Požadavky na předčištění srážkových vod

Datum: 30.3.2012
Řada látek obsažených ve srážkovém odtoku z urbanizovaných území patří k zvlášť nebezpečným závadným látkám, proto je třeba odtékající srážkovou vodu odpovídajícím způsobem před jejím zasakováním nebo vypouštěním do vod povrchových upravit. Volbou vhodného odpovídajícího technického zařízení se zabývá následující příspěvek.

Úvod
Řada látek obsažených ve srážkovém odtoku z urbanizovaných území patří k zvlášť nebezpečným závadným látkám (např. persistentní minerální oleje a persistentní uhlovodíky ropného původu, kadmium) či k nebezpečným látkám (např. zinek, měď, olovo a další těžké kovy, biocidy, nepersistentní minerální oleje a nepersistentní uhlovodíky ropného původu, sedimentovatelné tuhé látky) (viz vodní zákon č. 254/2001).
Z tohoto důvodu je zapotřebí klást důraz na volbu vhodného typu vsakovacího zařízení s případným předčištěním, je-li recipientem podzemní voda, i možnosti ošetření srážkového odtoku pří zaústění do povrchových vod. Volba odpovídající technického opatření závisí na úrovni znečištění a na citlivosti toku nebo území. V ČR zatím předpis jednoznačně řešící tuto problematiku nemáme a tak nezbývá než se inspirovat v zahraničí. Zejména v Německu je propracovaný systém, který je zakotvený ve směrnicích DWA. V ČR se touto problematikou nejpodrobněji zabývala  Česká asociace pro vodu (OS Odvodnění urbanizovaných území a OS ČAO) a ČKAIT. Výsledkem této spolupráce je pak připravená publikace „Srážková voda a urbanizace krajiny“, ze které bude v příspěvku často citováno, a která je připravena jako pomůcka systému celoživotního vzdělávání členů ČKAIT.

Znečištění ve vodách odtékajících z komunikací a zpevněných ploch
Znečištění na 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 atd., materiály používanými na údržbu a opravy silnic včetně zimní údržby i ztrátami přepravovaného materiálu  Nejzávažnějšími znečišťujícími látkami srážkového odtoku ze silnic jsou vzhledem k vysokým koncentracím nerozpuštěné látky, těžké kovy zinek a měď a uhlovodíky. Ostatní těžké kovy (Cr, Cd, Ni, Pb) se vyskytují v nižších koncentracích, a jsou proto ekologicky méně významné. Značný podíl znečištění (např. PAU, AOX, těžké kovy) je adsorbovaný na jemných částicích (<20 μm), a to zejména organického původu (VSA, 2002).
Míra znečištění srážkového odtoku závisí na hustotě dopravy, podílu nákladní dopravy a frekvenci čištění ulic a silnic. Její předpověditelnost však ztěžuje řada dalších faktorů, např. vliv znečištění ovzduší, odnos větrem, ztráty rozstřikem či výška obrubníku.

Rozdělení odtékajících srážkových vod a volba vhodného opatření
Aby se zabránilo jak nekontrolovatelnému úniku, tak i snížilo znečištění toku způsobené splachem z ploch, doporučují se následující způsoby řešení – při tom se zpravidla rozhoduje podle následujícího nebo obdobného rozhodovacího schématu (viz obr. 1). Toto schéma vychází z ČSN. V případě potřeby (např. citlivá oblast, málo vodný tok) preciznějšího rozhodnutí o způsobu zacházení s dešťovými vodami je možno vycházet přímo z DWA M153, kde je podrobně popsáno použití a posouzení jednotlivých technických opatření ve vztahu ke konkrétním lokalitám podle expozice a vodnosti toku.

Rozhodovací schéma (podle CzWA - OS ČAO)

Obr. 1 – Rozhodovací schéma (podle CzWA - OS ČAO)

Navrhování  jednotlivých skupin objektů
a) Navrhování odlučovačů lehkých kapalin

Provádí se podle ČSN EN 858-1 a ČSN EN 858-2.
Poznámka:  Z norem vyplývá, že se vždy provádí   tak, aby minimálně celý směrodatný déšť byl převeden přes odlučovač. Obtok je povolen jen na množství, o které maximální déšť převyšuje směrodatný déšť. Retence před odlučovačem je možná, avšak musí být navržena tak, aby byl zachycen a následně předčištěn celý směrodatný déšť. Minimální objem kalového prostoru (lapáku kalu) se řídí podle tab. 5 v ČSN EN 858-2. Objemy lapáku kalu.

