Lapáky tuků

Datum: 10.4.2014
Je obecně známo, že tuk v kanalizaci působí problémy a to jak mechanické – zanášení kanalizace, tak i hygienické – zápach. Stejně tak působí i problémy v samotném procesu čištění na čistírnách odpadních vod a to tím, že prochází čistírnou a zhoršuje sedimentační vlastnosti kalu a následně tedy i odtokové parametry.

Podle toho o jaký typ tuků se jedná a podle toho o jak velké množství tuků, se jedná se rozhodujeme, jak by mělo vypadat zařízení na separaci tuků z odpadní vody. Je logické, že na malá množství mohou být zařízení jednodušší a méně účinná a na větší množství by naopak měla být navrhována zařízení s vyšší účinností a tedy zařízení náročnější i po stránce konstrukce a obsluhy.

V podstatě se jedná o použití mechanických lapáků tuků, lapáků tuků zabezpečujících i biologické čištění pomocí enzymů a zařízení využívajících koagulaci, nebo flotaci a nebo elektroflotaci. Případně kombinace uvedených zařízení.

Lapáky tuků z pohledu normy

Zařízení pro odlučování sestávající zpravidla z kalového prostoru, prostoru pro odloučení tuků, zásobního prostoru na odloučený tuk, a pokud je to požadováno, i ze zařízení na odběr vzorků. Zařízení je určené k odlučování tuku z přitékající znečištěné vody, ve kterém na základě rozdílu měrných hmotností  mezi odlučovanou látkou a nosnou tekutinou a na základě zmenšení rychlosti proudění dochází k odlučování tukových částic jejich vynášením k hladině. Lapák tuků je zařízení sloužící především k ochraně kanalizace před mechanickými problémy při zalepování potrubí tukem. Vhodnost lapáku z hlediska jeho použití s ohledem na kapacitu je dána jmenovitou velikostí (NG). Je bezrozměrné číslo udávající ověřenou schopnost lapáku zachycovat tuky a oleje při odpovídajícím průtoku.

Určení jmenovité velikosti je výsledkem zkoušky typu uskutečněné dle ČSN EN 1825-1 .

Lapák tuku - požadavky na konstrukci zařízení

Minimální požadavky jsou uvedeny v ČSN EN 1825-1. Vedle konstrukčních a materiálových požadavků (např. víko musí odpovídat ČSN EN 128), jsou zde požadavky na minimální velikost jednotlivých prostorů, zabezpečující funkčnost lapáku. Aby v praxi nedocházelo k záměně jednotlivých jmenovitých velikostí (NG), je třeba posoudit, zda objemy odpovídají proklamovaným jmenovitým velikostem. Objem kalového prostoru by měl být minimálně 100xNG (v litrech), objem odlučovacího prostoru 240xNG a objem zásobního prostoru 40xNG. Celkem tedy objem vody v lapáku by měl být minimálně 400xNG. Z toho vyplývá, že například lapák s deklarovanou jmenovitou velikostí NG 2, by měl mít celkový objem asi 800 l.  Podle nové EN, nemusejí být prostory od sebe konstrukčně odděleny, ale celkový objem vyhovět musí.

Posouzení volby vhodné jmenovité velikosti

Postup jak zvolit odpovídající jmenovitou velikost (NG) je uveden v ČSN EN 1825-2. Výpočet by měl být součástí technické zprávy projektové dokumentace. Správně se provádí tak, že ze dvou výpočtů jmenovité velikosti uvedených v normě, tj. podle vybavení objektu a podle účelu objektu a počtu jídel, se vybere nepříznivější varianta. Výsledkem výpočtu je vhodná minimální jmenovitá velikost. Použitý lapák pak musí mít jmenovitou velikost stejnou nebo větší.

