Hospodaření se srážkovými vodami. Předčištění odtoků ze zpevněných ploch (sedimentace a odlučování lehkých kapalin)

Datum: 5.2.2015
Srážkové vody odtékající z urbanizovaného území jsou znečištěny jak látkami obsaženými v ovzduší tak zejména látkami pocházejícími z materiálů a užívání odvodňovaných ploch.

Důležitou složkou systému HDV (hospodaření s dešťovými vodami) jsou procesy zabezpečující předčištění srážkových vod. Srážkové vody odtékající z urbanizovaného území jsou znečištěny látkami obsaženými v atmosféře a látkami pocházejícími z materiálů a způsobu užívání odvodňovaných ploch, zejména ploch zpevněných používaných pro dopravu, manipulaci a skladování. Typické znečišťující látky na různých typech ploch, míra znečištění srážkové vody a způsob předčištění vhodný pro způsob vypouštění či znovu využití srážkových vod uvádí oborová norma TNV  75 90 11.

Kritéria návrhu systému předčištění

Se srážkovými vodami se nakládá podle stupně jejich znečištění. Není vhodné směšovat málo znečištěné a vysoce znečištěné srážkové vody a také srážkové vody s různými typy znečišťujících látek, vyžadující odlišné způsoby předčištění.

Způsob a typ předčištění je individuálním návrhem, který musí zohlednit následující kritéria v kontextu s přípustností způsobu odvedení srážkových vod a vlastní proveditelností nutných opatření.

Příjemce srážkové vody
•          odvádění do půdního a horninového prostředí (vsakování)
•          odvádění do povrchových vod
•          odvádění jednotnou kanalizací

Míra znečištění NL, těžkými kovy a uhlovodíky v závislosti na typu plochy
•          malé, nízké znečištění
•          střední znečištění
•          vysoké znečištění

Rozdělení typů ploch a jejich předpokládaná míra znečištění je přehledně znázorněna v následující tabulce.

Obecně lze znečištění srážkové vody z různých typů ploch klasifikovat jako nízké, střední a vysoké (zejména z hlediska znečištění nerozpuštěnými látkami, těžkými kovy a uhlovodíky).

Typy plochy HDV

Užívání odvodňovaných ploch včetně péče o ně (doprava, průmysl, apod.) způsobuje znečištění řadou látek (např. exkrementy, listí a jiná organická hmota, hrubé a jemné nerozpuštěné látky, minerální oleje a ropné uhlovodíky, biocidy, těžké kovy či detergenty).

Do srážkových vod odtékajících z komunikací pro pěší a cyklisty se z materiálu povrchu a odvodnění dostávají hrubé a jemné nerozpuštěné látky (hlína, písek, štěrk, obrus). Při zimní údržbě se používají posypové materiály (hrubé a jemné nerozpuštěné látky) a soli (chloridy). Ve srážkové vodě odtékající z komunikací pro pěší a cyklisty je proto nutno počítat s mírně vyššími koncentracemi hrubých i jemných nerozpuštěných látek, organického znečištění (BSK5), dusíku a fosforu a patogenních mikroorganizmů.

Znečištění na dopravních plochách a komunikacích pro motorová vozidla je způsobeno emisemi ze spalování pohonných hmot, opotřebením vozovky, pneumatik a brzd vozidel, korozí vozidel, únikem pohonných hmot, olejů, brzdové kapaliny, rozmrazovacích prostředků apod., materiály používanými na údržbu a opravy silnic. Nejzávažnějšími znečišťujícími látkami srážkových vod odtékajících ze silnic jsou vzhledem k vysokým koncentracím nerozpuštěné látky, chloridy, těžké kovy zinek a měď a uhlovodíky (minerální oleje, benzín a nafta). Značný podíl znečištění (např. PAU, AOX, těžké kovy) je adsorbován na jemných částicích (< 20 μm), a to zejména organického původu. Míra znečištění srážkového vody závisí na hustotě dopravy, na podílu nákladní dopravy a na frekvenci čištění ulic a silnic Rozdělení míry znečištění dopravních komunikací podle jejich frekventovanosti (počtu automobilů za 24 h) je orientační - (viz předchozí tabulka).

Případné znečištění ploch u skladišť a manipulačních ploch je nutno posuzovat individuálně s ohledem na úniky látek (pohonných hmot, olejů), ztráty materiálu při manipulaci se zbožím, netěsnosti kontejnerů, přepravek, nádrží, zbytky obalů, výluhy zboží, a další stejné znečištění jako u dopravních ploch.

Rovněž posouzení možného znečištění komunikací zemědělských areálů vyžaduje individuální přístup s ohledem na doplňování pohonných hmot zemědělských vozidel, uskladňování a manipulaci s kejdou a močůvkou, s organickými a anorganickými hnojivy a pesticidy, čištění a údržbu vozidel, strojů, přístrojů a nádrží a na zemědělskou činnost.