b) Navrhování objektů havarijního zabezpečení

V případě, že se použije jako havarijního  objektu odlučovač podle ČSN EN 858-1 a 858-2 provádí se jeho návrh obdobně jako u  znečištěných vod tj. pro odlučovač lehkých kapalin (viz předchozí odstavec). Jako havarijní objekt se doporučuje používat přednostně odlučovače podle ČSN 858-1 a 858 – 2 vzhledem k jejich prověření funkce při prokazování shody.
V případě použití jiného objektu než odlučovače lehkých kapalin je třeba navrhnout objekt tak, aby zabránil úniku lehkých kapalin minimálně v případě směrodatného deště (příp. maximálního uvažovaného deště).  Dále je třeba tento objekt navrhnout tak, aby  v případě deště, na který je navržen,  došlo k zachycení nerozpuštěných látek a následně nemohlo dojít k jejich odplavení,  tj. minimálně musí být dodrženy objemy pro lapáky kalu viz Tab 5. ČSN EN 858-2 nebo odpovídajícím způsobem  zabezpečena tomu odpovídající funkce.

c) Navrhování objektů pro zacházení s dešťovou vodou (zatíženou bagatelním znečištěním) tj. splňující podmínky pro vypouštění na terén a  bez nebezpečí potencionálního znečištění*.

Zásady
- málo znečištěnou vodu ze střech nechat  zasakovat přes porostlou půdu
- výstavbu zpevněných přístupových komunikací omezit na minimum
- zřizovat pásy zeleně, vegetační plochy a provádět výsadbu dřevin za účelem zvýšení odparu a zásaku
- málo znečištěné plochy navrhovat jako propustné
- vodu z nepropustných ploch převést na propustné
- zřídit zasakovací objekty, pokud  nepostačuje přirozený zásak
- pokud je to možné provádět sběr dešťové vody v zarostlých příkopech
- zadržovat dešťovou vodu pomocí akumulací, rybníků a případných retenčních objektů
- zadržovat dešťovou vodu pro její další  využití  např. pro zavlažovaní zahrad a veřejných prostranství

Při tom by měly být dodrženy i obecné zásady pro hospodaření s dešťovými vodami
- pokud je to možné zasáknou vodu co nejblíže místu srážky
- pokud to není možné,  odvést ji dešťovou kanalizací
- pokud to není možné, odvést ji jednotnou kanalizací

*Poznámka: Bagatelní znečištění je takové znečištění  srážkových vod, které zjevně neovlivní imisní hodnoty v toku tj. rozpuštěné těžké kovy ze střech apod. v nepatrném množství. Podrobněji např. Směrnice DWA-M 153 a  DWA-A 138.

Další objekty pro zacházení s dešťovou vodou
Podle zdrojové plochy  z které je srážková voda odváděna a podle způsobu řešení odvedení vod, je možno vedle výše popsaných odlučovačů (zejména pro vody s bagatelním znečištěním) použít další objekty s cílem minimalizovat nebezpečí znečištění podzemních a povrchových vod, případně s cílem zpomalit odtok vod ze zájmového území. Zpomalení odtoku se provádí v případech kdy není dostatečná k dispozici kapacita dešťové kanalizace nebo v případech, kdyby navýšení průtoku v toku vlivem vypouštění dešťové vody vedlo k odnášení sedimentů na dně toku
Podle možnosti se volí tzv. centrální a decentrální (necentrální) řešení. Necentrální se volí tam kde jsou vhodné poměry pro zasakování (podrobněji např. viz  DWA-M 153), decentrální pak tam, kde není dostatek místa  a nebo vhodné poměry na zasakování (podrobněji např. viz DWA-A 138). Postup výpočtu  ohrožení dna toku  navýšením odtoku z území je uveden např. v DWA-A 138.

