Odvodnění a ČOV

Odborné články z oboru odvodnění a čištění odpadních vod - kanalizace, odpadní vody, dešťové vody, objekty na stokové síti, čistírny odpadních vod, atd.

Vybrané články prošly nezávislým recenzním řízením. Informace o recenzentech jsou připojeny na závěr článků.

 

Foto: David Janák Povrchová voda

Vodní toky v zemědělských oblastech jsou prostřednictvím povrchového odtoku kontaminovány dusičnany. K odstraňování těchto látek se v zahraničí využívají denitrifikační bioreaktory. Denitrifikace, její průběh a rychlost, je ovlivňována řadou faktorů. Jedním z nejdůležitějších je kvalita přitékající vody, která je kromě dusičnanů často kontaminována dalšími polutanty, zejména pesticidními látkami. Jak pesticidy ovlivňují denitrifikační proces a samotné chování pesticidů v anoxických podmínkách, nebylo dosud předmětem rozsáhlého zkoumání.

The most of sewerage networks in Slovakia were built in the last century. Due to the increase in the number of inhabitants in towns and hydrological changes, it is necessary to re-evaluate sewerage networks' capacity. Overloading the network's hydraulic capacity can lead to the occurrence of urban floods, which are one of the negative impact of a high degree of urbanization. The aim of the paper was to assess the hydraulic conditions of a selected sewer collector in the city of Trnava. A mathematical model of the sewer network was created, which was used to simulate two different load cases with varying properties of precipitation. SCA's load state was characterized as a starting case, as the properties of the design rain corresponded to the design rain in the standard STN EN 75 6101. The simulation showed that 51.9% of the network has satisfactory conditions, and 48.1% of the network is congested. Under rain load with a periodicity of p = 0.1, the results were as follows: 41.9% of the network comply with the assessment, and 58.1% of the network was congested.

Článek se zabývá testováním podtlakových střešních vtoků, které se používají k odvodnění plochých střech. Jedná se o relativně sofistikované průmyslové výrobky, které se osazují do svislých prostupů v konstrukcích plochých střech tak, aby z nich odváděly srážkové vody. Na každý vtok následně navazuje odtokové potrubí, které srážkovou vodu odvádí dále směrem ven z budovy k výpusti. U podtlakových systémů odvodnění střech je žádoucí, aby se v potrubí i vtoku při dosažení určitého průtoku vytvořil podtlak, tedy sání, a tím došlo ke zvýšení hydraulické kapacity celé soustavy. U plochých střech velikých rozměrů, např. haly, budovy škol atp. je žádoucí, aby měly tyto vtoky co největší hydraulickou kapacitu právě proto, aby byla konstrukce střechy narušena co nejmenším počtem stavebních otvorů.

Mechanicko-biologické procesy jsou nejběžnějšími metodami čištění odpadních vod. Biologické čištění odstraňuje z odpadní vody organické látky pomocí nejrůznějších mikroorganismů. Především živé organismy jsou náchylné na velké množství vnějších vlivů. V článku jsou popsány vybrané faktory ovlivňující biologické čištění na čistírnách odpadních vod, jako například teplota a složení odpadní vody, ale i vliv provzdušňovacího zařízení a způsob řízení procesů v aktivační nádrži. V textu jsou vyhodnoceny i hodnoty některých veličin naměřené na reálných čistírnách odpadních vod.

Znovu využívání tepelné energie z odpadní vody se stává jedním z hlavních témat ve světě i v České republice. Aplikací tepelných výměníků lze uspořit až 40% tepelné energie vznikající v domácnostech, která je v drtivé většině případů odvedena do stokového systému a dále vypouštěna do vodního recipientu a tudíž nevyužita. Přitom využití tepelné energie se přímo nabízí, a to jak v liniových objektech jako jsou kanalizační potrubí, tak i v objektech na kanalizační síti nebo v místě vzniku odpadní vody. Pro účely rekuperace lze využít přímých výměníků tepla nebo systémů s tepelnými čerpadly. Zařazením výměníků tepla do stokového systému lze zvýšit energetickou efektivitu a tím dosáhnout značného snížení spotřeby primární energie obnovitelnými a druhotnými zdroji, např. vyrobené spalováním fosilních paliv. Systémy využívání tepla z odpadní vody nabízí nejen využití obnovitelných zdrojů energie, ale také zajímavou návratnost investice.