Typické znečišťující látky na jednotlivých typech ploch a míra znečištění srážkové vody je uvedena v následující tabulce

Znečišťující látky na jednotlivých typech ploch a míra znečištění srážkové vody

Typ odvodnění a doporučené způsoby předčištění

Vsakování

V závislosti na typu plochy jsou srážkové vody z hlediska znečištění klasifikovány jako vody pro vsakování přípustné, podmínečně přípustné a vody potencionálně vysoce znečištěné.

Pro vody přípustné je možno použít povrchová a podzemní vsakovací zařízení. Vody podmínečné přípustné smí být vsakovány povrchově přes zatravněnou humusovou vrstvu nebo v podzemních vsakovacích zařízeních po předčištění. Vody potencionálně vysoce znečištěné jsou významným environmentálním rizikem a jejich zasakování se nedoporučuje. V případě jejich výjimečného zasakování je nutný souhlas vodoprávního úřadu a je nutné zachytit vždy celý objem, předčistit a zasakovat až po kontrole kvality.

Přípustnost vsakování srážkových vod odtékající z ploch u skladišť, manipulačních ploch a komunikací zemědělských areálů je nutno posuzovat individuálně s ohledem na jejich znečištění a možnosti předčištění.

Vsakování v místech se starou ekologickou zátěží je zakázáno.

Přednostním způsobem vsakování je povrchové vsakování přes souvislou zatravněnou humusovou vrstvu, a to nízko zatěžované plošné (Ared/Avsak ≤ 5) nebo decentrální v průlehu či v průlehu doplněném rýhou (5 < Ared/Avsak ≤ 15). Tento způsob je vhodný pro odstraňování všech typických druhů znečištění obsažených v přípustných a podmínečně přípustných srážkových vodách.

Vsakování v centrální vsakovací nádrži nebo v systému průlehů a rýh má v důsledku vyššího hydraulického zatížení (Ared/Avsak > 15) nižší účinnost čištění. Pro vysoce znečištěné vody je nutno doplnit předčištění, zejména zachycení nerozpuštěných látek.

Podzemní vsakovací objekty s přímým vsakováním do propustnějších půdních vrstev bez průchodu zatravněnou humusovou vrstvou se volí pouze výjimečně a jsou přípustné pouze pro nejméně znečištěné srážkové vody. Dává se přednost podzemnímu vsakování liniovému (vsakovací rýhy) a plošnému (podzemní prostory vyplněné štěrky nebo bloky) před bodovým (vsakovací šachty). Podzemní vsakovací zařízení musí být chráněna předčisticím zařízením, zejména pro zachycení nerozpuštěných látek, popřípadě i jiných druhů znečištění.

Podzemní vsakovací prostory vyplněné štěrkem nebo prefabrikovanými bloky jsou zpravidla plošnými objekty.

Přívod vody do tělesa je zajištěn přes vstupní šachtu nebo vstupní otvor.

Před vstupní šachtu objektu se doporučuje předřadit kalovou jímkou s nepropustným dnem a stěnami, případně další objekt pro předčištění srážkových vod dle povahy jejich znečištění.

Podrobnosti technického návrhu viz ČSN 75 9010.

Doporučené způsoby vsakování srážkových vod z různých typů ploch s ohledem na jejich znečištění

Doporučené způsoby vsakování srážkových vod z různých typů ploch s ohledem na jejich znečištění 

 Způsoby předčištění srážkových vod při vsakování a jejich účinnost pro různé druhy znečištění

Způsoby předčištění srážkových vod při vsakování a jejich účinnost pro různé druhy znečištění

Odvádění do povrchových vod

Přípustnost odvádění do vod povrchových z hlediska jejich znečištění a doporučená opatření pro předčištění srážkových vod z různých typů ploch jsou uvedena v příloze C.

Podle očekávané míry znečištění srážkových vod z pozemních komunikací a z parkovišť se doporučuje mechanické předčištění a odloučení lehkých kapalin. Při vyšším znečištění nebo u povrchových vod s nutnou vyšší ochranou se doporučují retenční půdní filtry popř. filtrace přes adsorpční materiál.

Přípustnost odvádění srážkových vod odtékajících z ploch u skladišť, manipulačních ploch a komunikací zemědělských areálů je nutno posuzovat individuálně s ohledem na jejich znečištění a možnosti předčištění.

Srážkové vody z parkovišť nákladních aut, která nejsou součástí veřejných komunikací a kde hrozí zvýšené riziko znečištění, je dovoleno odvádět do povrchových vod pouze po náročnějším mechanickém předčištění a odloučení lehkých kapalin.

Při připojení srážkových vod do jednotné kanalizace je nutné realizovat opatření zamezující vniku nerozpuštěných látek a ropných látek podle ČSN 75 6101, ČSN EN 752, ČSN 75 6551, ČSN EN 858-1 a ČSN EN 858-2.

