Řešení intenzivně navštěvovaného objektu v krasovém území

31. 3. 2017

Doslova jde o řešení extrémních požadavků na čištění odpadních vod . Ač se to nezdá, i tady je při řešení úlohy možnost použití hned několika variant – jednak s ohledem na konkrétní podmínky na lokalitě, dále pak s ohledem na komfort a nákladovost, a to z hlediska investičních i provozních nákladů. Příspěvek se zabývá srovnáním několika variant – „high-tech“, přírodního způsobu řešení a tzv. NASS systému využívajícího dělení vod již v rámci sanitace. Paradoxně je pro lokalitu, kde existuje možnost přímého vniku do vod protékajících např. jeskyněmi, nejjednodušším řešením varianta se suchými toaletami - i když i toto řešení má (může mít) legislativní háček…

Obr. 1: Krasové území [1]

Systémy NASS

Vedle v současnosti obvykle nabízených decentrální systémů, které jsou veřejnosti známy, je možné k redukci produkce odpadních vod využít tzv. postupů NASS. Zatím méně známý výraz NASS proto potřebuje krátké vysvětlení, a to i včetně představení možností použití. Firma ASIO, spol. s r. o., která se snaží o popularizaci akronymu NASS, vysvětluje tuto zkratku jako „Nekonvenčně Aranžované Sanitární Systémy“, to kvůli netradičnímu přístupu k sanitaci. Dále také proto, že by se tyto systémy měly přímo „aranžovat“ podle místních podmínek, tak jako např. kuchyně, koupelny nebo obývací pokoje.

Použitím NASS mohou být sledovány různé cíle, k nimž patří redukce spotřeby vody, zpracování odpadů, dělení vod a také možnost přizpůsobení řešení odpadních vod místním podmínkám. Koncepce umožňují například využití zdrojů, které se v odpadních vodách vyskytují. Na místě se dá např. kal využít jako hnojivo v zemědělství, šedé vody na zálivku nebo jako užitková voda v domácnosti. Problematické stopové prvky lze efektivně zachytit a díky koncentrovanému proudu znečištění (viz německá směrnice DWA-A 272) i eliminovat.

Obr. 2: Rozdělení komunálních vod [1]

V původních představách byl potenciál NASS spatřován především pro těžko přístupné a náročné vesnické oblasti s nevýhodným prostorovým rozložením a nadstandardními ekologickými požadavky. V současnosti existují průzkumy a analýzy, které zkoumají, jaký přínos mohou tyto systémy mít při zohlednění stávajících prostorových sociodemografických a technologických aspektů a jaké mohou mít ekonomické výhody ve srovnání s jinými decentrálními řešeními v oblasti odvádění odpadních vod. Díky bezvodým a úsporným systémům se zmenšuje množství odpadních vod a úměrně i s tím spojené náklady. Také ve vztahu k demografickému vývoji slibují tyto systémy díky flexibilitě, přizpůsobivosti a struktuře nákladů zřejmé výhody pro uživatele. I přes zjevné výhody NASS stále ještě nepatří ke standardizovaným způsobům odvádění odpadních vod. Zatím se ještě know-how o tom, jak tyto systémy navrhovat a používat nerozšířilo tak, aby se staly standardem, ale díky výzkumným a pilotním projektům již podklady pro navrhování (PPN) jsou, např. pro české poměry jako „ASIO PPN NASS“. Nevýhodou je, že nejsou universální. Naopak charakteristickým rysem pro použití NASS je individuálnost řešení, tj. je nutno vždy každou lokalitu řešit („aranžovat“) individuálně. Je nutné přijmout skutečnost, že neexistuje nějaké možné paušální tvrzení o tom, co je nejlepším způsobem řešení.

