K technologickému posouzení je dále připojen přibližný odhad investičních a provozních nákladů pro obě varianty, aby bylo možné je vzájemně porovnat. Cílem studie je na základě zjištěných skutečností doporučit, co za opatření realizovat, aby ČOV byla při výhledové kapacitě schopna nově navrhované odtokové limity stabilně dodržovat.

Použité podklady Posouzení vycházelo z následujících podkladů.            

Prohlídka ČOV, doměření reálné hloubky dosazovací nádrže, doměření teploty v aktivaci. Technická zpráva a výkresová dokumentace skutečného provedení stavby vypracovaná společností REC-ing v prosinci 2002. Technologický výpočet ČOV vypracovaný Ing. Stanislavem Klucem ze společnosti REC-ing v dubnu 2001. Inženýrsko-geologický průzkum ČOV v lokalitě Olešná vypracovaný RNDr. Milošem Čeledou ze společnosti Vodní zdroje v dubnu 2001. Technická zpráva posouzení rozšíření tlakové kanalizace vypracovaná Ing. Karlem Krňanským v říjnu 2010. Protokol o kontrole funkční způsobilosti měrného objektu vypracovaný PVK dne 1.2.2007. Údaje z majetkové a provozní evidence za rok 2013, kterou zpracovává společnost RAVOS. Platné povolení k vypouštění MURA/53429/2012 ze dne 24.9.2012. Provozní řád pro zkušební provoz vypracovaný společností REC-ing v prosinci 2002. Denní záznamy obsluhy za rok 2014 a 2013 (sedimenty a denní průtoky). Analýzy na přítoku a odtoku z ČOV za roky 2012 až 2014, analýzy kalu v roce 2013 a 2014. Výpočet maximálního průtoku pro případ zachování stávající tlakové kanalizace a při posílení kanalizace za předpokladu souběhu čerpacích stanic (emailem dne 21.2.2015).

Popis a vyhodnocení stávajícího stavu Biologická čistírna odpadních vod s projektovanou kapacitou 600 EO slouží k čištění odpadních vod z obce Olešná a byla postavena a uvedena do provozu společností REC-ing v roce 2002. Čištění odpadních vod probíhá biologickým způsobem v železobetonové nádrži – biologickém reaktoru. Vybudovanými betonovými přepážkami a nerezovými vestavbami je vytvořen prostor aktivační, denitrifikační, dosazovací – separační a prostor pro zahuštění a akumulaci přebytečného kalu. Čistírna je schopna plynule reagovat na změny látkového a hydraulického zatížení v rozsahu 30 – 120 % projektované kapacity. Odpadní voda splaškového charakteru je na ČOV čerpána oddílnou tlakovou kanalizací PE 90x 8,2 mm. Mechanické předčištění odpadních vod je zajištěno pomocí jemných provzdušňovaných česlí umístěných v denitrifikační části. Mechanicky předčištěná odpadní voda je vedena do denitrifikační části. V denitrifikační části je umístěno ponorné míchadlo, které udržuje aktivovaný kal ve vznosu. Z denitrifikačního prostoru aktivovaný kal přechází prostupem ve stěně do nitrifikační nádrže. Strana 3/28


Aktivační nádrž je osazena provzdušňovacími elementy, které jsou umístěny na dně nádrže. K oddělení aktivovaného kalu od vyčištěné vody dochází v dosazovací nádrži dortmundského typu, která je vložena do nitrifikační nádrže. Z konického dna dosazovací nádrže je kal přečerpáván hydropneumatickým čerpadlem (mamutkou) zpět do denitrifikační části. Konstrukčním provedením nádrže reaktoru a vhodně voleným recirkulačním poměrem je vytvořen hydraulický systém nucené recirkulace biomasy v nádrži.

Strana 4/28


Udržování směsi ve vznosu v aktivační nádrži jako i dodávka potřebného množství kyslíku pro proces čištění je zabezpečeno pneumaticky, vháněním tlakového vzduchu do technologického procesu dmychadlem přes provzdušňovací elementy jemnobublinné aerace.

Proces čištění je navrhnutý jako nízko zatížená aktivace s úplnou aerobní stabilizací kalu. Odčerpaný přebytečný kal z procesu čištění je biologicky aerobně stabilizovaný, dobře manipulovatelný, dále se nerozkládá a nezpůsobuje senzorické závady. Je ho možné přímo aplikovat v zemědělské výrobě jako kompostovatelnou složku. K zahuštění a akumulaci přebytečného kalu slouží prostor kalové nádrže. Přebytečný kal se odváží pomocí cisternových vozidel k dalšímu zpracování. (Zdroj: Provozní řád ČOV, částečně upravený a doplněný)

Statistické údaje, charakter odpadní vody, spotřeba EE Obec Olešná se rozkládá asi 4 km severozápadně od města Rakovník podél stejnojmenného potoka. Katastrální výměra obce je 1089 ha, nadmořská výška pak 449 m. V obci je v provozu základní škola (pouze 1 až 3 třída) a mateřská škola. Občanská vybavenost je dále zastoupena např. restaurací a obchodem s potravinami. Produkované odpadní vody mají dvojí charakter. Jednak se jedná o odpadní vody z bytového fondu, které jsou výhradně splaškového charakteru, a zároveň zde vznikají i odpadní vody z podnikatelské a výrobní činnosti, které mají buď charakter splaškové odpadní vody (ze sociálních zařízení) anebo vody technologické, z vlastního výrobního procesu. Odpadní vody z výrobní a podnikatelské činnosti jsou produkovány od následujících firem: -

Pásová ocel, s.r.o., provozovna Olešná, 269 01 Rakovník, IČ: 25614053 Autocentrum TOP CAR Olešná, Olešná 200, 269 01 Rakovník, provozovatel: Karel Císař, IČ: 12537225

Zásobování pitnou vodou je realizováno z části z vodovodu pro veřejnou potřebu (zhruba 60%) a z části z vlastních zdrojů (studny). Odpadní vody z území obce jsou odváděny na čistírnu odpadních vod. V současné době je odkanalizováno cca 95% obce. Recipientem vyčištěných odpadních vod je potok Olešná. (Zdroj: Kanalizační řád ČOV, částečně upravený a doplněný)

Strana 5/28


Informace o stávajícím počtu obyvatel napojených na kanalizační systém a výhledu byly poskytnuty zadavatelem na základě údajů v územním plánu a PRVK. -

Počet připojených obyvatel Výhled připojených obyvatel do roku 2017 Výhledový počet připojených obyvatel

550 550 + 120 = 670 550 + 120 + 140 = 810

Tyto údaje byly pro ověření porovnány s údaji, které jsou uvedeny ve sčítání lidu, které proběhlo v roce 2011, a které jsou volně k dispozici na webových stránkách ČSÚ, viz následující tabulka.

Z tabulky vyplývá, že v roce 2011 bylo v obci Olešná celkem 529 obyvatel s tím, že počet obyvatel připojených na kanalizaci byl však pouze 464, tj. cca 88% všech obyvatel. Celkový počet obyvatel tak v podstatě koresponduje s podklady od zadavatele, nicméně počet aktuálně připojených obyvatel se významně liší. Z tohoto důvodu byly dále prověřeny ještě údaje uváděné v majetkově provozní evidenci vodovodů a kanalizací, kterou pro obec zpracovává provozovatel ČOV, společnost RAVOS. Údaje byly k dispozici za rok 2013 a jsou shrnuty v následující tabulce. Parametr Celkem vyčištěné vody, proteklo ČOV (m3/rok) Celkem splašková voda, fakturace domácnostem (m3/rok) Srážkové vody, rozdíl mezi fakturovanou a proteklou (m3/rok) Průmyslové a ostatní, fakturace na IČO (m3/rok) Počet obyvatel Počet obyvatel připojených na ČOV Spotřeba elektrické energie (kWh)

Hodnota 22 100 19 100 400 2 600 567 509 42 100

Strana 6/28


Z tabulky vyplývá, že počet připojených obyvatel je nižší, než je uvedeno v zadání od zadavatele, ale je zároveň vyšší, než byl stav v roce 2011. To znamená, že za poslední 4 roky muselo dojít k připojení dalších cca 45 obyvatel a podíl připojených obyvatel k celkovému počtu tak aktuálně činí již 92,5%. Pro účely technologického výpočtu kapacity ČOV byly na základě výše uvedeného posouzení použity hodnoty z majetkové a provozní evidence, tj. uvažuje se s tím, že v současné době je na kanalizaci připojeno celkem 509 osob. Posledním údajem, který vyplývá z posouzení statistických údajů, je spotřeba elektrické energie, která dle údajů v majetkové a provozní evidenci činí 42 100 kWh/rok. Pokud tuto hodnotu vztáhneme na 1 m3 vyčištěné odpadní vody (22 100 m3/rok), dostaneme hodnotu 1,9 kWh/m3, což je ve srovnání s ostatními ČOV této velikostní kategorie velmi vysoké číslo, navíc s ohledem na skutečnost, že se jedná výhradně o splaškové vody s minimálním množstvím balastů. Běžná spotřeba u vyladěných ČOV se pohybuje cca mezi 0,5 až 1,0 kWh/m3 a zde je tedy poměrně velký potenciál na snížení provozních nákladů. Pokud by se tedy úpravou technologie podařilo dosáhnout poloviční spotřeby (instalací kyslíkové sondy a doplněním řízení chodu dmychadel od aktuální koncentrace kyslíku), byl by zde potenciál na úsporu ve výši cca 50 000 Kč/rok (při ceně elektrické energie cca 2,50 Kč/kWh).