Navrhování  jednotlivých skupin objektů
a) Objekty založené na průchodu vody půdou
Při průchodu vrstvami půdy jsou fyzikálními, chemickými a případně také biologickými procesy zadržovány znečišťující látky z protékající dešťové vody a jsou ukládány nebo odbourávány (DWA-A 138). Rozhodující pro čisticí kapacitu jsou adsorpční kapacita a homogenita účinné půdní vrstvy, jakož i biologická aktivita. Průchod porostlou svrchní půdou je podstatně účinnější než neporostlou půdní zónou. Porostlá svrchní půda se přirozeně svazuje v oblasti kořenů. Tam dochází ke zvýšenému odbourávání a adsorpci různých znečišťujících látek. Neporostlá nebo pouze mulčem pokrytá půda sama není dostačující ochranou spodní vody před zatíženým odtokem dešťové vody.

b) Filtrační zařízení
Filtrační zařízení slouží k předúpravě a filtraci dešťové vody (kombinace nádrže na čištění dešťové vody a filtrační nádrže). Velmi nutné je odstranění usaditelných látek a vzplývavých látek v předřazeném sedimentačním zařízení. Filtrační zařízení odstraňuje v nejjednodušším případě látky ve formě částic. Díky filtračnímu materiálu, síle filtru a ovlivněním doby průtoku mohou být kromě látek ve formě částic pomocí biologických procesů a adsorpce navíc odstraněny rozpuštěné látky (půdní filtr). Kromě toho je retenčním účinkem filtračního zařízení voda hydraulicky odlehčena, snižuje se hydrobiologický stres a díky dlouhé době dotoku se navyšuje nízký odtok vody.

Filtrační zařízení jsou zpravidla realizována pomocí zemních prací. Dno je zaizolováno proti podloží a je u něj provedena drenáž. Odtok je škrcen. Nad drenáží leží filtrační vrstva, na které se zpravidla provede osázení zelení. Navíc je třeba počítat s retenčním prostorem. Pokyny k projektování, výstavbě a provozu retenčních zařízení s půdním filtrem obsahuje směrnice  DWA-M 178.

c) Sedimentační zařízení
Zařízení se sedimentačním prostorem, ve kterém poměry proudění umožňují, aby látky se specifickou hmotností vyšší než voda klesaly dolů a látky se specifickou hmotností nižší než voda vyplavaly nahoru, jsou zde označována jako sedimentační zařízení. Konstrukční pokyny jsou obsaženy ve směrnici ATV-A 166, příklady obsahuje instruktážní list ATV-DVWK-M 176.

Zadržené látky nerozpustné ve vodě, by se dle možností neměly znovu smíchat s jiným proudem odpadní vody (např. ne s komunální splaškovou vodou), aby se zabránilo šíření nakoncentrovaných látek nerozpustných ve vodě a tím také škodlivin v sedimentačním zařízení. Vhodnou specifickou úpravou je například odvodňování a třídění, jakož i následná likvidace nebo zužitkování látek nerozpustných ve vodě (srov. likvidace látek nerozpustných ve vodě při čištění kalových jímek nebo uličních odpadků/smetí). Vodohospodářsky a ekonomicky optimální řešení musí být v jednotlivém případě nalezeno se zohledněním místních poměrů.

Dešťové usazovací nádrže jsou pro ochranu vod obzvláště účinné, pokud jsou z velké části separovány také jemné frakce, než takto mechanicky předčištěná dešťová voda bude odtékat přes přepad vyčiřené vody. Usazený sediment by neměl být ani při velkém hydraulickém zatížení znovu rozvířen a smíchán s průtokem. Jen tak se zabrání výstupu přes přepad.

Dešťové usazovací nádrže bez trvalého zadržování (ATV-A 166) jsou po každém nadržení vyprázdněny a vyčištěny. K tomu je zapotřebí přechodně otevřené spojení k odpadnímu kanálu resp. kanálu jednotné stokové soustavy.

Dešťové usazovací nádrže s trvalým zadržováním (ATV 1995a, ATV-A 166) jsou vyprazdňovány ve velkých intervalech za účelem čištění a inspekce.

Rybníky  jsou druhem dešťových usazovacích nádrží, které jsou svým způsobem provedení jako zemní nádrže blízké přírodě. Ovlivňují také biologické čištění. Účelným pro provoz je předřazený kalový lapák.

Hydrodynamické odlučovače jsou zvláštním druhem dešťových usazovacích nádrží bez trvalého zadržování v provedení masivních nádrží. Jedná se o kruhové nádrže s tangenciálním přítokem. Díky tomu se vytváří stabilní točivé proudění, které vede k čištění dna nádrže a shromažďování sedimentů v kalovém zásobníku umístěném ve středu nádrže. Hydrodynamické odlučovače jsou tak méně citlivé na resuspendaci usazených látek nerozpustných ve vodě než jiné druhy provedení dešťových usazovacích nádrží bez trvalého zadržování. Obzvláště vhodné jsou pro menší sběrná území.