Požadavky na umístění

Základní požadavky jsou uvedeny v ČSN  EN 1825-2 a jejich cílem je předcházet vzniku hygienických a provozních problémů. Lapák tuků musí být vždy odvětrán a to nad střechu, zpravidla přes vnitřní kanalizaci nebo venkovní odvětrávací potrubí. Nelze akceptovat pouze přisávací ventil, ten nezabezpečí odvětrání a lapák pak může být zdrojem hygienických problémů, např. průchodem zápachu přes vodní uzávěry apod.  Do lapáku nesmí být zaústěny vody z WC, sprch, střechy, garáže, parkoviště apod. Do lapáku nesmí být bez odpovídající úpravy lapáku (podstatné zvětšení kalového prostoru) zaústěna kanalizace, do které jsou vypouštěny odpady z mělnícího zařízení umístěného zpravidla v kuchyni. Umístění lapáků je třeba posoudit z pohledu hygieny, zejména zvážit vhodnost typu s ohledem na způsob údržby a likvidace odpadů. Jednoduché mechanické lapáky s ručním vyklízením se umístí zpravidla tam, kde při otevření lapáku nehrozí hygienické problémy. Tam kde by lapáky mohly při otevřeném lapáku způsobit hygienické problémy, tam by měly být upřednostněn lapáky s automatickým, nebo poloautomatickým vyklízením, kdy kal je odčerpán a lapák vypláchnut a doplněn čistou vodou bez otevření lapáku.

Požadovaná dokumentace a označení výrobků

Lapák tuků je výrobek podléhající prokazovaní shody podle zákona č. 22/1997 Sb.
O technických požadavcích na výrobky. Ze zákona a navazujících nařízení vlády pro výrobce vyplývá že:

-          výrobce musí s výrobkem dodat – návod k obsluze, „prohlášení o vlastnostech“ podle příslušné nařízení EU (č. 304/2011 - CPR),
-          k výrobku musí být připojeno označení CE dle ČSN EN 1825-1:2005,
-          a typový štítek obsahující základní technické údaje jako:
-          označení normy EN 1825,
-          jmenovitou velikost (NS),
-          objem lapáku, v l nebo m3,
-          objem kalového prostoru, v l nebo m3,
-          objem zachyceného tuku, v l nebo m3,
-          tloušťku vrstvy při maximálním naplnění prostoru zachyceného tuku (v mm),
-          rok výroby,
-          název nebo značku výrobce,
-          popř. značku certifikačního úřadu.

Požadavky na parametry pro vypouštění

Při stanovování parametrů se vychází z požadavků kanalizačních řádů. Při tom je však třeba si i uvědomit, jaké reálné hodnoty je možno od jednotlivých typů zařízení při dnešním stavu techniky očekávat. U mechanických lapáků jsou u dobře fungujících a udržovaných lapáků hodnoty na odtoku zpravidla kolem 200 mg/l EL. Dosažení nižších hodnot menším zvětšením lapáku apod. není, s ohledem na používané emulgační prostředky, reálné. Hodnoty nižší je možno dosáhnout pouze vyšším naředěním, což je v rozporu se zákonem.

V Rakousku se v poslední době řeší občasný požadavek na odtokovou koncentraci 100 mg EL/l tak, že se navrhuje dvounásobný objem. Je zřejmé, že tak velké zvětšení objemu určitě vliv na snížení hodnot mít bude, je však diskutabilní zda bude v praxi dosaženo požadované koncentrace – jestli to zase není jen zbožné přání podpořené výpočtem trojčlenkou (dvojnásobný objem = poloviční odtoková koncentrace).

V některých státech EU je obvyklé u lapáků do velikosti NG 10 požadovat pouze to, aby lapák odpovídal normě, a teprve u větších lapáků se předepisuje hodnota parametru na odtoku a to do 250 mg/l EL. Podrobněji viz příloha A.

Požadavky na další ukazatele jsou diskutabilní, protože zařízení není určeno a ani navrhováno z hlediska dalších ukazatelů. Obecně se dá říci, že se zde zachytí podstatná část nerozpuštěných látek (až 80%) a tím dojde i ke snížení ukazatele CHSK a BSK (zpravidla do 30%).