Návrhové parametry, rozměry rozhodujících nádrží Níže jsou uvedeny základní návrhové parametry ČOV, které byly převzaty z projektové dokumentace ČOV zpracované firmou REC-ing v dubnu 2001. Hydraulické a látkové zatížení ČOV: -

Kapacita Specifická produkce Podíl balastních vod Q24 Qd kd = 1,5 Qh kh = 2,6 BSK5 CHSKCr NL NKje Pc

600 EO 110 l/(EO.d) 10%, 6,6 m3/d 72,6 m3/d, 3,03 m3/h, 0,84 l/s 105,6 m3/d, 4,40 m3/h, 1,22 l/s 11,00 m3/h, 3,06 l/s 34,2 kg/d 66 kg/d 33 kg/d 6 kg/d 1,5 kg/d

(odpovídá pouze 570 EO) (odpovídá pouze 550 EO) (odpovídá 600 EO) (odpovídá 600 EO)

Hlavní parametry biologického stupně: -

Minimální teplota Stáří kalu Kalový index Oxygenační kapacita Množství vzduchu

8°C 19 d 100 ml/g (koncentrace kalu v aktivaci 4 g/l) 80 kg/d 101 m3/h

Již z těchto parametrů je na první pohled zřejmé, že projektant v některých částech popisu neuvádí pravdivé údaje anebo zde vychází z hodnot, které není možné pro tento typ biologického systému doporučit. Již zde je tedy patrný náznak pochybnosti o projektované kapacitě ČOV. V první řadě udává projektovanou kapacitu ve výši 600 EO, nicméně hodnota 34,2 kg/d BSK5 tomu neodpovídá, neboť činí pouze 570 EO. Podobně tomu je i u parametru CHSKCr. Druhým rozporem je informace o tom, že aktivace je navržena s úplnou aerobní stabilizací kalu, což však není pravda, protože pak by muselo návrhové stáří kalu dle ČSN 75 6401 činit minimálně 25 dní, což je o 6 více, než udává projektant. A v neposlední řadě návrh uvažuje s kalovým indexem 100 ml/g, přičemž pro nízko zatížené systémy s předřazenou denitrifikací se doporučuje uvažovat s hodnotou od 120 až po 180 ml/g. Důsledkem nevhodně použité hodnoty je pak skutečnost, že v aktivaci není možné udržet navrženou průměrnou koncentraci kalu, což vede k nižší kapacitě ČOV. Strana 7/28


Aby bylo možné provést správným způsobem technologické výpočty ČOV, bylo třeba dále zjistit hlavní rozměry nádrží. Seznam nádrží včetně rozměrů je uveden níže. Denitrifikační nádrž -

Počet nádrží: 1 ks Š x d x hv = 1,8 x 7,2 x 3,0 m Objem: 1,8 x 7,2 x 3,0 = 38,9 m3

Nitrifikační nádrž -


Dosazovací nádrž -

Počet nádrží: 1 ks Průměr 3,55 m a hloubka vody: 2,0 m Hloubka kónusové části: 2,0 m Plocha hladiny: (3,55/2)^2*PI = 9,9 m2 Objem: 9,9 * (2,0+0,2) / 3 -0,2 = 7,1 m3

(doměřeno provozem) (válcová část není)

Kalová nádrž -


I z těchto parametrů je pak na první pohled patrné, že projektovaná kapacita ČOV nebude velkou pravděpodobností správná. V popisu ČOV projektant uvádí, že dosazovací nádrž je Dortmundského typu, nicméně nádrž je v tomto případě tvořena pouze kuželovou částí a zcela ji chybí část válcová (výška obvykle 0,8-1,2 m), ve které probíhá sedimentace aktivovaného kalu a oddělení od vyčištěné vody. Díky tomuto chybnému provedení se výrazným způsobem snižuje separační plocha nádrže, což vede ke skutečnosti, že je dosazovací nádrž při špičkových průtocích významně hydraulicky přetížena a s velkou pravděpodobností tak dochází k úniku kalu do odtoku.

Rozhodující strojní vybavení ČOV Pro hrubé předčištění slouží v současné době ruční česle s rozměry 400 x 850 x 650 mm a roztečí jednotlivých česlic 10 mm. Česle jsou umístěny v nerezovém žlabu nad hladinou denitrifikace, takže i kdyby došlo k jejich zanesení a ucpání, bude přitékající odpadní voda přepadat přes stěny žlabu do denitrifikace a nehrozí, že by došlo k přetečení ČOV. Na druhou stranu se v tomto případě dostanou hrubé nečistoty do biologického stupně, což může vést ke snížení účinnosti aeračního systému. Pro udržení aktivační směsi ve vznosu je v nádrži denitrifikace instalováno ponorné míchadlo Flygt, typ SR 4352, o příkonu 1,5 kW. Při objemu nádrže denitrifikace to znamená intenzitu 38 W/m3, což je poměrně vysoká hodnota a z tohoto pohledu se jeví jako předimenzované. Pro provzdušnění biologického stupně jsou dle údajů v provozním řádu použity aerační elementy firmy Kubíček, typ ATE 65, a dle informací od provozovatele se aerační systém doposud neměnil, tj. jeho stáří nyní činí 12 let. To je již nad hranicí nejenom ekonomické životnosti (obvykle se udává cca 6-8 let), ale téměř nad životností technickou. Důsledkem vysokého stáří elementů pak může být skutečnost, že v určitých chvílích je v aktivaci nedostatek rozpuštěného kyslíku a biologické procesy jsou tím negativně ovlivněny. Strana 8/28


Pro čerpání vratného kalu ze dna dosazovací nádrže je instalováno mamutkové čerpadlo DN150. Výkon čerpadla není v provozním řádu ani v projektové dokumentaci udán, odhadovaná kapacita v závislosti na množství vzduchu však činí cca 3,5 až 17 l/s, což je zbytečně mnoho. Jako zdroj tlakového vzduchu pro aerační systém, provzdušnění česlí a mamutku vratného kalu jsou osazena 2 dmychadla od firmy Kubíček, typ 3D19C-S, každé o výkonu 120 m3/h. Pokud uvažujeme, že pro mamutku a česle dostačuje cca 20 m3/h (obvykle dostačuje), pak je kapacita dmychadel v souladu s návrhovými výpočty projektanta. Ze dmychárny je tlakový vzduch k aktivacím transportován potrubím o průměru 69 x 2 mm, což při množství 120 m3/h představuje rychlost proudění 10 m/s, což je běžná návrhová hodnota zajišťující minimalizaci nežádoucího zvuku vznikajícího prouděním vzduchu v potrubí a jeho vibracemi. Měření průtoku vody ČOV slouží Parshalův žlab P1 osazený podobně jako česle v nerezovém žlabu umístěném nad hladinou nádrže nitrifikace. Tento měrný žlab má dle kalibrace měřicí skupiny PVK rozsah 0 až 6,98 l/s (Q = 0,0601 . h 1,5527), což je s ohledem na návrhová maxima průtoku zcela dostačující. Posledním vybraným strojem je čerpadlo odsazené kalové vody z nádrže uskladnění kalu. Pro tyto je instalováno čerpadlo Sigma (Pi = 1,6 kW, 230 V, 7,5 A) a jeho výtlak je zaveden zpět do biologického stupně. Výkon čerpadla není v provozním řádu udán, takže byl za účelem odhadu čerpaného množství z internetu stažen prospekt pro toto čerpadlo, ze kterého byla převzata Q/H křivka, viz níže.

Odsazená voda se čerpá obvykle z hloubky od 1,5 do 2,5 m nad dnem, přičemž výtlak čerpadla je vyveden maximálně 0,5 m nad maximální hladinu v kalojemu (3,0 m). Protože ztráty ve výtlaku jsou na tuto vzdálenost minimální (odhadem do 0,5 m), lze předpokládat, že výtlačná výška čerpadla nebude nikdy vyšší, než 4 m. To znamená, že výkon čerpadla bude při jeho spuštění vždy minimálně cca 8-9 l/s, což je množství výrazně vyšší, než na které je projektantem dimenzována dosazovací nádrž a především je to množství vyšší, než na které je kalibrováno měření průtoku ČOV. Toto čerpadlo je tak pro účely čerpání kalové vody naprosto nevyhovující. Strana 9/28


Limity pro vypouštění V současné době je pro ČOV vydáno povolení k vypouštění odpadních vod vydané RŽP OÚ Rakovník, č.j. MURA/53429/2012 ze dne 24.9.2012, s platností pouze do 31.12.2015, což znamená že koncem tohoto roku bude třeba požádat o jeho prodloužení, případně o povolení nové. Ve stávajícím jsou pak uvedeny následující limity.

S ohledem na to, že se za posledních 12 let významným způsobem zpřísnila legislativa, lze téměř s jistotou očekávat, že současné limity již dále v platnosti nezůstanou a budou předepsány limity na úrovni emisních standardů pro nejlepší dostupné technologie, což upravuje tabulka 1 Přílohy 7 k NV č. 23/2011 Sb. (poslední novela NV č. 61/2003 Sb.), viz následující tabulka (ČOV od 500 do 2 000 EO). BSK5

CHSKCr

NL

N-NH4

„p“

22

75

25

12 (průměr)

„m“

30

140

30

20 (*)

účinnost

85%

75%

75%

(*) Hodnota platí pro období, ve kterém je teplota odpadní vody na odtoku z biologického stupně vyšší než 12°C. Teplota odpadní vody se pro tento účel považuje za vyšší než 12°C, pokud z pěti měření provedených v průběhu dne byla tři měření vyšší než 12°C.

Znamená to tedy, že kromě zpřísnění limitů pro ukazatele organického znečištění (BSK5, CHSKCr) a pro stanovení zbytkové koncentrace aktivovaného kalu ve vyčištěné vodě (NL) dojde k tomu, že bude nově zaveden parametr amoniakální dusík (N-NH4), který předpokládá udržení stabilního procesu nitrifikace de facto po celý rok. Kromě změny limitů pak dále dojde i ke změně četnosti odebíraných vzorků. Zatímco v současném povolení je předepsán odběr 4 vzorků typu A (dvouhodinový směsný vzorek získaný sléváním 8 dílčích vzorků stejného objemu v intervalu 15 minut), dle Přílohy 4 k NV č. 23/2011 Sb. je pro kategorii 500 až 2 000 EO přepsáno vzorků typu A celkem 12 ročně, rovnoměrně rozložených do celého roku. Zajímavostí pak je, že v projektu stávající ČOV je uvedeno, že předpokládaná kvalita vyčištěné vody bude splňovat parametry, které jsou i oproti nové legislativě přísnější, viz níže. -

BSK5 CHSKCr NL N-NH4

p / m = 10 /20 mg/l p / m = 50 / 70 mg/l p / m = 20 / 30 mg/l p / m = 2 / 4 mg/l.