Dešťová retenční zařízení (DWA-A 117) mohou ve formě nádrží při vhodném uspořádání přítoků a odtoků u většinou velkého specifického objemu vykazovat dobrý čisticí výkon, pokud je zabráněno vynášení s vyprázdněním. Zůstane-li po skončení deště trvale v části nádrže zadržená voda, pak mohou být plovoucí látky zadrženy nornou stěnou. U dešťových retenčních nádrží, které se po skončení deště zcela vyprazdňují, je možno plnit se škrceným odtokem nádrže následně napojený odlučovač.

Usazovací zařízení  jsou účelově zřizovány před průsakovými jamkami („muldami“) a nádržemi, aby docházelo ke zredukování výskytu kalu na průsakových plochách a tím byla udržena co nejdelší provozuschopnost průsakových zařízení. Usazovací zařízení slouží k sedimentaci usaditelných látek s průměrem zrna zhruba nad 0,1 mm.

Volby vhodného technického opatření
Podrobnější a sofistikovanější přístup pak umožňují např. předpisy DWA, podle kterých je možno rozhodovat o volbě vhodného opatření na základě bodovacích systémů nebo exaktněji popsaných situaci. Např. DWA 153 uvádí posouzení vhodnosti opatření pomocí bodovacího systému, kdy se lokalitě přiřadí bodová hodnota vyjadřující její citlivost (schopnost vypořádat se znečištěním) a tato hodnota pak musí být větší než body odpovídající znečištění vody  násobené koeficientem odpovídajícím zvolenému technickému řešení. Logicky se z toho dá vyvodit jaké opatření je nutné pro konkrétní lokalitu. Obdobně je situace řešena i v dalších  předpisech např. DWA-A 138, 2005; ÖWAV-Regelblatt 35, 2003 a ÖNORM B 2506-1, 2000).  Vzhledem k tomu, že se jedná o německé či rakouské předpisy  a jsou i poměrně rozsáhlé, pokusila se skupiny ČAO při CzWA o zjednodušení v přiložených tabulkách 1a-1c, které vycházejí ze současných ČSN. Pro srovnání je uveden i překlad toho jak to řeší směrnice DWA – viz Tab. 2.

Tab. 1a Použití jednotlivých technických řešení ve vztahu k místu vzniku znečištění
- všeobecné zásady pro použití odlučovačů lehkých kapalin

Místo vzniku znečištění, typ vod

Řešení odvádění vod

Odpadní vody  znečištěné lehkými kapalinami (parkoviště, čerpací stanice, myčky, manipulační plochy atd.)

Viz  ČSN EN 858-2 , Tabulka B2 – Zvláštní případy použití


Tab. 1b Použití jednotlivých technických řešení ve vztahu k místu vzniku znečištění 
- všeobecné zásady pro použití objektů  havarijního znečištění

Místo vzniku znečištění, typ vod

Řešení odvádění vod

Srážkové vody s potencionálním znečištěním z parkovišť s častou výměnou vozidel např. u nákupních center, parkovišť a míst pro odstavení kamiónů a obdobné.

Zasakované, vypouštěné do toků nebo na terén

Odlučovač lehkých kapalin třídy I,  usazovací nádrž  s nornou stěnou, dešťová zádrž s nornou stěnou

Srážkové vody s potencionálním znečištěním z parkovišť s častou výměnou vozidel např. u nákupních center, parkovišť a míst pro odstavení kamiónů a další obdobné případy.

Vypouštěné do jednotné kanalizace

Odlučovač lehkých kapalin Tř. I nebo II, usazovací nádrž s nornou stěnou nebo dešťová nádrž s nornou stěnou. Případně dle požadavků v kanalizačním řádu.

Srážkové vody z překladišť, pracovních a skladovacích ploch, jejichž používáním může dojít k ohrožení podzemních nebo povrchových vod

Zasakované, vypouštěné do toků nebo na terén

Odlučovač lehkých kapalin třídy I s případnou retencí  nebo prostorem pro zachycení uniklých lehkých kapalin a nerozpuštěných látek

Srážkové vody z překladišť, pracovních a skladovacích ploch, jejichž používáním může dojít k ohrožení podzemních nebo povrchových vod

Vypouštěné do kanalizace

Odlučovač lehkých kapalin třídy I  příp. II s případnou retencí  nebo prostorem pro zachycení uniklých lehkých kapalin a nerozpuštěných látek

(Pokud je to možné upřednostňuje se vypouštění do dešťové kanalizace)

Srážkové vody z komunikací a ploch se silným provozem nad 15000 vozidel/den, ploch  znečištěných silným zemědělským provozem. Dále z příjezdových komunikací do zón, kde jsou provozovány živnosti se zvýšeným nebezpečím znečištění odtékajících srážkových vod např. skládky.

