Recyklace odpadních vod, cíle udržitelného rozvoje a stav v České republice

21. 6. 2022

Čistírny odpadních vod

Recyklace vody & energie

ÚVOD

Vodní zdroje představují zásadní předpoklad pro jakoukoliv činnost, a to nejenom z hlediska jejich dostupnosti, ale i jejich kvality. Růst populace společně s postupující urbanizací zvyšují počty uživatelů vodních zdrojů, čímž je činí nedostatkovými a stále více znečištěnými. V mnoha oblastech hrozí, že změny ve srážkových poměrech budou tyto vlivy dále zhoršovat. Nedostupnost vody, ať již způsobená fyzickým nedostatkem, nebo jejím znečištěním, se stala jedním z nejnaléhavějších globálních problémů, představující lidskou, hospodářskou a environmentální nejistotu. Odpadní vody, jejichž hodnota byla až donedávna podceňována, se nyní dostávají stále více do popředí jako potenciální „nový“ zdroj pitné vody i čisté vody pro další účely, a to s odpovídajícími přínosy v oblasti sociální, hospodářské i ochrany životního prostředí.

Návaznost na cíle udržitelného rozvoje

Cíle udržitelného rozvoje (SDG), stanovené v nedávné minulosti, představují snahu mezinárodního společenství mobilizovat jednotlivé vlády, soukromé i nevládní účastníky, a to jak na národních, regionálních, tak i na místních úrovních, k zajištění lepší kvality života miliard lidí v rozvinutých či rozvojových zemích. Tyto cíle jsou velmi ambiciózní a představují výzvu, jako programy nevyhnutelně potřebné pro „člověka, planetu i prosperitu“ v časovém horizontu roku 2030 ¹ . Dosažení, byť í jen částečné, tohoto cíle by významně prospělo celému lidstvu, vezmeme-li v úvahu důležitost čisté vody pro sociálně-ekonomický rozvoj a kvalitu života, včetně ochrany zdraví a životního prostředí.

V roce 2000, se Rozvojové cíle tisíciletí (MDG) zaměřily, v časovém horizontu do roku 2015, na snížení podílu populace, která nemá trvalý přístup k pitné vodě a souvisejícím sanitárním potřebám na polovinu. Tento cíl však nezohledňoval otázky kvality vody či hospodaření s vodou, což představovalo zásadní omezení pro jeho dosažení. Toto opomenutí napravují Cíle udržitelného rozvoje (SDG ), kde jeden z těchto dílčích cílů (SDG 6) požaduje čistou vodu a sanitační zařízení pro všechny lidi, a to zajištěním „dostupnosti a udržitelného hospodaření s vodou a hygienických podmínek pro všechny“. Mezi dalšími aspekty tento cíl sleduje zvyšování kvality vody snížením množství nečištěných odpadních vod na polovinu, globálním zvýšením jejich recyklace a opětovného využívání.

Bez ohledu na konkrétní velikost, žádná vláda nemůže pro jakoukoliv aglomeraci osídlení, ať již jde o světové metropole, města střední či malé velikosti, či obce, poskytovat čistou vodu svým obyvatelům, aniž by současně neřešila otázky sanitačních zařízení a nakládání s odpadními vodami. Nikdy není, a ani nebude možné mít čistou vodu, aniž bychom současně nezachytávali, nečistili a náležitě nezužitkovali odpadní vody pro určené cíle a neřešili otázky sanitačních zařízení. I když v praxi to zatím vypadá často tak, že je přednostně řešena pitná voda, odpadní je pak v místě zasakovaná nebo končí v toku nebo moři – viz foto z Motego Bay.

Obr. Řešení sanitace domu na okraji města – zasakování použité vody v místě (Jamajka)