S ohledem na výše diskutované problémy je ale málo pravděpodobné, že by to bylo reálné. Strana 10/28


Průměrné množství vod Pro vyhodnocení množství vod, které v současné době protéká čistírnou, bylo k dispozici jen velmi málo údajů, v podstatě pouze zápisy o celkovém množství proteklé vody do deníku, které provádí v pracovní dny obsluha. Problematickou částí těchto zápisů je pak zároveň i doba, kdy k nim dochází, tj. není možné garantovat, že je obsluha zapisuje vždy ve stejnou hodinu během dne. Jednotlivé údaje o denním průtoku tak mohou být zkresleny poměrně velkou chybou a nebylo jim přikládáno velkého významu. Další problematickou věcí je skutečnost, že na základě informací od provozovatele ČOV začala v roce 2013 pronikat povrchová voda z ucpané drenáže do čerpací stanice u Sokolovny, což způsobilo navýšení průtoku ČOV a tím zkreslení hydraulického zatížení. Tato závada se podařila odstranit až v první polovině roku 2014, takže průtoky na jaře 2014 jsou zatíženy kladnou chybou. Základní údaje o množství produkované odpadní vody lze vyčíst z údajů uvedených v majetkové a provozní evidenci za rok 2013, viz následující tabulka. Parametr Celkem vyčištěné vody, proteklo ČOV (m3/rok) Celkem splašková voda, fakturace domácnostem (m3/rok) Srážkové vody, rozdíl mezi fakturovanou a proteklou (m3/rok) Průmyslové a ostatní, fakturace na IČO (m3/rok) Počet obyvatel Počet obyvatel připojených na ČOV Spotřeba elektrické energie (kWh)

Hodnota 22 100 19 100 400 2 600 567 509 42 100

Z tabulky vyplývá, že 1 obyvatel vyprodukuje průměrně 19 100 / 509 = 102,8 l/d splaškové odpadní vody, což je sice o něco méně, než s čímž uvažoval projekt (110 l/d), nicméně je to stále hodnota o dost vyšší, než je aktuální celostátní průměr (cca 88 l/d). Pro účely technologického výpočtu je však ponechána hodnota 110 l/d (stejnou hodnotu uvažoval i projektant). Takto zjištěná specifická produkce odpadních vod na 1 obyvatele pak byla použita i pro odhad balastních vod na přítoku do ČOV. V následující tabulce jsou uvedeny celková množství vody proteklé od 2.1. do 26.11.2014 a je zde proveden dopočet balastních vod. Pro stanovení fakturované vody byly použity právě hodnoty vyplývající z bilancí roku 2013. ROK 2014 (leden – listopad) Odečet ze dne 2.1.2014 Odečet ze dne 26.11.2014 Počet dnů mezi odečty Celkové množství proteklé vody Průměrný denní průtok Množství na 1 připojeného obyvatele Specifická produkce splaškové vody Produkce ostatní vody na 1 připojeného obyvatele Balastní vody (voda nefakturovaná) Podíl nefakturované a fakturované vody

166 792 187 943 328 21 151 64,5 126,7 102,8 14,0 9,9 8%

m3 m3 d m3 m3/d l/(ob.d) l/(ob.d) l/(ob.d) l/(ob.d)

Z tabulky pak vyplývá, že podíl balastních vod je velmi nízký a v roce 2014 dosahoval cca 8%. Navíc je tento výpočet proveden za celý rok, tj. i za období, kdy do kanalizace vnikala povrchová voda, viz popis výše. Pokud se stejný výpočet aplikuje na období od 12.9. do 26.11.2014, kdy už byl problém s průnikem této vody vyřešen, vychází odhad balastních vod ještě příznivěji, viz následující tabulka. Strana 11/28


ROK 2014 (září – listopad) Odečet ze dne 12.9.2014 Odečet ze dne 26.11.2014 Počet dnů mezi odečty Celkové množství proteklé vody Průměrný denní průtok Množství na 1 připojeného obyvatele Specifická produkce splaškové vody Produkce ostatní vody na 1 připojeného obyvatele Balastní vody (voda nefakturovaná) Podíl nefakturované a fakturované vody

183 304 187 943 75 4 639 61,9 121,5 102,8 14,0 4,7 4%

m3 m3 d m3 m3/d l/(ob.d) l/(ob.d) l/(ob.d) l/(ob.d)

Pro účely technologického výpočtu tak byla na základě tohoto odhadu použita hodnota 5%.

Špičková množství vod, parametry tlakové kanalizace Za účelem zjištění maximálního množství vody, které může v daném okamžiku přitékat na ČOV, byl osloven Ing. Krňanský, který v roce 2010 zpracoval pro provozovatele, společnost Ravos, posouzení rozšíření tlakové kanalizace s ohledem na plánované napojení 13 nových RD a fotbalových kabin v jihozápadní části obce Olešná. V posouzení je uveden jednak popis stávajícího stavu, dále možnosti úprav (navýšení provozního tlaku) za předpokladu, že se stoková síť nebude rozšiřovat (zůstane PE 90x8,2 mm), a poté je zde diskutována také varianta, že by došlo k posílení světlosti potrubí na PE 110x10 anebo 125x11,4 mm. Na základě této výzvy zaslal Ing. Krňanský následující text a parametry, které jsou shrnuty v tabulkách pod tímto textem: Posouzení tlakové kanalizace bylo provedeno na základě pravděpodobnostního spínání čerpadel v obci. Dle dříve poskytnutých informací jsou DČSOV osazeny pojišťovacími ventily s otvíracím tlakem 0,5 MPa (dle původní PD). Předpokládaná průměrná doba čerpání čerpadel ve stanicích cca 3,0 min. Pro výpočet byl použit jako podklad projekt pro výběr dodavatele, projektant neměl k dispozici skutečné provedení stavby ani přesný počet skutečně napojených nemovitostí. Výpočet je tak pouze v teoretické rovině, pro přesnou analýzu systému by bylo třeba provést podrobnější měření na síti, to však nebylo předmětem zadání! Takové vyhodnocení by navíc bylo velice finančně nákladné, a tudíž provedeno nebylo. Výsledky průtoků tak lze brát jako teoretické při daném počtu napojených nemovitostí a vyhodnocované pravděpodobnosti spínání čerpadel. V následující tabulce jsou uvedeny parametry pro stávající stav pravděpodobnosti sepnutí 68% a 95% všech čerpacích stanic a zároveň nový stav, kdy by došlo pouze ke zvýšení provozních tlaků. Červenou barvou jsou pak označeny průtoky, které by mohly teoreticky nastat v potrubním přivaděči na ČOV. DČS 68%

stávající stav 190

DČS současně sepnutých 11

Průtok l/s 7,7

současně sepnutých 14

Průtok l/s 9,8

DČS 95%

stávající stav 190

nový stav PE 90 205


Průtok l/s 7,7


Průtok l/s 10,5 *

DČS nový stav PE 90 205

(* nebude pravděpodobně dosaženo, neboť začnou otevírat pojistné ventily (tlak přes 0,6 MPa))

Strana 12/28


Jak je patrné z teoretických hodnot průtoků, jedná se ve všech případech o hodnoty, které jsou výrazně vyšší, než na co je projektantem dimenzována dosazovací nádrž a zároveň jsou tyto hodnoty vyšší než je rozsah měření průtoku ČOV. Stejný závěr (ještě markantnější) potom vyplývá i z parametrů pro výhledový stav, kde by došlo k posílení světlosti potrubí na PE 110x10 anebo 125x11,4 mm, viz následující tabulka.

68%


95%




Průtok l/s 8,4



Průtok l/s 9,1

Průtok l/s 11,2



Průtok l/s 11,9

Jak uvádí ve svém vysvětlení výše Ing. Krňanský, jedná se pouze o teoretický výpočet a doba čerpání bude při těchto stavech pouze cca 3 minuty. Pokud tedy bude zachován stávající způsob čištění a bude k dispozici správně dimenzovaná dosazovací nádrž, měla by se za předpokladu řádného provozu ČOV s takto krátkodobým přetížením vypořádat, nicméně je otázkou, zda by pak nebylo nutné nahradit stávající Parshallův žlab za kapacitnější (současné maximum je pouze 6,98 l/s). Pokud by se však uvažovalo s jinými technologiemi čištění, například membránovou separací kalu, bude nutné tyto vyšší průtoky řešit buď řízením chodu čerpadel všech stanic tak, aby průtok překročen nebyl, případně nějakou formou akumulační jímky, do které by přitékající voda nad zmíněných 6,98 l/s přepadala a byla do ČOV přečerpána až ve chvíli, kdy průtok ČOV klesne na minimum. Úprava Parshallova žlabu však bude nevyhnutelná v každém případě, protože z kontroly funkční způsobilosti žlabu provedené v březnu roku 2013 vyplývá, že stávající měření nesplňuje požadavky předepsané TNV 25 9305, která nabyla účinnosti v červnu roku 2012. Týká se to především toho, že stávající vyhodnocovací jednotka nemá datovou paměť nebo registraci provozních hodin.

Látkové zatížení Také pro vyhodnocení látkového zatížení ČOV bylo k dispozici velmi málo dat a to hlavně z důvodu, že jsou v povolení předepsány pouze 4 vzorky ročně. Kromě toho se jedná jen o dvouhodinové slévané vzorky, což je pro seriózní stanovení zatížení nedostatečné. Do vyhodnocení dále nebylo možné použít analýzy z roku 2013, protože přítok byl zatížen výše popsaným vnikem povrchové vody, což výsledky ještě dále zkreslilo. Pro odhad tak byly použity pouze údaje z roku 2014, viz následující tabulka, do které byly navíc doplněny denní průtoky v den odběru vzorků. 2014 Olešná Průměr: 13.2. 14.5. 13.8. 11.11.