Zasakované, vypouštěné do toků nebo na terén

Odlučovač lehkých kapalin třídy I,  usazovací nádrž  s nornou stěnou, dešťová zádrž s nornou stěnou


Tab. 1c Použití jednotlivých technických řešení ve vztahu k místu vzniku znečištění
- všeobecné zásady pro hospodaření s vodami  s bagatelním znečištěním

Místo vzniku znečištění, typ vod

Řešení odvádění vod

Voda ze střech

Upřednostnit zásak a recyklaci

Voda z čistých ploch

Upřednostnit zásak a recyklaci


Pro vytvoření představy co je obsahem směrnic DWA je přiložena Tab.2 z německé DWA, kde je řešena obdobná problematika.

Tab. 2. Způsoby čištění srážkových vod při vsakování a účinnost pro různé druhy znečištění

Způsoby čištění srážkových vod při vsakování a účinnost pro různé druhy znečištění

Závěr
Význam správného řešení srážkových vod co do způsobu jejich odvádění roste. Problematika je poměrně rozsáhlá a zahrnuje jak hydrologické, tak i hydraulické a ekologické hledisko. Ekologické hledisko však zatím bylo zanedbáváno. Pokud se však máme se ctí vypořádat se závazky které jsme si v oblasti čistoty vod jako ČR dali, pak je nutné se zabývat i problematikou předčištění odtékajících srážkových vod. No a aby technické návrhy byly odpovídající ekonomickým možnostem, tomu by měla přispět standardizace řešení. Přeložení německých směrnic a zveřejňování zahraničních poznatků je prvním důležitým krokem. Stejně významným je i to, že i ČKAIT si uvědomila význam a podpořila vydání pomůcky pro celoživotní vzdělávání svých členů.

Poděkování
Všem autorům uváděné publikace „Srážková voda a urbanizace krajiny“, za záslužnou práci, díky níž se pomalu zaplňuje mezera v této, v minulosti trochu opomíjené oblasti.


Literatura
1. Kolektiv autorů: Srážková voda a urbanizace krajiny, ČKAIT 2011 – pomůcka pro celoživotní vzdělávání (Ing. David Stránský. Ph.D., Dr. Ing. Ivana Kabelková, Ing Vojtěch Bareš, Ph.D.,Ing. Jiří Vítek, Ing. Milan Suchánek, Ing. Karel Plotěný. Ing. OldřichPírek)                                             
2. Asociace čistírenských expertů České republiky (2007). Podklad pro Koncepci nakládání s dešťovými vodami v urbanizovaých územích. Odborná skupina Odvodňování urbanizovaných území, zpráva pro MZe ČR.
3. DWA-Arbeitsblatt A138 (2005): Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser www.dwa.de
4. DWA-Merkblatt M153 (2007): Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Regenwasser.
5. ÖNORM B 2506-1 Regenwasser-Sickeranlagen für Abläufe von Dachflächen und befestigten Flächen. Teil 1: Anwendung, hydraulische Bemessung, Bau und Betrieb, 2000
6. ÖNORM B 2506-2 Regenwasser-Sickeranlagen für Abläufe von Dachflächen und befestigten Flächen. Teil 2: Reinigungsmöglichkeiten für Regenwässer, 2003
7. ČSN EN 858-1. Odlučovače lehkých kapalin (např. oleje a benzinu) - Část 1: Zásady pro navrhování, provádění a zkoušení, označování a řízení jakosti. ČSN EN 858-2. Odlučovače lehkých kapalin (např. oleje a benzinu) - Část 2: Volba jmenovité velikosti, instalace, provoz a údržba.

Ing. Karel Plotěný, Ing. Oldřich Pírek (ASIO, spol. s r.o.) 
Ing. Marie Hrabovská (Vysoké učení technické v Brně) 

Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku ke konferenci „Městské vody 2011“ (říjen 2011).



 

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
 


Chcete dostávat informace z oboru, pozvánky na akce, novinky a důležité informace? Přihlašte se!

required

required