Ostrovní dům obecně

Asi nejrozumnější je udělat si bilanci možných vstupů, výstupů a možných vnitřních recyklů. Za zdroje vody je možné považovat veřejný vodovod (pokud je k dispozici), studnu, nějakou vodoteč a srážkové vody. Za výstupy pak opět srážkové vody a použitou vodu, jejichž likvidaci lze řešit odparem (evapotranspirací), zásakem nebo vypuštěním do vodoteče. Z analýzy zdrojů a inventury možností vypouštění vznikne celá řada kombinací, které jsou pak různě náročné investičně a provozně. Při výběru té nejvhodnější varianty pak rozhodují jak objektivní (tj. dopočitatelné) argumenty, tak subjektivní názory a často také neznalost nebo lenost hledat optimální řešení – za což je pak budoucí uživatel po zásluze více či méně potrestán.

Možnosti minimalizace vstupů a výstupů - využití srážkových vod

Srážkové vody, „dešťovku“, lidé využívali od prvopočátku. Nejčastější bylo její využití na zálivku (nezasoluje půdy a je i optimální z hlediska potřeby rostlin), na praní (umožňuje úsporu pracích prášků) a dále jako užitkovou vodu např. na mytí vozidel. Lidé ji také často používají na sprchování – viz jednoduchá zahradní zařízení, ve kterých se zároveň v létě přirozeně ohřívá voda. Amatérská řešení jako barel, sud nebo nějakou nádrž najdeme pod okapem skoro v každém domě. Nedostatek vody, snaha ušetřit a stále častěji i zdravotní důvody (kožní problémy dětí, alergie na chlor) nebo prostě jen ovlivnění ekologickými trendy nás nutí přemýšlet nad tím, jak se tohoto fenoménu ujmout profesionálně, a to i z hlediska obhájitelnosti u tradičně opatrných hygieniků. Technických řešení máme celou řadu, a tak je jen věcí ekonomičnosti, jak rychle se tato řešení budou šířit. Vedle klasických způsobů využití se postupně objevují i další nápady a technická řešení, např. využití srážkové vody na přípravu jídel a pití nebo využití srážkové vody na chlazení.

Tab. 1: Investice, úspory a návratnost jednotlivých úsporných opatření [1]

+ minimální (nebo nulová) úroveň nebo vhodnost
++ střední úroveň nebo vhodnost
+++ vysoká úroveň nebo vhodnost

Poznámka k tabulce – variabilnost jednotlivých opatření a i vhodnost je velmi rozdílná a liší se zejména podle konkrétních podmínek, a to podstatně. Dále je třeba při zvažování použití některého z opatření brát do úvahy i to, že např. zmenšením odběru pitné nedojde jen k úspoře pitné vody, ale i nákladů za likvidaci odpadní vody. Diskutabilní je i aplikace opatření ve stávajících budovách - obvykle je výrazně vyšší návratnost tam, kde se budova rekonstruuje nebo staví nová; samotná aplikace opatření k úspoře vody invazivními způsoby vyjde často po stránce hodnocení návratnosti jako nevýhodná.

Aplikace problematiky ostrovního domu na krasové území

Někdy jdou proti sobě zájmy ochrany přírody a turistika. Je logické, že nějaký zajímavý přírodní útvar chce vidět co nejvíce lidí, z čehož vyplývá, že je zájem pro takové místo vybudovat zázemí, a to jak z komerčních, tak i praktických (např. hygienických) důvodů – viz veřejné toalety. A tak jsme postaveni, co se týká nakládání s odpadními vodami, před řešení úlohy typu „ostrovní dům“. Navíc se značně nerovnoměrným provozem a ještě na exponovaném místě, kde je dokonce možné např. ovlivnění krasových útvarů. Jde tedy doslova o řešení extrémních požadavků na čištění odpadních vod.

Obecně

Rozhodnutí o volbě řešení vychází hned z několika parametrů:
- zdroj vody (obvykle není v krasovém území problém získat vodu v místě), zdroj elektrické energie (obvykle není problém el. energii dovést),
- přístupnost lokality pro fekální vůz a pak i vzdálenost místa, kam by se odpadní voda odvážela,
- možnost vypouštění do vod podzemních a povrchových a legislativní požadavky,
- počty návštěvníků, sezónnost.