Výsledky stanovení v mg/l Průtok

Přítok CHSKCr 1 223 830 1 332 1 657 1 074

BSK5 540 411 576 701 471

NL 463 280 290 855 428

N-NH4 73 69,2 77,1 71,6 73,6

Nanorg.

Nc*

m3/d

Pc

106 100,7 112,3 104,3 107,2

36 50 46 46

(* Koncentrace Nc byly dopočteny z hodnoty N-NH4, dle podílu N-NH4/Nc = 0,69, na základě vzorku z 13.6.2013)

Strana 13/28


Z tabulky je již na první pohled zřejmé, že vzorek ze 13.2. se od ostatních vzorků dosti odlišuje. Důvodem je s velkou pravděpodobností výše zmiňovaný vnik povrchové vody, protože 2 dny před odběrem vzorku byl na ČOV zaznamenán průtok cca 400 m3/d! Přesto vzorek nebyl ze statistického vyhodnocení vyřazen. Výsledek výpočtu je uveden v následující tabulce. datum 13.2. 14.5. 13.8. 11.11. průměr

CHSKCr 249 555 773 412 497

BSK5 247 480 654 361 435

NL 183 264 871 358 419

Nc 330 510 531 448 455

jednotka EO EO EO EO EO

Z tabulky tedy vyplývá, že stávající látkové zatížení ČOV je cca na úrovni 450 EO, což dle zkušeností z obdobných lokalit odpovídá stávajícímu počtu připojených obyvatel 509 (1 EO = 0,88*obyvatel). Atypické je snad pouze zatížení dle ukazatele celkový dusík, kde bývá o cca 25% vyšší, než podle BSK 5. Toto zatížení je pak použito do výpočtu stávajícího stavu. Pro technologický výpočet kapacity ČOV byla navzdory této skutečnosti použita hodnota 1 EO = 1 obyvatel (dle BSK5) s tím, že při stanovení ostatních ukazatelů byl použitý jejich reálný poměr k BSK5. Pro stanovení látkového zatížení z pohledu zařazení ČOV do velikostní kategorie (pro účely stanovení limitů na odtoku z ČOV) se však používá postupu uvedeného ve zmíněném NV č. 23/2011 Sb., kde se uvádí následující: Počet ekvivalentních obyvatel se pro účel zařazení čistírny odpadních vod do velikostní kategorie vypočítává z maximálního průměrného týdenního zatížení na přítoku do čistírny odpadních vod během roku s výjimkou neobvyklých situací, přívalových dešťů a povodní. U kategorií ČOV pod 2000 EO lze použít pro účel zařazení čistírny do velikostní kategorie (v tabulce 1a nebo 1b v příloze č. 1 a v tabulce 1 v příloze č. 4 k tomuto nařízení) výpočet z bilance v ukazateli BSK5 v kg za kalendářní rok na přítoku do čistírny vydělený koeficientem 18,7. V tomto případě to znamená, že pokud je průměrná koncentrace BSK = 540 mg/l a celkový průtok ČOV za rok 2014 cca 23 500 m3, vychází výpočet na 540/1000*23 500 = 12 690 kg/rok, což poděleno koeficientem 18,7 vychází na 678 EO. Tento výpočet tedy potvrzuje výše uvedené, že při žádosti o nové povolení k vypouštění bude ČOV nutné zařadit již do kategorie 500 až 2 000 EO.

Kvalita kalu, teplota vody v aktivaci Údaje o vlastnostech aktivovaného kalu za rok 2013 a 2014 jsou shrnuty v následující tabulce. Datum 11.3.2013 13.6.2013 9.9.2013 11.12.2013 21.1.2014 13.2.2014 14.5.2014 13.8.2014 průměr medián

Místo aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal aktivace-kal

Sušina g/l 3,7 3,3 3,3 4,5 5,5 3,8 5,2 3,4 4,1 3,8

Sediment ml/l 700 720 960 970 960 960 960 480

KI ml/g 189 218 291 216 175 253 185 141 208 202

(KI – kalový index)

Strana 14/28


Z tabulky vyplývá několik závěrů. V první řadě je nutné upozornit na skutečnost, že kvalita kalu je výrazně horší, než kterou předpokládal projektant. Ten vycházel z kalového indexu 100 ml/g, reálný průměr je 208 ml/g, což je více než dvojnásobek. Výrazně vyšší hodnota kalového indexu pak vychází i tehdy, když se z vyhodnocení vynechají vzorky se sedimentem nad 720 ml/l, které představují obrovské riziko úniku kalu do odtoku. I tak se hodnota kalového indexu pohybuje mezi 141-189 ml/g. Druhým závěrem je pak skutečnost, pomineme-li vzorky se zmíněnými rizikovými sedimenty, že dosazovací nádrž není schopna udržet průměrnou návrhovou koncentraci kalu 4 g/l. Reálně je zde cca 3,3-3,7 g/l, přičemž při Qd (odběr) by se tyto hodnoty měly pohybovat kolem 4,5-5 g/l a jen při hodinových špičkách kolem 3,3 g/l. To tedy kromě rizika úniku kalu výrazně snižuje kapacitu ČOV. Pro účely technologického výpočtu byla zvolena návrhová hodnota kalového indexu 150 ml/g, což je cca v polovině intervalu, který pro návrhy ČOV doporučuje německá návrhová norma ATV A-131. Teplota vody v aktivační nádrži se standardně neměří a nebyly tak bohužel k dispozici žádné záznamy. Z tohoto důvodu bylo dne 21.1.2015 provedeno jednorázové proměření teploty aktivační směsi za účelem potvrzení toho, že projektantem navržená minimální teplota 8°C odpovídá realitě. Výsledkem doměření byla hodnota 8,1°C a s ohledem na skutečnost, že aktuální venkovní teplota se poslední dny pohybuje pouze těsně pod nulou, lze minimální teplotu navrženou projektantem (8°C) považovat za reálnou. Maximální teplotu v letním období tímto způsobem ověřit nelze a tak byl proveden pouze odhad na základě zkušeností z obdobných ČOV. Jako maximální teplota byla stanovena hodnota 22°C.

Kvalita vyčištěné vody Kvalita vyčištěné vody v roce 2014 je patrná z následující tabulky. Do tabulky byly pro porovnání doplněny odtokové limity dle platného povolení k vypouštění a zároveň také hodnoty, které na odtoku předpokládal projektant. Červenou barvou byly zvýrazněny hodnoty na odtoku, které jsou vyšší, než maximální hodnota udaná projektem. 2014 Olešná 13.2. 14.5. 13.8. 11.11. Limity VHP Projekt

Výsledky stanovení v mg/l Odtok CHSKCr 106,0 72,8 102,0 67,3

BSK5 22,1 12,1 22,8 15,5

NL 30,0 13,0 28,0 10,0

N-NH4 62,68 3,83 16,36 1,30

110/170 30/50 50/70 10/20

40/60 20/30

-/2/4

Nanorg.

Nc*

Pc

S ohledem na skutečnost, že aktuální zatížení ČOV se dle výše uvedeného vyhodnocení pohybuje cca kolem 450 EO a projektovaná kapacita ČOV má být 600 EO (při teplotách nad 8°C), neměla by ČOV mít s čištěním na udané parametry výrazný problém. Z červeně zvýrazněných hodnot je však jasně patrné, že tomu tak není, tj. že skutečná kapacita ČOV je výrazně nižší!

Technologický výpočet Technologický výpočet stávající i výhledové kapacity ČOV vycházel z předpokladů, které vyplývají z vyhodnocení podkladů poskytnutých zadavatelem, viz předcházející kapitoly. Níže je uvedena rekapitulace všech těchto předpokladů pro výpočet výhledové kapacity i stávajícího stavu. -

Kapacita ČOV 810 EO Minimální teplota pro návrh stáří kalu 8°C Strana 15/28


-

Maximální teplota pro návrh aeračního systému 22°C Produkce znečištění na 1 EO (v g/d): BSK5 = 60, CHSKCr = 134, NL = 53, Nc = 11,3, Pc = 1,4 (tato hodnota byla převzata z obdobných lokalit) Specifická produkce splaškové odpadní vody 110 l/(os.d) Produkce ostatní a průmyslové vody 2 600 m3/rok Podíl balastní (dešťové) vody 5% Qmax = 6,98 l/s (maximum Parshallova žlabu P1) Kalový index 150 ml/g

Doplnění pro výpočet stávajícího stavu: -

Objem DEN = 38,9 m3, objem NIT = 82,1 m3 Objem DN = 7,1 m3, plocha DN = 9,9 m2, hloubka DN = 2,0 m Výkon mamutky vratného kalu 3,5-17 l/s Výkon dmychadla 120 m3/h

Tyto hodnoty tak byly dosazeny do výpočtového programu a konkrétní výstupy z technologického výpočtu jsou uvedeny níže. Výpočet byl prováděn nejen podle ČSN 75 6401, ale zároveň i podle německé návrhové normy ATV A-131 (2000).