Nakládání s čistírenským kalem jako s odpadem se s ohledem na obsah polutantů, ale i jeho cenných složek se stalo aktuálním tématem nejen v Evropské unii (EU), ale již také v České republice (ČR). Legislativní omezení spojená se zákazem skládkování neupravených odpadů a s omezením přímé aplikace do zemědělské půdy nutí provozovatele čistíren odpadních vod (ČOV) i provozovatele zařízení na využití, či úpravu odpadů hledat technicky a ekonomicky akceptovatelná řešení pro nakládání s čistírenským kalem. Pro většinu středně velkých a velkých ČOV se tak stává řešením pásové sušení kalů, které může poskytnout spolehlivou hygienizaci kalu. Článek popisuje návrh pásových sušáren čistírenského kalu, které jsou určeny k redukci hmotnosti produkovaného čistírenského kalu, a umožňují zlepšovat vlastnosti čistírenského kalu spojené s jeho uchováváním a dalším nakládáním a v neposlední řadě napomáhají připravit čistírenský kal pro jeho případnou materiálovou transformaci odpadu do podoby dále využitelného produktu v souladu s principy Oběhového hospodářství, v EU označované jako Cirkulární ekonomika.

Kalové hospodářství na čistírnách odpadních vod (ČOV) se stává jedním z častých diskutovaných témat v Evropské unii (EU) zejména ve spojení s pojmem cirkulární ekonomiky, tedy oběhového odpadového hospodářství. V mnoha členských zemí EU je toto téma spjato se zákazem skládkování a přímé aplikace čistírenských kalů (ČK) na zemědělskou půdu. Současná omezení aplikace ČK do zemědělství jsou spojena s obsahem těžkých kovů (TK), patogenních organismů, organických polutantů a mikroplastů. Jako perspektivní technologie kalového hospodářství na ČOV se jeví termické zpracování spojené se spalováním, zplyňováním a pyrolýzou. Pyrolýza, vč. slabé pyrolýzy označované jako torrefakce, představuje metodu pro transformaci ČK jako odpadu do podoby produktů k materiálovému využití. Těmito produkty jsou pevný uhlíkatý produkt (často označovaný jako biochar), pyrolýzní olej a pyrolýzní plyn. Dle literatury pyrolýza ČK umožňuje transformaci TK, tedy snížení obsahu TK v biocharu. Naopak zachován je obsah fosforu a dusíku, které jsou zde ve formě vhodné pro aplikace v zemědělství. Nízkoteplotní mikrovlnná torrefakce (MT) ČK je aplikována v laboratorním a full-scale měřítku na výzkumném centru AdMaS. MT ČK má potenciál řešení jak pro středně velké zdroje znečištění, tak i výhledově pro menší zdroje znečištění pro ČOV s kapacitou do cca 10 000 EO, u kterých by bylo možné využít mobilní MT jednotky pro zpracování vysušených ČK. Současný aplikovaný výzkum zaměřený na MT ČK naplňuje principy cirkulární ekonomiky, směřuje k redukci uhlíkové stopy, transformaci TK a k rozvíjí možnosti aplikace biocharu do zemědělství.

MIKE WEST je simulační software určený pro dynamické modelování a simulaci procesů na čistírnách odpadních vod. Předmětem článku je ukázka použití tohoto softwaru pro simulaci procesů na pilotní lokalitě ČOV Žďár nad Sázavou. Jedná se o namodelování a kalibrování tohoto modelu na reálných provozních datech pro budoucí optimalizaci procesů na řešené ČOV.

Zneškodňování odpadní vody z malých zdrojů a to především rodinných domů, penzionů nebo rekreačních objektů, v lokalitách rozptýlené zástavby, kde není veřejná stoková síť s napojením na centrální čistírnu, je problémem, který vede k zamyšlení, jakým způsobem odvést vyprodukovanou odpadní vodu z těchto objektů. V současné době existuje několik možných způsobů zneškodnění odpadních vod z malých zdrojů znečištění, jak tuto problematiku řešit.

Článek popisuje možnosti a výhody plovákových regulátorů, štítových česlí a štítových oddělovačů, jako zařízení sloužící k regulaci a mechanickému předčištění odpadních vod z odlehčovacích komor. Zařízení může sloužit k regulaci průtoku vod v jednotných i oddílných stokových sítích. Principiálně jsou všechna popisovaná zařízení založena na plováku vertikálně se pohybujícím v závislosti na výšce okolní vodní hladiny. Způsob instalace je závislý na konkrétních rozměrech a typu odlehčovací komory. Použité materiály vyhovují podmínkám při dlouhodobém styku s odpadní vodou. Dlouhodobými laboratorními a praxí ověřenými zkouškami byla zjištěna vysoká efektivita a spolehlivost zařízení. V druhé části článku je vyhodnoceno použití štítových česlí v rámci akce Klatovy - čisté město.

Archimédův šroub je s ohledem na svou jednoduchost, nízké provozní náklady, minimální riziko ucpání, dlouhou životnost, snadnou regulaci využíván ve vodním hospodářství jako čerpadlo s využitím zejména na vstupních čerpacích stanicích odpadních vod na čistírnách odpadních vod (ČOV) a dále pak obráceně jako turbína pro generování elektrické energie v rámci malých vodních elektráren (MVE). Nejedná se však jen o tato využití, ale podle dostupných zahraničních studií je možné využít kombinaci Archimédovy turbíny pro generování elektrické energie s obrácených šroubem v podobě čerpadla pro dopravu vodních organismů, zejména ryb proti proudu vody.