Omezení, která ovlivňují dostupnost čisté vody a její sanitaci pro všechny jsou velmi složité a závisí na rozhodnutích zúčastněných subjektů na všech úrovních, tedy vládních orgánů, soukromého sektoru, nevládních organizací i veřejnosti. Jsou určovány širokými rozvojovými programy, které pak mohou, ale také nemusí, zahrnovat poskytování těchto služeb v dlouhodobém rámci jako prioritní; jde o národní, regionální a místní akční programy, které - i v případě jejich správné formulace - jsou často neúplně realizovány z hlediska krátkodobých programů, nedostatečného řídícího, finančního, či personálního zajištění. Většina závažných překážek je mnohdy způsobena nedostatečnou politickou vůlí, závisející na odlišné politické motivaci a měnících se volebních obdobích. Stejně jako mnoho dalších, tyto aspekty ztěžovaly realizaci MDG projektů a představují vážné překážky i při plnění projektů SDG, protože v sobě zahrnují rozpory mezi globálními cíli a omezeními na národních a místních úrovních, nedostatečnou kontinuitu v rozhodování, politické a investiční preference lišící se od jedné vlády ke druhé, nedostatečné či neexistující informace, které se mají podílet na procesu rozhodování či znevýhodněné entity, které nemají přístup k odpovídajícím zdrojům vody a k zajištění hygienických služeb ² .

Opětovné využívání pitné vody není z historického hlediska ničím novým. Avšak, co učinilo tuto myšlenku více relevantní jak pro místní prostředí, tak i na národní úrovni, např. v Singapuru a nyní potenciálně i např. už i ve Spojených státech, Španělsku, Itálii, na Kypru, je vzrůstající nedostatek vodních zdrojů současně s jejich postupným znečišťováním, což omezuje dostupnost vody pro větší podíl populace a její využití i pro další účely. Ucelený pohled na problematiku recyklace má řada mezinárodních (EWA,IWA) i národních organizací - např. americké EPA.

Obr. Jak komplexně si EPA představuje recyklaci vod

Osobní zkušenosti s recyklovanými vodami z poslední doby ze zahraničí

Shodou okolností tento příspěvek vznikal na cestách po Kalifornii. Hned první večer (30.4) po příjezdu zaznělo v televizi na uvítanou, že je sucho a že od prvního června lze očekávat restrikce ohledně odběrů vody. Na cestách západním pobřeží to pak vypadalo, že vody je dost, viz obrovské zavlažované plochy vinohradů a zeleniny kolem San Franciska a pak zase že ne, viz skoro prázdná přehrada Hoover Dam. Na první pohled se to zdá nelogické, rozšiřovat zemědělskou výrobu tam, kde není dostatek vody. Logičtěji už ale zní, to, že když všechno má správné proporce a odstraní se předjímání, tak to jde a kapkovou závlaha zavlažované plochy a tedy ochlazující zeleň přibývá. Kalifornie je totiž zemí, která patří k největším recyklátorům odpadních vod. A tak, když se odpadní voda bere jako zdroj pro závlahy, tak to vychází. Stačí vize, vstřícné předpisy a systém kontroly a názor, že škoda každé kapky, která se nevyužije alespoň dvakrát. Údaj z tisku – USA recyklují 322 billionů galonů denně. (galon = 3,8 l).

Obr. Hoover Dam v současnosti skoro prázdná přehrada

Izrael

Obdobný přístup je možné vidět v Izraeli, kde se odpadní vody také recyklují a používají na závlahy (i jako pitná voda) a navíc se do oběhu přidává odsolená voda z moře. Například se recykluje voda z ČOV pro 2,5 mil. EO a to tak, že se infiltruje do země a odebírá pomocí studní. Izrael, který z hlediska vody měl před sebou černou budoucnost se dnes rozvíjí (zemědělsky) a co navíc, vodu prodává i do Jordánska. Při tom, způsob recyklace není z pohledu dostupnosti technologií žádný zázrak – ČOV z které se voda infiltruje je v podstatě mechanicko-biologická ČOV jakých je v České republice desítky.

Obr. Mechanicko - biologická ČOV Shaftdan, částečně s povrchovými aerátory

Při tom cíl, který si Izrael vytýčil, je ještě větší – vytvořit takový malý ucelený vodní cyklus, který změní klima. Odpařená voda z zeleně ve městech a v zemědělství ochladí celé oblasti a to povede k tomu, že budou častější srážky a zkrátí se intervaly mezi dešti (začne pršet i v létě). Izrael je asi i nejdále co se týká dlouhodobého sledování vlivu použitých vod na půdu.