Technologický výpočet stávajícího stavu V první řadě byl proveden kontrolní výpočet kapacity ČOV ve stávajícím uspořádání a za současného hydraulického a látkového zatížení. Do výpočtu tak byly dosazeny hodnoty zjištěné vyhodnocením reálného stavu, viz výše. Kontrolní výpočet byl proveden na kvalitu odtoku, kterou udal projektant. Základní výstupy z výpočtu jsou shrnuty v následující tabulce a červenou barvou jsou zvýrazněny parametry, kde byl indikován nějaký problém. Parametr Počet obyvatel připojených na kanalizaci Specifická produkce odpadní vody (domácnosti + ostatní) Množství vod Množství balastních vod QB Průměrný denní přítok Q24 Maximální denní přítok Qd (kd = 1,5) Maximální hodinový přítok Qh (kh = 2,6) Maximální hodinový přítok biologickým stupněm Qmax Látkové zatížení CHSKCr BSK5 NL Nc Pc Parametry na odtoku CHSKCr BSK5 NL N-NH4

Hodnota 509 obyv. 117 l/(ob.d) 3

Norma, poznámky

3,0 m /d 3 62,5 m /d 0,72 l/s 3 92,3 m /d 1,07 l/s 3 9,80 m /h 2,72 l/s 3 9,80 m /h 2,72 l/s

Odpovídá 5%

59,0 kg/d 944 mg/l 26,1 kg/d 418 mg/l 22,0 kg/d 352 mg/l 4,92 kg/d 78,6 mg/l 0,71 kg/d 11,3 mg/l

Odpovídá 492 EO

50 / 70 p/m 10 / 20 p/m 20 / 30 p/m 2 / 4 p/m

Dle projektu Dle projektu Dle projektu Dle projektu

Shodné s Qh, oddílná kanalizace

Odpovídá 435 EO Odpovídá 401 EO Odpovídá 455 EO Odpovídá 284 EO

Stáří kalu

Strana 16/28


Parametr Minimální teplota Poměr DEN/(DEN+NIT) Stáří kalu (ČSN)

Hodnota 8°C 0,342 19,3 d

Norma, poznámky

Dosazovací nádrž Kalový index Doba zdržení na Qh Koncentrace zahuštěného kalu (ATV, na Qh) Koncentrace vratného kalu (ATV, na Qh) Výše recyklu (na Qh) Výše recyklu (na Qd) Průtok vratného kalu Koncentrace kalu v aktivaci (minimum při Qh) Zatížení DN kalem (ATV) Hydraulické zatížení (ATV) Potřebná plocha DN (separační plocha dle ATV)

150 ml/g 0,72 h 6,0 g/l 5,7 g/l 1,30 3,31 3,5 l/s 3,21 g/l 2 475 l/(m .h) 1,0 m/h 2 9,9 m

Dle ATV od 120 do 180 ml/g Střední doba dle ČSN min. 1,3 h

Zóna čisté vody h1 (ATV) Zóna separace h2 (ATV) Zóna hustotního proudu h3 (ATV) Zahušťovací a vyklízecí zóna h4 (ATV) Hloubka celkem u okraje Sklon stěn nádrže (ČSN) Hydraulické zatížení DN (ČSN) na Qmax Látkové zatížení DN (ČSN) na Qmax

0,50 m 2,19 m 0,98 m 0,88 m 4,55 m 1,31 m/m 0,99 m/h 2 3,17 kg/(m .h)

Produkce kalu, objemy nádrží, zatížení kalu Teplotní faktor Koeficient výtěžku Yobs Produkce biologického kalu Produkce chemického kalu Celková produkce kalu Množství kalu v aktivaci Potřebný objem aktivace Objem DEN Objem NIT

0,615 0,84 22,0 kg/d 0 kg/d 22,0 kg/d 425 kg 3 133 m 3 45 m 3 87 m

Množství vzduchu, oxygenační kapacita Maximální teplota vody Teplotní faktor Specifická spotřeba kyslíku Koeficient alfa Koeficient pro nadmořskou výšku 449 m.n.m. Saturační koncentrace kyslíku (Cs) Rovnovážná koncentrace kyslíku (Cx) Množství kyslíku na oxidaci BSK5 Množství kyslíku na oxidaci N-NH4 Úspora kyslíku denitrifikací Provozní spotřeba kyslíku Koeficient kolísání Oxygenační kapacita Využití kyslíku na 1 m hloubky Hloubka ponoru elementů v NIT Potřebné množství vzduchu pro NIT

22°C 1,627 1,788 kg/kg 0,7 0,948 8,74 mg/l 2,0 mg/l 46,7 kg/d 16,6 kg/d -5,9 kg/d 57,4 kg/h 1,1 123 kg/d 5,5% 2,75 m 3 121 m /h

Minimum je 0,2 V projektu je 19 d

Dle ATV maximum 1,00 Dle ČSN ne více než 1,5 Dle odhadu výkonu mamutky Při Q24 bude až 4,3 g/l Maximum 650 pro NL < 20 mg/l Dle ČSN maximum 1,5 m/h 2 Stávající DN má 9,9 m 2 (separační bude cca 5-6 m ) Minimum 0,5

Stávající DN má 2,0 m Minimum dle ČSN 1,7 m/m Maximum dle ČSN 1,5 m/h 2 Dle ČSN doporučeno 5-6 kg/(m .h)

3

K dispozici je 114 m 3 K dispozici je 38,9 m 3 K dispozici je 82,1 m

Doporučeno 1-1,3

3

K dispozici je 120 m /h

Výstupy z kontrolního výpočtu potvrzují, že dosazovací nádrž byla navržena naprosto nevyhovujícím způsobem a není tak schopna udržet potřebnou koncentraci kalu pro správný průběh biologických

Strana 17/28


procesů. A to se pochopitelně odráží v nedostatečném objemu biologického stupně, tj. výrazně nižší kapacitě ČOV. Na základě výpočtu lze tak říci, že stávající ČOV projektovanou kapacitu 600 EO za výše uvedených podmínek nemá a především v zimním období si neporadí ani se současným zatížením, které je na úrovni cca 450 EO dle BSK5. Tento závěr jen potvrzuje výsledky čištění, které byly diskutovány výše. Skutečnost, že ČOV plní stávající povolení k vypouštění navzdory tomu, že reálná kapacita je o dost nižší než projektovaná, je dána tím, že prozatím je ČOV zařazena do kategorie do 500 EO, kde jsou výrazně mírnější limity a především zde není požadována nitrifikace (ukazatel N-NH4), která má na kapacitu ČOV největší vliv, viz následující tabulka. CHSKCr BSK5 NL N-NH4 Nanorg. Nc* Pc Povolení 110/170 30/50 40/60 -/Projekt 50/70 10/20 20/30 2/4 A protože rozměry stávající nádrže nitrifikace jsou pouze 3,8 m x 7,2 m s hloubkou vody 3,0 m, a neumožňují tak dle výše uvedeného výpočtu instalovat kapacitní dosazovací nádrž, bude třeba minimálně dosazovací nádrž realizovat novým stavebním objektem, případně využít jiné technologie separace aktivovaného kalu, jako je třeba membránová separace.

Technologický výpočet pro výhled (separace kalu v dosazovací nádrži) V této kapitole jsou uvedeny výstupy z technologického výpočtu na kapacitu 810 EO s tím, že bude zachován stávající systém čištění, tj. čištění odpadních vod pomocí aktivovaného kalu v suspenzi se separací kalu v dosazovací nádrži (standardní systém). Výpočet byl na základě výše uvedených závěrů koncipován tak, že minimálně dosazovací nádrž bude tvořena novým stavebním objektem mimo stávající nádrže biologického čištění. Základní výstupy z výpočtu jsou shrnuty v následující tabulce a červenou barvou jsou zvýrazněny parametry, kde byl indikován nějaký problém. Parametr Počet obyvatel připojených na kanalizaci Specifická produkce odpadní vody (domácnosti + ostatní) Množství vod Množství balastních vod QB Průměrný denní přítok Q24 Maximální denní přítok Qd (kd = 1,5) Maximální hodinový přítok Qh (kh = 2,6) Maximální hodinový přítok biologickým stupněm Qmax Nárazový maximální průtok (cca 3 minuty) Látkové zatížení CHSKCr BSK5 NL Nc Pc Parametry na odtoku CHSKCr BSK5

Hodnota 810 EO 124 l/(ob.d) 3

Norma, poznámky

5,0 m /d 3 105,5 m /d 1,22 l/s 3 155,7 m /d 1,80 l/s 3 14,65 m /h 4,07 l/s 3 14,65 m /h 4,07 l/s až 11,9 l/s

Odpovídá 5%

109,9 kg/d 1 042 mg/l 48,6 kg/d 461 mg/l 41,0 kg/d 389 mg/l 9,15 kg/d 86,8 mg/l 1,10 kg/d 13,1 mg/l

Odpovídá 916 EO

50 / 70 p/m 10 / 20 p/m

Dle NV č. 23/2011 Sb., Příloha 7 Dle NV č. 23/2011 Sb., Příloha 7

Shodné s Qh, oddílná kanalizace Rozsah Parshallu: do 6,98 l/s

Odpovídá 810 EO Odpovídá 746 EO Odpovídá 832 EO Odpovídá 452 EO

Strana 18/28


Parametr NL N-NH4

Hodnota 20 / 30 p/m 12 / 20 prům/m

Norma, poznámky Dle NV č. 23/2011 Sb., Příloha 7 Dle NV č. 23/2011 Sb., Příloha 7

Stáří kalu Minimální teplota Poměr DEN/(DEN+NIT) Stáří kalu (ČSN)

8°C 0,20 15,9 d

Minimum je 0,2

Dosazovací nádrž Kalový index Doba zdržení na Qh

150 ml/g 2,0 h

Koncentrace zahuštěného kalu (ATV, na Qh) Koncentrace vratného kalu (ATV, na Qh) Výše recyklu (na Qh) Výše recyklu (na Qd) Průtok vratného kalu Koncentrace kalu v aktivaci (minimum při Qh) Objem kalu po 30 minutové sedimentaci (pro Qd – Qh) Zatížení DN kalem (ATV) Hydraulické zatížení (ATV) Potřebná plocha DN (separační plocha dle ATV) Zóna čisté vody h1 (ATV) Zóna separace h2 (ATV) Zóna hustotního proudu h3 (ATV) Zahušťovací a vyklízecí zóna h4 (ATV) Hloubka celkem u okraje Sklon stěn nádrže (ČSN) Hydraulické zatížení DN (ČSN) na Qmax Látkové zatížení DN (ČSN) na Qmax

8,4 g/l 8,0 g/l 0,75 1,68 3,1 l/s 3,41 g/l 510-750 ml/l 2 455 l/(m .h) 0,91 m/h 2 16,1 m 0,50 m 1,57 m 0,70 m 1,24 m 4,01 m 1,70 m/m 0,91 m/h 2 3,03 kg/(m .h)

Produkce kalu, objemy nádrží, zatížení kalu Teplotní faktor Koeficient výtěžku Yobs Produkce biologického kalu Produkce chemického kalu Celková produkce kalu Množství kalu v aktivaci Potřebný objem aktivace Objem DEN Objem NIT