Požadavky na kontrolu při vodoprávním řízení

-          zkontrolovat, zda výrobek (viz štítek a jeho vzhled – tvar, objem) odpovídají dokumentaci, podle které je výrobek schvalován – projekt a prohlášení shody
-          zkontrolovat na základě výpočtu v projektové dokumentaci a předpokládanému účelu stavby, zda zvolená jmenovitá velikost odpovídá
-          zkontrolovat, zda je k dispozici provozní řád a zda četnost odkalení v něm předepsaná  je minimálně 1x/měsíc. (viz požadavek ČSN EN 1825-2)
-          zkontrolovat zda je výrobek uváděn na trh v souladu se zákonem č. 22/1997 Sb. v posledním znění vč. odpovídajících NV
-          zkontrolovat kompletnost výrobku, dokumentaci a značení výrobku
-          zkontrolovat vstup do zařízení – poklop z pohledu bezpečnosti a únosnosti a s ohledem na místní podmínky
-          zkontrolovat, zda dodané zařízení odpovídá technické specifikaci v projektové dokumentaci – příklad technické specifikace je v příloze 2 k tomuto článku

Požadavky na provozování

Požadovat ve vodoprávním rozhodnutí vedení záznamu o provozu zařízení (provozní deník), ve kterém budou uvedeny činnosti související s provozem zařízení - údržba, odkalení, opravy), který bude na požádání předložen vodoprávnímu úřadu.

Lapáky tuků AS-FAKU FOZ a FOZ AUTO – lapáky s čerpáním zachyceného znečištění

Stále častěji patří mezi požadavky investorů to, aby při vyklízení lapáku nedocházelo k obtěžování přilehlých prostor zápachem nebo ke znečištění při transportu zachyceného znečištění. Proto se některé lapáky umístěné v technických podlažích nebo sklepech navrhují tak, že lapák je propojen potrubím s odběrným místem vně budovy. Obsah lapáku je pak možno přímo vyprázdnit fekálním vozem, nebo častěji čerpadlem umístěným u lapáku a ovládaným ze skříňky v místě napojení na fekální vůz. Některé lapáky pak dokonce mají i celý vlastní program sestávající z prázdnění, výplachu a napuštění čistou vodou. V takovém případě pak obsluha vůbec nedojde do styku s obsahem lapáku.

Prakticky se odtah obsahu lapáku provádí tak, že fekální vůz se připojí k vyústění potrubí na fasádě domu (obvykle řešeno jako skříňka, ve které je i ovládání čerpadla lapáku) a obsah se odčerpá čerpadlem umístěným přímo u zařízení.

Obr. 2: Lapák tuků typu AS-FAKU FOZ AUTO

Lapáky tuků s biologickou degradací tuků

Poměrně často se lze potkat s reklamou na biologické preparáty odstraňující tuky. Představa, že nasypu nebo naleju přípravek a tuk zmizí je hodně zjednodušená a zkreslená. Protože jsme se touto tématikou poměrně podrobně zabývali tak několik závěrů. Experimenty ukázaly, že rozklad tuků probíhá pouze v aerobním prostředí a že tedy nasypání přípravku do lapáku tuků problematiku snížení obsahu tuků neřeší, pouze vede k emulgování tukové vrstvy.

Na druhé straně se ukázalo, že účinnost zkoušených přípravků byla obdobná a že použití přípravků k redukci obsahu tuků je možné. Pro jejich použití však musí být vytvořeny vhodné technologické podmínky – zejména je nutné aerobní prostředí a dostatečně dlouhá doba zdržení. V podstatě pak lapák tuků vypadá jako malá domovní ČOV – skládá se za dvou částí, z nichž jedna je provzdušňovaná.

Využití těchto poznatků v praxi

Pokud opravdu má dojít k snížení odtokových hodnot je třeba nainstalovat fungující zařízení sestávající z provzdušňovaného reaktoru, zařízení, ve kterém se připravují mikroorganismy a dávkovacího zařízení, kterým jsou mikroorganismy přidávány pravidelně do reaktoru.

Používání biologických preparátů

Argumenty proti:
-          blízkost potravin,
-          chybí kontrola bakterií (často nefunkční prostředky),
-          hygienické požadavky,
-          chybí zhodnocení tuků,
-          bilance (tuk jde dál, jen v jiné formě).

Argumenty pro:
-          úspora za likvidaci tuků.

Zkušenosti

Zkušenosti zatím nejsou velké, ví se však, že funkční jsou jen prostředky v aerobní oblasti. Konkrétně byly provedeny pokusy naším spolupracovníkem ve Francii. V tomto konkrétním případě jsou preparáty dávkovány do vod při výrobě salátů a díky použití tohoto zařízení byl interval pro vyvážení tuků prodloužen z jednoho týdne na 3 měsíce.