Obdobně ve Španělsku

Tam se recyklací vody a jejím použitím chrání podzemní vody. Kdyby totiž dále byly pozemky např. v blízkosti Barcelony zavlažovány podzemní vodu, tak by pronikla mořská a brakická voda do těchto zdrojů. A tak jsou tam aplikovány hned dva postupy – např. golfová hřiště a veřejná zeleň nesmí být zavlažovány jinou vodou než recyklovanou, a navíc vyčištěná voda dotuje podzemní vody tak, aby podzemní voda neproudila pod zemí od moře, ale do moře.

Obr. Závlaha zeleně recyklovanou vodou v Barceloně

No, a ještě zkušenost přímo z Bruselu nebo Adelaide

Šel jsem na záchod v jedné z budov agentury pro poskytování dotací v Bruselu a zaujal mne nápis nad pisoárem, že budu splachovat recyklovanou vodou. Obdobně je to, když zajdete na záchod na letišti v Adelaide v Austrálii, nebo si chcete lehnou na trávník do parku blízko známé opery v Sydney. Bylo zajímavé sledovat v San Francisku reakci návštěvníků parku, když si chtěl kolega umýt ruce v recyklované vodě stříkající ze zavlažovače – lehnout si na trávník jim nevadí, ale před mytím rukou byl okamžitě místními pejskaři varován.

Obr. Adelaide – nápis na letišti na WC, Sydney a závlaha v parku odpadními vodami

Nejvíce se recykluje v Číně, pak asi v Americe a teprve pak v jižní Evropě. Se závlahami odpadní vodu jsou historické zkušenosti, podrobně se účinky zabývá např. Izrael od roku 1970. Největší nedůvěru k použití recyklovaných vod v Evropě projevuje země, které odpadními vodami nezavlažují, např. Česká republika. I když i u nás existují podrobné studie vlivu na životní prostředí, včetně hygienických podmínek, z dob, kdy jsme odpadní vodou zavlažovali ve velkém v okolí Brna viz prof. Šálek, Dr. Malý a v rámci RVHP i kolem Lipska a Kyjeva.

Objemy recyklovaných vod použitých k závlaze zemědělských plodin ve světě.

Závlaha recyklovanými vodami není ve světě neobvyklá (spíše obvyklá), zavlažované zemědělství pokrývá asi 20 % obdělávané půdy (ale představuje 40 % produkce potravin) a má vodní stopu 2230 km3/rok, z toho u 15 % se předpokládá, že bude zavlažováno městskými vodami ⁸ .

Recyklace odpadních vod v České republice

Projevy sucha

Ve velkém se sucho projevuje v zemědělské produkci např. na Jižní Moravě, kde jsou již oblasti, kde jsou výnosy limitovány množstvím (nedostatkem) vody. Dlouhodobě není dostatek podzemních vod (pokleslá úroveň) a tak dochází k omezování spotřeby vyhláškami v některých obcí, dtto i v tocích a zákazy odběrů z toků. Z toho vzniká dilema pro provozovatel některých objektů, které potřebují vodu na zeleň – sportoviště (jak zavlažit fotbalový stadion?), města (jak městskou zeleň?). Pomalu se objevují objekty, u kterých jsou recyklovány šedé vody (vody z osobní hygieny) a to jak občanské (domov důchodců, bytový dům, rekreační objekt), tak i rodinné domy tam, kde je nedostatek vody nebo tam, kde není kam použitou vodu vypouštět a je nutné ji odvážet. Občas se dokonce objeví nedostatek vody i v samotné Praze, a to občasným nedostatkem tlaku v některých okrajových čtvrtích, a tak potřebu angažovat proti suchu snad začnou i politici brát vážněji.

Udržitelný přístup a Česká republika

Politici formálně vyjádřili vůli se k cílům udržitelného rozvoje připojit, v dokumentech o vizích a plánech v ČR tak najdeme že i v České republice půjdeme cestou udržitelnosti – tj. optimalizování investic (ekonomický pilíř), minimalizací vlivů na životní prostředí (myšleno z hlediska celkových dopadů, včetně uhlíkové stopy, nejen koncentračních limitů) a sociálních dopadů (volba vhodné varianty z hlediska životních nákladů lidí). Což je cesta, která logicky nemusí být vždy v souladu s cíli velkododavatelů vody, s ochotou legislativců měnit zaběhnuté postupy povolování a kontroly provozu, nebo s ochotou měnit současné pohodlné, ale neudržitelné chování jednotlivců.