0,615 0,87 42,3 kg/d 0 kg/d 42,3 kg/d 671 kg 3 197 m 3 39 m 3 158 m

Množství vzduchu, oxygenační kapacita Maximální teplota vody Teplotní faktor Specifická spotřeba kyslíku Koeficient alfa Koeficient pro nadmořskou výšku 449 m.n.m. Saturační koncentrace kyslíku (Cs) Rovnovážná koncentrace kyslíku (Cx) Množství kyslíku na oxidaci BSK5 Množství kyslíku na oxidaci N-NH4 Úspora kyslíku denitrifikací Provozní spotřeba kyslíku Koeficient kolísání Oxygenační kapacita Využití kyslíku na 1 m hloubky Hloubka ponoru elementů v NIT Potřebné množství vzduchu pro NIT

22°C 1,627 1,713 kg/kg 0,7 0,948 8,74 mg/l 2,0 mg/l 83,3 kg/d 24,1 kg/d -6,6 kg/d 100,8 kg/h 1,1 217 kg/d 5,5% 2,75 m 3 213 m /h

Dle ATV od 120 do 180 ml/g Střední doba dle ČSN min. 1,3 h Dle ATV 2,0-2,5 h

Dle ATV maximum 1,0 Dle ČSN ne více než 1,5 Při Q24 bude až 5,0 g/l Maximum 650 pro NL < 20 mg/l Dle ČSN maximum 1,5 m/h Minimum 0,5

Minimum dle ČSN 1,7 m/m Maximum dle ČSN 1,5 m/h 2 Dle ČSN doporučeno 5-6 kg/(m .h)

3

K dispozici je 121 m (již bez DN) 3 K dispozici je 38,9 m 3 K dispozici je 82,1 m (již bez DN)

Doporučeno 1-1,3

3

K dispozici je 2x 120 m /h

Strana 19/28


Parametr Dimenze potrubí vzduchu

Hodnota DN80

Norma, poznámky K dispozici je DN65

Kalové hospodářství, aerobní stabilizace Navržená doba aerobní stabilizace Denní produkce přebytečného kalu Předpokládané zahuštění kalu (2,5%) Denní množství zahuštěného kalu Navržený objem stabilizace Oxygenační kapacita stabilizace Potřebné množství vzduchu pro stabilizaci

30 d 42,3 kg/d 3 25 kg/m 3 1,69 m /d 3 50,7 m 18 kg/d 3 38 m /h

Doporučeno dle ČSN 30 d

K dispozici je 34,6 m

3

Ideálně samostatné dmychadlo

Základním výstupem výpočtu je skutečnost, že ani vhodně navržená dosazovací nádrž nebude dostačovat k tomu, aby se stávající ČOV vypořádala se zatížením na úrovni 810 EO. Kromě nové dosazovací nádrže tak bude třeba rozšířit i objem biologického stupně a zároveň by se měl rozšířit i objem pro aerobní stabilizaci kalu. Co se týká maximálního průtoku ČOV (první červené zvýraznění), bude na projektantovi, aby zvážil, jakým způsobem předejít překročení kapacity měření na odtoku. Zda zvolit systém vzájemné komunikace všech čerpacích stanic tlakové kanalizace (to může být značně nákladné), realizovat akumulační nádrž na vstupu do ČOV pro tyto nadlimitní hodnoty, případně vyměnit měrný žlab za kapacitnější. Druhé červené zvýraznění je provedeno u návrhu nové dosazovací nádrže a týká se maximálního možného recyklu (1,68 na Qd). Zde je sice mírně překročeno doporučení ČSN, ale protože návrhový výpočet dosazovací nádrže v ČSN není, bylo v tomto postupováno dle ATV, který tento výpočet obsahuje a podle kterého je navrhovaný recykl v souladu s doporučeními. Třetí zvýraznění se pak týká objemu biologického stupně, který bude třeba zvětšit celkem o 76 m3, jak již bylo avizováno výše. Určitou výhodou je, že pro výhled dostačuje objem stávající denitrifikační nádrže, tj. nádrž denitrifikace zůstane zachována beze změn a nově bude dostavena pouze nádrž nitrifikace, cca se stejným objemem, jako má nitrifikace stávající. Čtvrté červené zvýraznění se týká dimenze výtlačného potrubí a nepřímo také kapacity dmychadel. V současné době jsou dmychadla zapojena v sestavě 1+1 instalovaná rezerva se společným výtlakem DN65, což poskytuje výkon pouze 120 m3/h a pro výhled by to tak nebylo dostatečné. Pokud by se však dmychadla provozovala v sestavě 2+0 (kaskáda) a došlo by k posílení potrubí výtlaku na DN80, bude tato sestava mít kapacitu 240 m3/h, což již požadované množství i s určitou rezervou pokryje. Poslední červené zvýraznění se týká aerobní stabilizace a zahuštění přebytečného kalu. Dle ČSN se pro aerobní stabilizaci doporučuje doba zdržení minimálně 30 d, což ale při přepočtu znamená, že stávající objem nebude dostatečný a doporučuje se tak realizovat jeho navýšení, alespoň o 16 m3.

Návrh způsobu intenzifikace ČOV Návrh způsobu intenzifikace ČOV vychází ze zadání posouzení. V první řadě je tak popsána varianta intenzifikace při zachování stávajícího způsobu separace aktivovaného kalu v dosazovací nádrži a za předpokladu výstavby nových stavebních objektů. V další kapitole je následně popsána varianta s membránovou separací kalu, tj. bez nutnosti realizace nových stavebních objektů.

Popis intenzifikace při zachování systému separace kalu v dosazovací nádrži Tento způsob intenzifikace vychází z výstupů technologického výpočtu pro výhledové zatížení ČOV. Nátok do ČOV je v současné době realizován potrubím PE 90x8,2 mm zavedeným do žlabu ručních česlí a dle výše diskutovaného posouzení tlakové kanalizace (Ing. Krňanský) je velmi pravděpodobné, že dojde k jeho posílení až na potrubí PE 125 x 11,4 mm. Ačkoliv lze pro výhledovou kapacitu ČOV Strana 20/28


doporučit již instalaci strojních česlí (síta), kapacita stávajících ručních česlí bude pravděpodobně i pro zvýšené průtoky vyhovovat a bude tak možné tento provozní soubor zatím ponechat bez úprav. Po hrubém předčištění odtéká voda do nádrže denitrifikace, která svým objemem výhledovému zatížení vyhoví a není tak třeba ji jakkoliv upravovat, ani stavebně, ani z pohledu vystrojení. Z denitrifikace odtéká aktivační směs do nádrže nitrifikace, která svým objemem pro výhledové zatížení již nevyhovuje a bude třeba realizovat novou nádrž, která objem nitrifikace dostatečným způsobem doplní. Předmětem intenzifikace u této nádrže bude demontáž, odvoz a likvidace stávající nevyhovující dosazovací nádrže a osazení nového aeračního systému. Stávající kalová nádrž pro výhledové zatížení také nevyhovuje a podobně jako v případě nitrifikace bude třeba realizovat novou nádrž, která její objem dostatečným způsobem doplní. Předmětem intenzifikace u této nádrže bude demontáž nevhodného čerpadla kalové vody, osazení nového čerpadla s vhodnou kapacitou (výkon do 4 l/s) a osazení nového aeračního systému se střední bublinou pro účely aerobní stabilizace kalu. Samostatnou kapitolou je pak problematika měrného objektu, u které bez projektového dořešení poměrů ve stávající respektive posílené tlakové kanalizaci není možné určit, jaká úprava měrného objektu a v jakém rozsahu bude optimální. Pro účely tohoto posouzení se předpokládá, že se provede jeho výměna za kapacitnější. Půdorys s aktuálním uspořádáním stávajících nádrží biologického stupně je patrný z následujícího výkresu. Stávající stavební objekt má vnější půdorysné rozměry 7,9 m x 8,6 m, s celkovou hloubkou 3,5 m a hloubkou vody ve všech nádržích 3,0 m.

V rámci výstavby nových stavebních objektů tak bude třeba realizovat celkem tři nádrže: -

čtvercová dosazovací nádrž (vnitřní rozměr 4,0 m x 4,0 m, hloubka vody 4,0 m) nádrž nitrifikace (objem minimálně 76 m3) nádrž aerobní stabilizace (objem minimálně 16 m3). Strana 21/28


Aby bylo možné používat společný zdroj tlakového vzduchu pro stávající i nově budovanou nádrž nitrifikace, je třeba mít v obou nádržích stejnou hloubku vody, tj. zajistit v co největší míře stejné tlakové ztráty. A z toho tedy jednoznačně vyplývá plocha nové nitrifikační nádrže, která bude při minimálním objemu 76 m3 činit 25,3 m2. V podstatě stejný přístup pak bude nutné zvolit i v případě nově budované nádrže aerobní stabilizace. Protože se jedná o nádrže s malým objemem, doporučuje se jejich stavbu realizovat v rámci jediného stavebního monobloku (méně nákladné), ideálně v místě stávajícího oxidačního příkopu, který sloužil pro čištění odpadních vod před rokem 2002. A s ohledem na skutečnost, že nový monoblok bude obsahovat i dosazovací nádrž, bude možné novou část ČOV postavit za trvalého provozu té stávající a ve chvíli, kdy se nová část uvede do provozu, bude za jejího trvalého provozu naopak možné realizovat úpravy ve stávající nitrifikaci a kalové nádrži.

2750

Níže je uveden návrh, jak by uspořádání nového monobloku mohlo být realizováno.

KALOJEM 2 (objem 33 m3, hv = 3,0 m)

DOSAZOVACÍ NÁDRŽ (4 x 4 m, hv = 4,0 m)

7800

NITRIFIKACE 2 (objem 76 m3, hv = 3,0 m)

4000

7100

4000

3550

8600

Umístění takto navrženého monobloku pak bylo pro lepší představu schematicky zakresleno do následující mapy (zdroj: mapy.cz).