Zařízení na dávkování bakterií

V současnosti ASIO, spol. s r.o. dodává, zejména do Francie, zařízení na přípravu a dávkování mikroorganismů, a sice pod obchodním názvem AS-REDOS. Princip činnosti spočívá v tom, že do zařízení se umístí bakterie v koncentrované formě z níž se pomalu uvolňují. V nádrži, do které je postupně dodávána odčerpaná voda, je udržována nastavená teplota a tak se bakterie množí v optimálních podmínkách. Dávkování roztoku s obsahem bakterií se pak děje dávkovacím čerpadlem a to v intervalech nastavených na relé.

Flotátory

Flotace je fyzikální děj,  při kterém na rozdíl od usazování, dochází k vynášení pevných, ve vodě suspendovaných částic  jemnými bublinkami vzduchu na hladinu. Na hladině se postupně vytváří kompaktní vrstva zhuštěného kalu, která se stírá.

Elektoflotace

Ve flotační nádrži jsou umístěny elektrody odolné vůči elektolýze. K nim je připojen zdroj stejnosměrného napětí 4 - 6 V. Elektrolýzou se vytvářejí přímo z odpadní vody velmi jemné bublinky vodíku a kyslíku, které jsou extrémně malé a vytvářejí se v celé ploše nádrže. Tím mohou optimálně přilnout k částečkám nerozpuštěných látek nebo kalu, případně k vločkám hydroxidů, jako plováky a vytvořit tak vztlak, nezbytný pro separaci. Nevznikají žádné vtokové nebo expanzní turbulence, jako je tomu např. u tlakovzdušné flotace, kterými by se rozbíjely hydroxidové vločky citlivé na střih. Při tlakovzdušné flotaci je vedle středních vzduchových bublinek přítomný i velký podíl malých a velkých bublin, jak to odpovídá Gaussovu rozdělení pravděpodobnosti, což vede k různě velkým rychlostem stoupání, čímž se separace nerozpuštěných látek zhoršuje.

Voda přiváděná k elektroflotaci se přítokovým žlabem a přepadovou hranou rozděluje rovnoměrně po celé délce elektroflotační nádrže. Přes nornou stěnu přitéká odpadní voda do flotačního prostoru. Tam dochází k intenzivnímu promíchávání odpadní vody způsobenému plynovými bublinami produkovanými na elektrodách. Tyto plynové bubliny se zachycují na znečišťujících částicích, resp. vločkách hydroxidů v odpadní vodě. Vločky nadlehčené vzduchem jsou pak obdobně jako u tlakové flotace vynášena na hladinu a shrabovacím zařízením shrabovány do kalového prostoru.

Závěr

Jak správci kanalizací, tak i vodohospodářské orgány by si měly uvědomit, že přehnané požadavky k zlepšení stavu nevedou. V zahraničí se osvědčil postup uvedený např. v ATV A115, tj. pro malé zdroje stačí mechanické předčištění na jednoduchých lapácích, protože i vyšší koncentrace při malém množství není problémová a naopak u velkých zdrojů je třeba vyžadovat nízké koncentrace. Jednak proto, že při velkém množství vypouštěné vody je i nízká koncentrace problémová a také z důvodů ekonomických. V ekonomice velkého podniku nebo velkovýrobě, se flotace či jiný způsob neprojeví tak drasticky, jako by se projevil např. u malé restaurace.

Ing. Karel Plotěný

Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku k seminářům ASIO, spol. s r.o. „Separační procesy … aneb síta, bublinky a zemská tíže“, říjen, listopad 2013.

 

Příloha č. 1

Požadavky na parametry pro vypouštění – postup uplatňovaný v Německu

Poznámka: Níže je uveden postup, který je uplatňován v Německu. Na základě naší zkušenosti se dá předpokládat, že pokud by oleje a tuky byly neemulgované, pak by se na lapácích konstruovaných dle EN 1825-1 dosahovaly hodnoty do 10 mg/l EL. Stále lepšící se emulgační schopnost mycích prostředků má však za následek, že výsledná hodnota koncentrace je především funkcí emulgační schopnosti mycího prostředku a množství vody. Pak reálná hodnota odtokového parametru dobře fungujícího lapáku bude kolem 200 mg/l EL. Pro zajímavost je přiložena část komentáře k ATV A 115, což je směrnice, podle které se v Německu vytvářejí kanalizační řády.