Jako Česká republika jsme tak v pozici „barbara“ – nadšenci, a dokonce některé instituce se chovají udržitelně, ale všeobecný systém podpořený legislativou zatím nastaven tak, aby motivoval k udržitelnému chování není, spíše naopak. Nadšenci tak překonávají překážky, které v některých zemích už dávno nejsou .. ale naopak, řešení jsou podporována a vynucována.

Bylo by ale nespravedlivé generalizovat. Mnohé se v poslední době mění a změnilo – například v oblasti hospodaření se srážkovými vodami . Mění se pohled výrobních podniků na recyklaci vody, první vlaštovky jsou vidět i v komunální sféře – recyklace bazénových vod a v chování malých spotřebitelů – využití šedých vod. Odpor zatím trvá zejména co se týká závlahy recyklovanými vodami v zemědělství, a i v malém, kde se proti využívání vyčištěných vod na závlahu využívá nelogický výklad zákona o tom, že i sebelépe vyčištěná voda je stále vodou odpadní a závlaha odpadní vodou je její vypouštění do vod podzemních.

V odpadech, kam odpadní voda v evropské legislativě patří, je možné odpad upravit na surovinu nebo výrobek. Závlaha pak, pokud se jedná o krytí vláhové potřeby rostli není vypouštění odpadních vod, a to hned ze dvou důvodů – do vod podzemních tyto vody nedoputují a nepředstavují pro podzemní vody ani žádné riziko (ve srovnání s rizikem při aplikaci močůvky a předpisy, kterými se tato aplikace řídí, se bavíme o bagatelním riziku blížícím se nule). Můžeme při tom vycházet i z platných ISO norem, které popisují, jak recyklovat, a i to, jak reálně hodnotit rizika. Pokud by se zavedlo povolování na základě hodnocení rizik, pak bude vyhráno.

V České republice, na úrovní lidí, kteří rozhodují o budoucnosti jsem se setkal s názorem, že nejrychlejší cesta prosazení změn je cesta realizovaných pilotních projektů, a to i když budou po legislativní stránce diskutabilní… Diskuze o smyslu, nebo nesmyslu pak následně povede k prosazení novinek. Líp se totiž dá zabránit něčemu imaginárnímu, než již realizovanému. V komunálu navíc platí, že až je možné se na nějakou realizaci podívat, pak se další začnou přidávat. Jiná cesta, určitě delší, je přes výzkumné projekty s účastí státních institucí a hodnocení rizik a jejich kvantifikaci a eliminaci. Chápu i to, že není lehké jít proti léty veřejně prosazovanému, i když zaváděcímu názoru nadhodnocujícímu předběžnou opatrnost. Při tom např. i wiki ⁴ poskytuje nasměrování, kde hledat objektivní informace. Příkladů ve světě je spousta.

Výzkumné projekty

V současnosti běží dva poměrně rozsáhlé výzkumné projekty (PVS, VŠCHT a PVK a ASIO TECH, spol. s r.o., Aquaprocon a Recetox), myslím, že se dá říct, že s očekávanými výsledky. Cílem projektů je prokázat, že lze komunální vodu vyčistit tak, aby vyhovovala různým účelům a provázat tak požadavky a to, jaké by měly být použity aparáty (technologie) a jaké budou náklady na jednotlivé druhy úpravy. Dá se očekávat, že se prokáže, že vodu vyčistit umíme (viz i USA, Izrael, Španělsko, Itálie, Kypr, ...) tak, aby byla použitelná jako užitková včetně použití na závlahu. Snad budeme schopni i lépe odhadnou ekonomiku. Významná je určitě i osvětová část projektů. Otázkou je, zda v legislativě (jejím výkladu) se tím změní to, že oficiálně můžeme vyčištěním udělat z odpadní vody vodu užitkovou, a navíc ji použít i na závlahu. Myslím, že by to šlo už i dnes. Kdyby se stávající paradoxní výklad bral ad absurdum, pak bychom nesměli použít na závlahu ani pitnou vodu, ve které jsme si umyli ruce, nebo zeleninu před jejím použitím.