Strana 22/28


Do nádrže kalové vody bude instalováno podobně jako u té stávající čerpadlo s vhodnou kapacitou (výkon do 4 l/s) a dále aerační systém se střední bublinou pro účely aerobní stabilizace kalu. Provozní budova (dmychárna) zůstane stavebně zachována, pouze bude nutné demontovat stávající a realizovat nové výtlačné potrubí DN80 od obou stávajících dmychadel. Nové potrubí společného výtlaku se doporučuje provést tak, aby byla připravena odbočka i pro výhledové třetí dmychadlo, protože stávající dmychadla budou pracovat v sestavě 2+0, tj. bez instalované rezervy. Kromě toho bude do stávající dmychárny doplněno ještě samostatné dmychadlo pro provzdušnění obou nádrží aerobní stabilizace přebytečného kalu, včetně výtlačného potrubí do obou nádrží a také solenoidových ventilů na výtlaku do jednotlivých nádrží, aby bylo možné jejich provzdušnění automaticky střídat (budou zde rozdílné hladiny, nelze provozovat najednou). Zcela samostatnou kapitolou pak bude doplnění elektro výzbroje a automatického systému řízení. Projektant bude muset dořešit napojení nových strojů a prověřit, zda je realizována dostatečně kapacitní přípojka elektrické energie. Dále bude nutné osadit nový řídicí systém, který umožní ČOV provozovat v automatickém režimu (minimalizace nároků na obsluhu) a také přenos dat na dispečink provozovatele, případně na osobu určenou vlastníkem.

Popis intenzifikace použitím membránové separace kalu Membránová separace je proces, kdy se klasická dosazovací nádrž, ve které dochází ke gravitačnímu oddělení kalu od vyčištěné vody, nahradí podtlakovou filtrací této směsi přes membrány. Jedná se o proces, který tak umožní v nádržích biologického stupně udržet výrazně větší koncentraci kalu, než je tomu u konvenčního způsobu, a díky tomu jsou pak nároky na objem biologického stupně výrazně nižší. Konkrétně to znamená, že pokud se v biologickém stupni s dosazovací nádrží udrží 3,5 až 5,0 g/l kalu (v závislosti na přítoku, viz výpočet výše), při membránové separaci zde bude trvale 8 g/l, tj. v podstatě dvojnásobek. A to umožní vyhnout se realizaci nových stavebních objektů a vyčistit vody ve stávajících objemech. Popis řešení je uveden níže. Nátok do ČOV je v současné době realizován potrubím PE 90x8,2 mm zavedeným do žlabu ručních česlí a dle výše diskutovaného posouzení tlakové kanalizace (Ing. Krňanský) je velmi pravděpodobné, že dojde k jeho posílení až na potrubí PE 125 x 11,4 mm. Toto řešení je pro membránovou separaci naprosto nepřijatelné a bude třeba ho nahradit strojním zařízením. V případě membrán bude nutné Strana 23/28


instalovat stírané válcové síto s velikostí otvorů 1,2 mm, navíc doplněné o integrovaný lis na shrabky. Příklad takového stroje je uveden na následující fotografii.

(Ilustrační foto od jednoho z možných výrobců, Fontana R, Brno)

Toto zařízení by pak bylo nutné napojit přímo na výtlak tlakové kanalizace, tj. zařízení by muselo být umístěno na nějaké konstrukci přímo nad nádržemi biologického stupně a potrubí tlakové kanalizace by se muselo o něco prodloužit a zvednout cca o 1-1,5 m výše. Dále by bylo nutné řešit prodlouženou výsypku vylisovaných shrabků dolů pod nádrže tak, aby nekolidovala s přístupovým schodištěm a shrabky tak bylo možné transportovat na kontejner. A je otázkou, zda by nebylo nutné nad tímto zařízením vybudovat alespoň lehký montovaný přístřešek, který by usnadnil zimní provoz. Po hrubém předčištění odtéká voda do nádrže denitrifikace, která svým objemem výhledovému zatížení vyhoví a není tak třeba ji jakkoliv upravovat, ani stavebně, ani z pohledu vystrojení. Také výkon míchadla by měl být pro umíchání hustšího kalu dostatečný. Z denitrifikace odtéká aktivační směs do nádrže nitrifikace, která bude díky membránové separaci kalu svým objemem dostačovat, bude zde však nutné provést zásadní úpravy. V první řadě zde bude provedena demontáž, odvoz a likvidace stávající dosazovací nádrže a osazení nového aeračního systému. Dále se do nádrže nitrifikace provede plastová vestavba o rozměrech cca 2,5 x 1,3 m o výšce 3,5 m, což bude sloužit jako regenerační komora pro čištění membrán. Pro vlastní separaci kalu by se do nádrže instalovaly dva moduly, každý o výkonu 110 m3/d, dohromady tedy 220 m3/d (2,5 l/s). Příklad modulů je dokumentován na ilustračním obrázku vpravo. Krátkodobé průtoky nad zmíněný výkon membrán by dle dodavatele membrán byly akumulovány v nádržích biologického stupně. Konkrétně by to znamenalo, že pokud by po dobu celých 3 minut přitékala odpadní voda v množství 11 l/s, akumulované množství by činilo (11-2,5)*3*60 = 1 530 litrů, tj. 1,5 m3, což při ploše nádrže cca 24 m2 (po odečtení komory) představuje vzdutí o výšce jen cca 6,2 cm. Součástí dodávky membránových modulů je zároveň i samostatný aerační systém s hrubou bublinou, který zajišťuje za provozu trvalé mechanické čištění membrán. Pro zajištění podtlakové filtrace přes instalované membrány pak budou dále instalována dvě čerpadla permeátu (tj. vyčištěné vody), která by byla osazena v plastové skříni, umístěné pravděpodobně vedle nádrží biologického stupně. Strana 24/28


Provozní budova (dmychárna) zůstane stavebně zachována, pouze bude nutné demontovat stávající a realizovat nové výtlačné potrubí DN80 od obou stávajících dmychadel. Nové potrubí společného výtlaku se doporučuje provést tak, aby byla připravena odbočka i pro výhledové třetí dmychadlo, protože stávající dmychadla budou pracovat v sestavě 2+0, tj. bez instalované rezervy. Ke stávajícím dmychadlům pak budou doplněna dvě nová dmychadla, která budou zajišťovat zdroj tlakového vzduchu pro mechanické čištění membrán. Každé z dmychadel bude mít výkon 110 m3/h (v podstatě stejné dmychadlo, jako to stávající) a předpokládá se, že se do stávající dmychárny vejdou. Pokud ne, bylo by nutné pro ně zhotovit vedle dmychárny nový betonový fundament a dodat je v provedení s venkovním protihlukovým krytem. Provedeno bude i nové potrubí výtlaku k membránám. Podobně jako u konvenčního řešení bude třeba i zde doplnit elektro výzbroj, ale zároveň osadit i čidla (tenzometr, podtlaková čidla) a automatický systém řízení. Projektant bude muset tedy i zde prověřit, zda je realizována dostatečně kapacitní přípojka elektrické energie, obzvláště z důvodu, že tato technologie má výrazně vyšší nároky na spotřebu elektrické energie, než je tomu u konvenčního řešení. Doporučuje se pak doplnit i přenos dat na dispečink, případně na osobu určenou vlastníkem. Zde je nutné upozornit, že se bude jednat o sofistikovanější technologii, což bude znamenat i vyšší nároky na odbornost obsluhy. Stávající kalová nádrž pro výhledové zatížení nevyhovuje, tj. nezajistí minimální doporučenou dobu zdržení v kalojemu 30 dní, viz technologický výpočet výhledového zatížení. Znamená to, že kal nebude dostatečně stabilizovaný a bude tak pravděpodobně třeba realizovat jednak častější odvoz a zároveň bude nutné ho likvidovat na nějaké větší ČOV, kde by došlo k dodatečné stabilizaci kalu. Předmětem intenzifikace u této nádrže však bude stejně jako u konvenčního způsobu demontáž nevhodného čerpadla kalové vody, osazení nového čerpadla s vhodnou kapacitou (výkon do 4 l/s) a osazení nového aeračního systému se střední bublinou pro účely aerobní stabilizace kalu. Co se týká měrného objektu, s ohledem na skutečnost, že maximální průtok přes membránové moduly činí pouze cca 2,5 l/s a nárazové průtoky se budou v aktivaci akumulovat, nebude třeba odtokový objekt měnit. Vyměnit se však bude muset vyhodnocovací jednotka za tu se záznamem dat.

Rámcové ekonomické zhodnocení variant V rámci této kapitoly jsou uvedeny odhady investičních a provozních nákladů pro obě varianty. V poslední části je pak uvedeno srovnání obou variant z pohledu dlouhodobé návratnosti.

Varianta se zachováním systému separace kalu v dosazovací nádrži Odhad investičních nákladů na dostavbu výše uvedeného monobloku vychází z úvahy, že stávající kapacita ČOV je cca na úrovni 450 EO a výhledová kapacita bude 810 EO, tj. zbývá realizovat objekty, které zajistí čištění vod od zbývajících cca 360 EO. Na základě zkušeností z obdobných zakázek a také kritérií, které používá v rámci dotační politiky také SFŽP, činí investiční cena cca 10 000 Kč za jednoho EO, tj. celková investice vychází na 3,6 mil. Kč. Sice se jedná o cenu obvyklou, v tomto případě však lze očekávat, že nebude výrazně vyšší. Z inženýrskogeologického průzkumu, který byl podkladem posouzení, totiž vyplývá, že výstavbu takovéto nádrže lze začlenit mezi nenáročné konstrukce. Dle průzkumu totiž v místě nejsou navážky, třída těžitelnosti zemin se pohybuje na 3 (max. 4), skalní podloží je až 4-4,5 m pod terénem, vrstvy uloženy vodorovně a únosnost zemin je cca 150 kPa (v úrovni předpokládané základové spáry). Sice lze cca 1,2 m pod terénem očekávat hladinu podzemní vody, nicméně čerpání se odhaduje v řádu jednotek l/s. Kromě nákladů na výstavbu je pak potřeba připočítat také náklady za kompletní projektovou a inženýrskou činnost, která se v tomto případě odhaduje cca na 400 000 Kč, a také za technický dozor investora a případně autorský dozor, který se odhaduje na cca 100 000 Kč. Odhad celkových investičních nákladů:

4 100 000 Kč bez DPH Strana 25/28


Odhad provozních nákladů na (nejsou zde zahrnuty náklady na domovní ČS) vychází především z reálných nákladů současného provozovatele v roce 2014. Náklady na servisní činnost a odvoz kalů ale byly do určité míry redukovány, protože začátkem roku byly zvýšeny z důvodu, že v ČOV bylo nadměrné množství kalu (cca jeden a půl násobek projektované hodnoty), které bylo třeba jednorázově odvézt a zlikvidovat. Podobným způsobem pak byly redukovány i náklady na elektrickou energii, kde v současné době vychází spotřeba na cca 1,9 kWh/m3 vyčištěné vody, což je oproti srovnatelným ČOV cca 2x více. A protože se do výhledu počítá s instalací kyslíkové sondy a řízení chodu dmychadel, lze spotřebu ve výhledu očekávat cca na úrovni maximálně 1,0 kWh/m 3. Při zohlednění výše uvedeného pak vychází cena na cca 25 Kč/m3 vyčištěné vody. Odhad celkových provozních nákladů:

960 000 Kč/rok bez DPH

Varianta s membránovou separací kalu Odhad investičních nákladů na realizaci membránové separace vychází z podkladů, které pro tyto účely poskytl dodavatel membrán. Ten udává, že celková cena za realizaci je cca 2,1 mil. Kč s tím, že struktura ceny je přibližně následující: -

membránové moduly dmychadla (čištění membrán) základní hrubé předčištění čerpadla permeátu potrubní trasy regenerační komora elektro, MaR, SŘTP konstrukce, jeřáb, ostatní

1 200 000 Kč 150 000 Kč 200 000 Kč 50 000 Kč 75 000 Kč 50 000 Kč 175 000 Kč 200 000 Kč

K těmto nákladům je však nutné připočítat ještě další položky, které budou pro chod ČOV v tomto uspořádání nezbytné. V první řadě bude nutné do nádrže nitrifikace osadit nový aerační systém (100 000 Kč) a také kyslíkovou sondu pro řízení chodu dmychadel (80 000 Kč). Dále bude nutné hrubé předčištění realizovat minimálně ve variantě s integrovaným lisem, především s ohledem na umístění síta na zhlaví stávajícího biologického stupně (zimní provoz). Základní cenu tak bude nutné rozšířit o zmíněný lis (200 000 Kč) a také o prodlouženou výsypku z lisu do popelnice, která bude umístěna pod nádrží (20 000 Kč). Další nutnou úpravou bude osazení nové vyhodnocovací jednotky průtoku, která bude opatřena záznamem, vč. kalibrace sondy a protokolu (45 000 Kč). No a pak je samozřejmě nutné započítat i náklady na kompletní projektovou dokumentaci, která bude v tomto případě o něco jednodušší (250 000 Kč) a za technický dozor investora a případně autorský dozor (100 000 Kč). Odhad celkových investičních nákladů:

2 895 000 Kč bez DPH

Odhad provozních nákladů (nejsou zde zahrnuty náklady na domovní ČS) vychází primárně z odhadu nákladů provozovatele pro standardní variantu (960 000 Kč/rok). Protože se ale v tomto případně jedná o sofistikovanější technologii, která bude vyžadovat zvýšený odborný dohled, lze očekávat, že náklady budou cca o 50 000 Kč/rok vyšší. Vyšší náklady pak budou i v případě elektrické energie, kde se spotřeba zvýší cca o 60-70% oproti standardní ČOV, což bude znamenat nárůst o 25 400 kWh/rok, tj. po přepočtu cca o 80 000 Kč/rok. Dále bude třeba provádět cca 2x ročně regeneraci membrán, což přinese náklady ne chemické prostředky a manipulaci, úhrnem dalších cca 50 000 Kč/rok. Asi největší provozní náklad je pak uschován v pořízení membránových modulů. U většiny strojního vybavení se obvykle uvažuje životnost cca 15 let, což však neplatí u membránových modulů, kde je životnost pouze cca 8 let, čili zhruba poloviční. V rámci 15 let tak bude třeba membrány zakoupit 2x, tj. do provozních nákladů přibude tato položka jako 1 200 000 Kč/8 = 150 000 Kč/rok. Stejná životnost jako u membrán je pak i u aeračního systému biologie, nicméně zde bude třeba jeho výměnu realizovat u obou porovnávaných variant. Odhad celkových provozních nákladů:

1 290 000 Kč/rok bez DPH Strana 26/28


Porovnání variant z pohledu celkových nákladů Porovnání obou variant bylo provedeno na období 8 let, kdy dojde k obnově membrán. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce. Do výpočtu nebyla zahrnuta inflace a jakékoliv další faktory ovlivňují ceny za služby a média. Investiční náklady Provozní náklady (8 let) Celkové náklady Rozdíl

Varianta 1 (dosazovací nádrž) 4 100 000 Kč 7 680 000 Kč 11 780 000 Kč

Varianta 1 (membrány) 2 895 000 Kč 10 320 000 Kč 13 215 000 Kč + 1 435 000 Kč / 8 let

Podobným způsobem pak vychází i porovnání odpisů, které je do ceny vody také nutné započítat. Odhad byl proveden za předpokladu, že k obnově strojního vybavení dojde za 15 let, u stavebních objektů pak za 30 let.

Odpisy stavba Odpisy strojní Odpisy celkem (15 let) Rozdíl

Varianta 1 (dosazovací nádrž) (stavba 2,5 a strojní 1,1 mil. Kč) 83 500 Kč/rok 73 500 Kč/rok 2 355 000 Kč

Varianta 1 (membrány) (stavba 0 a strojní 2,9 mil. Kč) 0 Kč/rok 193 000 Kč/rok 2 895 000 Kč + 540 000 Kč / 15 let

Z tabulek vyplývá, že jako dražší se v rámci životnosti strojního vybavení jeví varianta s membránovou separací kalu, což je však naprosto logické, protože tato technologie poskytuje výrazně lepší kvalitu vyčištěné vody, než klasická varianta. Lepší kvalita ale v tomto případě není legislativou vyžadována.

Závěry Z provedeného posouzení vyplývá závěr, že stávající ČOV pro navrženou kvalitu vyčištěné vody nemá projektovanou kapacitu 600 EO a není schopna se stabilně vypořádat dokonce ani se stávajícím zatížením, které je na úrovni pouze cca 450 EO. Dalším významným závěrem je skutečnost, že na ČOV byla zjištěna velmi vysoká spotřeba elektrické energie, což je především důsledkem absence sondy měření kyslíku a jakéhokoliv řídicího systému. Co se týká strojního vybavení, jako absolutně nevyhovující se ukázala stávající dosazovací nádrž a v kombinaci s tím i čerpadlo na odsazenou kalovou vodu, které způsobuje několikanásobné přetížení dosazovací nádrže. Dalším negativním faktorem je stáří aeračního systému, které je téměř za hranicí technické životnosti, a také úředně nevyhovující vyhodnocovací jednotka pro měření průtoku. A v neposlední řadě z výše uvedeného posouzení vyplývá, že současné zatížení ČOV vypočtené podle NV č. 23/20011 Sb. překročilo již hranici 500 EO a to znamená, že v novém povolení bude již kromě ukazatelů organického znečištění předepsán i limit pro N-NH4 (pro kategorii 500 až 2 000 EO), který ČOV v současném uspořádání nebude schopna stabilně udržet. Současně pak bude předepsáno i 12 analýz odtoku, rovnoměrně rozdělených do celého roku. A protože platnost povolení k vypouštění je stanovena pouze do konce roku 2015, je třeba k intenzifikaci ČOV přistoupit co nejrychleji. Z porovnání nákladů na intenzifikaci pro variantu se zachováním separace kalu v dosazovací nádrži a variantu s membránovou separací kalu vyplývá, že levnější z pohledu celkových nákladů čištění je varianta s dostavbou nových betonových nádrží a zachováním separace kalu v dosazovací nádrži. Strana 27/28


Doporučení dalšího postupu S ohledem na to, že varianta s dostavbou nových betonových nádrží a zachováním separace kalu v dosazovací nádrži vychází z pohledu celkových nákladů levněji, doporučuje se realizovat tato varianta. Dalším důvodem pak může být i skutečnost, že projektant by u varianty s membránovou separací kalu musel zvážit i případy, kdy by na ČOV došlo k výpadku elektrické energie na delší dobu a domovní ČS by i nadále fungovaly. Zatímco u klasické varianty by byl průtok ČOV zajištěn a nedošlo by k výraznějšímu ovlivnění toku (vytlačovala by se vyčištěná voda v dosazovací nádrži), v případě membránové separace by riziko úniku nečištěné vody (případně kalu) bylo výrazně vyšší a možná by se musela nějakým způsobem řešit i blokace nátoku na ČOV. S ohledem na blížící se lhůtu platnosti stávajícího povolení a jisté zpřísnění limitů na odtoku je nutné neprodleně přistoupit k přípravě výběrového řízení na projektanta a nechat si zpracovat projektovou dokumentaci pro výběr zhotovitele. I při bezodkladném provedení výběrového řízení lze očekávat, že projektové práce budou dokončeny koncem roku 2015, případně začátkem roku 2016. Na základě příslibu realizace akce v roce 2016, respektive v roce 2017, by pak bylo možné s vodoprávním úřadem jednat o dočasné výjimce do doby dokončení intenzifikace. Do doby realizace intenzifikace ČOV se doporučuje realizovat výměnu stávajícího aeračního systému za takový, který bude vyhovovat i podmínkám po intenzifikaci ČOV, dále osadit sondu pro měření kyslíku včetně řízení chodu dmychadel dle aktuální koncentrace kyslíku (omezení problémů s pěnou a tím rizika vyplachování kalu do odtoku, úspora elektrické energie), která bude podobně jako aerační systém využitelná i po rekonstrukci, a stejně tak osadit vhodné čerpadlo kalové vody, aby bylo co nejvíce omezeno riziko vyplavování kalu z nevyhovující dosazovací nádrže.

Strana 28/28

Posouzení ČOV Olešná

Recommend Documents