Požadované hodnoty na výstupu ze zařízení podle ATV A 115 (včetně komentáře) :

1)         Netěkavé nebo málo těkavé lipofilní látky (např. zmýdelnitelné oleje, tuky)

a)         přímo odlučitelné (neemulgované) 100 mg/l
b)         pokud množství a druh odpadní vody při dimenzování odlučovačů podle DIN 4040 vedou ke jmenovité velikosti alespoň 10 pak veškeré 250 mg/l  (viz výpočet na konci přílohy)

--

Ad 1) Málo těkavé lipofilní látky

Pojem byl převzat  z analytických postupů DIN 38409-H17, se kterými je tento parametr v souladu. Přičemž se extrahuje vzorek odpadní vody nepolárním rozpouštědlem. Extrakt se odpaří, usuší a zváží. Tímto způsobem budou zahrnuty vedle živočišných a rostlinných tuků, např. také minerální mazací oleje, vosky, parafíny, nebo změkčovadla, které ovšem většinou nemají velký význam. Omezení slouží k tomu, aby se vyhnulo:

  1. usazování a ucpávání kanalizační sítě,
  2. vyplavování tuků na ČOV,
  3. tvoření plovoucího kalu nebo zbytnělého kalu při biologickém čištění.

Používá se v principu pro všechny zdroje tuků, ale v praxi se u malých provozů (např. restaurace s méně než 200 jídly za den) nepoužívá. Větší provozy jako hotely, nemocnice, jatka a zpracovaný tuku musí svou odpadní vodu vést přes normovaný odlučovač tuku, kde se tuk, pokud obsahuje částečky větší, než 20 μm odstraní (přímo odlučitelné lipofilní látky).  Tímto způsobem se dále zamezí tomu, aby se tuk ve fázi kdy plave, dostal do kanálu a tam vedl k poruchám.

a)      přímo odlučitelné

Ukazatel je dle pravidel fungujících odlučovačů tuku dobře dodržitelný a slouží tudíž ke kontrole jejich funkce. Analyzační postup DIN 38409-H19, kterým jsou přímo odlučitelné podíly stanoveny, simuluje odlučovač tuku v laboratoři. Extrahuje se pouze vyplavaná fáze, po určité pevně stanovené době.

Bohužel je tato metoda opravdu zdlouhavá a proto pro rutinní kontrolu málo vhodná.

Ad b)

Velký díl tuků se nachází v emulgované nebo suspendované formě jako částečky menší než 20 μm. Kvůli emulgátorům, které jsou jako přídavné látky potravin velice rozšířené a kvůli tenzidům z pracích a mycích prostředků, nebo kvůli vysoké teplotě vody, zůstávají často vysoce koncentrované tukové emulze zpočátku stabilní, mohou se ovšem po přivedení štěpit, když se zředí a ochladí.

Vysoké obsahy tuku mohou kromě jiného zamezit přijímání kyslíku aktivovaným kalem a zhoršit jeho usazovací schopnost. Na základě toho by se také měl omezit celkový obsah lipofilních látek.

Omezení je ovšem potřebné jen při vysokých množstvích, proto by měl platit pouze pro střední a velké provozy. Takovými provozy se rozumí provozy, jejichž lapák tuku je větší než jmenovitá velikost 10. Jmenovitá velikost je definována v EN 1825-1. V ČSN EN 1825-2 jsou popsány rozměry, výstavba a provoz. Potom jsou, např. u restaurací, které vydávají více než
1 000 jídel denně, nebo zpracovny masa, které zpracují týdně více než 35 kusů dobytka, požadovány jmenovité velikosti nad 10. Další odkazy jsou v informaci ATV-M 167.

Ukazatel se zakládá na zkušenosti, že domovní odpadní vody obsahují asi 40 mg/l tuku a že obsah tuku v odpadní vodě přitékající na ČOV do 60 mg/l aktivovanému kalu neškodí. Pro přítok, který tvoří do 10 % celkového přítoku se počítá přípustná přívodní koncentrace podle rovnice:

 

Kontakty

ASIO, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: 9nwzka6

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: z9g8vaw

tel.: 548 428 111
e-mail: asio@asio.cz