Obr. Zkušební polygon na recyklaci odpadních vod v Brně

Všechno souvisí se vším, zejména co se týká udržitelnosti – některé obecné souvislosti

Vypouštění a kvalita čištění nebo recyklace průmyslových vod – souvisí s ekonomikou producenta a pak i s ekonomikou čištění vod a způsobu nakládání s kalem. V extrémním případě je to otázka života a smrti – některé provozy bez vody fungovat nebudou.

Recyklace komunálních vod a jejich použití na závlahu – souvisí se spotřebou pitné vody a kvalitou vody v tocích. Využití recyklované vody může nadlepšit i ekonomiku čištění vod.

Recyklace šedých vod v rámci domu – souvisí se spotřebou vody a s provozními náklady, a to zejména tam, kde není kam odpadní vody vypouštět a je nutné je odvážet.

Pár příkladů z praxe z poslední doby

Průmysl – SPM Štětí, kde se recykluje 80 % odpadních vod, tj. více než 200 m3/den, v Mateo Packing na lince na recyklaci plastů pak i 30 m3/hod, nebo například recyklace šedých vod v Zetoru v Brně. Příklady přibývají i v galvanickém nebo prádelenském průmyslu.

Ty mají mnohdy obrovské spotřeby vody. V nedávné době se například instalovala technologie recyklace pro firmu Mateo Packing. Průtokově se jedná o linku 30 m3/hodinu. Při představě nutnosti tento průtok zásobovat pitnou vodou, celý proces by ekonomicky nebyl únosný.

Komunální sféra – recyklace bazénových vod na bazénu ve Žďáru ⁵ .

Bytové domy – známé příklady realizací bytových domů v Praze – (Botanika) nebo domov důchodců ⁶ (Ivančice), hotel s wellness centrem v Olomouci.

Rodinné domy – Recyklace šedých vod nejen na MBR ale i přírodními způsoby ⁷ .

Obr. Recyklace bazénových vod ve Žďáru

DISKUSE

Každé ignorování trendů je kontraproduktivní, zejména pokud je na první pohled z logiky věci zřejmé, že motivace k ignorování nebo zpomalení změn není v tom, že bychom to nezvládali technicky nebo ekonomicky. Možná je to historicky dáno, že legislativa se nastavuje tak, aby všichni uplatnili své požadavky a pokryli svá rizika (někdy nadhodnocená) a vznikne tak dokument (zákon) říkající, co se nesmí. Mnohem efektivnější by ale bylo (viz Austrálie), kdyby vznikl i dokument doporučující, co se má optimálně v reálných podmínkách z pohledu udržitelnosti dělat, aby to bylo co nejudržitelnější, a tedy co nejefektivnější a s co nejmenšími sociálními dopady. Když by zákonodárce měl vymyšleno, jak problém řešit nejen jak co zakázat, tak by si následně ušetřil v praxi čas a kompromisy, nebo porušení zákonů v zájmu „selského“ rozumu.

Ing. Karel Plotěný, s částečným použitím překladu článku od Cecilia Tortajada

LITERATURA - CITOVANÉ PRAMENY

1. United Nations General Assembly (UNGA). Transforming Our World: The 2030, Agenda for Sustainable Development, SSA items 15 and 116, https://www.unfpa.org/sites/default/files/resource-pdf/Resolution_A_RES_70_1_EN.pdf (2015).

1. United Nations. Water Global Analysis and Assessment of Sanitation and Drinking Water (GLAAS) 2017 Report: Financing Water, Sanitation and Hygiene under The SDGoals, https://www.who.int/water_sanitation_health/monitoring/investments/glaas/en/ (2017).
2. www.nature.com/npjcleanwater Přínosy recyklovaných odpadních vod pro cíle udržitelného rozvoje v oblasti zajištění čistévody a sanitačních zařízení - Cecilia Tortajada
   
   
3. https://wikiwater.fr/e56-irrigation-by-recirculation-of
   
   
4. https://www.idnes.cz/jihlava/zpravy/bazen-voda-recyklace-zdar-energie-ohrev-kanalizace.A211111_636194_jihlava-zpravy_mv

1. https://www.asio.cz/cz/1279.cistirna-sedych-vod-pro-domov-senioru
   
   
2. https://www.asio.cz/cz/1201.recyklace-a-vyuziti-sedych-vod-v-rodinnem-dome
   
   
3. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000375751