V sedimentačních zařízeních, jako jsou kalové jímky či usazovací nádrže, jsou zadržovány usaditelné látky (kal, hlína, písek či posypové látky), a tím je snižováno nebezpečí kolmatace nebo ucpání vsakovacího objektu. Sedimentací se sníží také obsah těžkých kovů a organických sloučenin. Pro zachycení plovoucího znečištění (listí, minerální oleje apod.) se instalují norné stěny.

Sedimentační zařízení jsou nutná jako předstupeň u podzemních vsakovacích zařízení a při vysokém zatížení povrchových vsakovacích zařízení nerozpuštěnými látkami. Nutné je jejich pravidelné vyklízení, aby nedocházelo ke zvíření zachyceného kalu při dalších deštích či k rozkladu organických látek a s ním spojenému rozpouštění znečišťujících látek.

Na principu gravitačního odloučení látek různé hustoty pracují také odlučovače lehkých kapalin (OLK). Lehkými kapalinami se rozumí uhlovodíky s hustotou (objemovou hmotností) do 950 kg/m3, nerozpustné a nezmýdelnitelné ve vodě (pohonné hmoty, ředidla, maziva apod.), kromě tuků a olejů rostlinného a živočišného původu.

Odlučovače lehkých kapalin obsahují kalový prostor, odlučovací prostor a v některých případech i adsorpční prostor. Kalový prostor je umístěn na nátokové straně odlučovače a je určen pro usazování tuhých materiálů, tj. kalu, bahna a písku. V odlučovacím prostoru dochází k odloučení lehké kapaliny od srážkové vody gravitací a koalescencí (splývání disperzních částic ve větší celky) a k jejímu skladování.

V prostoru adsorpčního dočištění jsou pomocí filtru s adsorpčním materiálem zachyceny další rozpuštěné a jemně dispergované kapky lehkých kapalin. OLK se navrhují pro předčištění srážkových vod odtékajících z frekventovaných dopravních komunikací a parkovišť, případně z průmyslových ploch (ČSN 75 6551, ČSN EN 858-1, ČSN EN 858-2).

Doporučená opatření pro předčištění srážkových vod z různých typů ploch při zaústění do povrchových vod

Doporučená opatření pro předčištění srážkových vod z různých typů ploch při zaústění do povrchových vod

Gravitační separace látek

Jako mechanický způsob předčištění srážkových vod z menších odvodňovaných ploch se používají kalové jímky, pro větší plochy se budují dešťové usazovací nádrže (s integrovaným odloučením lehkých kapalin). Nádrže mohou být bez stálého nadržení (norné stěny musí plovat) nebo se stálým nadržením a retenčním prostorem. Po posouzení významnosti prvního splachu je nádrže možno budovat i jako záchytné (se zadržením objemu nejvíce znečištěného prvního splachu a následným odkloněním přítoku mimo nádrž). Tyto nádrže však musí být vyprazdňovány do jednotné kanalizace, popř. na ČOV.

V retenčních nádržích se zásobním objemem a v mokřadech dochází kromě zadržení usaditelných látek také k biologickému čištění, tj. k biologickému rozkladu organických látek a přijímání rozpuštěných látek (např. živin) vegetací. Pro zabránění jejich zanášení je nutno předřadit kalovou jímku.

Hydrodynamické odlučovače, jako jsou vírové separátory, mají vyšší odlučovací účinnost nerozpuštěných látek při menším objemu. Jsou vhodné zejména pro menší povodí, avšak na dešťové kanalizaci se používají méně často než na jednotné. Nevhodné jsou pro vody s vysokým obsahem ropných látek, neboť zde dochází k jejich emulgaci.

Odlučovače lehkých kapalin je vhodnější zařadit před dešťovou nádrž než za ni, vzhledem k poměrně vysoké rozpustnosti minerálních olejů ve vodě. Přes odlučovač musí být převeden minimálně celý směrodatný déšť. Obtok je povolen jen na odtok přesahující směrodatný déšť a musí být vybaven nornou stěnou nebo obdobným zařízením. Retence před odlučovačem je možná, avšak musí být navržena tak, aby byl zachycen a následně předčištěn celý směrodatný déšť. Retenční zařízení je v tomto případě součástí předčisticího zařízení a musí mít vypracován provozní řád.

Způsoby předčištění srážkových vod při zaústění do povrchových vod a jejich účinnost pro různé druhy znečištění

Způsoby předčištění srážkových vod při zaústění do povrchových vod a jejich účinnost pro různé druhy znečištění

Závěr

Cílem článku byl stručný výtah doporučených způsobů předčištění srážkových vod ze zpevněných ploch zatížených dopravou, manipulací a skladováním zejména znečištěných NL a uhlovodíky.

Ing. Oldřich Pírek

Literatura

1.         TNV 75 9011
Zpracovali: David Stránský, Ivana Kabelková, Vojtěch Bareš (ČVUT Praha), Lenka Fremrová (SWECO Hydroprojekt)

 

 

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