Zdroj vody

V podmínkách našich krasových území není obvykle problém najít zdroj vody v místě (studna) nebo vodu přivést nějakým vodovodním potrubím. Jen výjimečně je nutné řešit využití srážkové vody, které je obvykle nedostatek. Obvykle tedy zdroj vody není určujícím pro volbu systému zacházejícího s odpadními vodami, i když i tady se mohou vyskytnout výjimky. Např. pokud by se voda používala jen na mytí rukou.

Dostupnost lokality a likvidace odpadních vod

a) Přímé vypouštění a  čerpání odpadních vod do veřejné sítě – asi nejelegantnější řešení.
b) Odvoz odpadních vod z nenapojitelných míst na čistírnu odpadních vod je nejméně konfliktní řešení, ale zpravidla také nejdražší a v celkovém pohledu často ne to nejekologičtější. Pokud odvážet, tak je třeba minimalizovat množství odpadních vod – šetření na spotřebičích, recyklace šedých vod.
c) Řešení v místě vzniku je u objektů s nerovnoměrným využíváním náročné.

Místní podmínky

Provoz objektu - příklad řešení objektu informačního centra v CHKO

V současnosti je řešen objekt informačního centra v CHKO, který je nepravidelně navštěvován (v některých dnech je tam předpoklad až 1000 návštěvníků) a přístup k němu je po část roku omezený. Správa CHKO chce, aby objekt měl co nejvyšší uživatelský komfort, avšak podmínky z hlediska vypouštění odpadních vod jsou omezené a legislativa přísná. Navrhli jsme a prezentovali několik variant – návrhy pak mohou být návodem pro rozhodování se při řešení obdobných situací.

Varianta a) Komfortní splachovací klozety bez dělení vod a high tech technologie na jejich čištění s dávkováním substrátu, se srážením fosforu a MBR a následujícím zásakem – obdobné řešení jako pro luxusní horské chaty v Alpách.
Varianta b) Splachovací klozety s oddělením moči pro dámy a bezvodé pisoáry, řešení odpadních vod pomocí septiku (anaerobního reaktoru), vertikálního filtru a jímek na moč.
Varianta c) Suché toalety pro turisty, splachovací klozet pro personál – jímky na exkrementy ze suchých toalet, řešení toalet pro personál pomocí septiku, vertikálního filtru a jímky na moč.
Varianta d) Komfortní splachovací toalety s řešením sestavy septik + vertikální filtr + sorpční filtr. (Pozn. Varianta d) byla vyloučena z důvodů legislativních – nereálné nároky na plochu a problematičnost odstranění N _celk pod hranici 20 mg/l.)
Varianta e) viz Austrálie – kontejnerové splachovací toalety, ale s minimalizací spotřeby vody. Splachovací toaleta pro personál by se řešila pomocí septiku a vertikálního filtru.

Na základě těchto variant pak byl proveden výběr vhodného řešení.

Příklad vyhodnocení

Vyhodnocení jednotlivých variant

Nakonec zůstaly ve hře jen varianty b) a c) jako varianty únosné z hlediska nákladů a při tom zohledňující požadavky na komfort. I když je nutno podotknout, že stále máme zkreslený pohled na suché toalety, které v poslední době udělaly značný pokrok ve vývoji, a to zejména díky Nadaci Billa a Melindy Gatesových.

Suché toalety

Ať chceme nebo nechceme, jsou suché toalety nakonec asi tím nejekologičtějším řešením. A je jen otázkou času, kdy se stanou i tím nejekonomičtějším. Existují dva faktory: jeden obrazně tlačící – legislativa, která spěje k tomu, že budeme každý exkrement evidovat a nosit likvidovat na centrální čistírny (které pak budou tím „nejekologičtějším“ zařízením?) a další spíše táhnoucí – nová bezvodá řešení podporovaná mohutně vizionáři (viz zmíněná Nadace Billa a Melindy Gatesových ).

Bezvodé pisoáry a kompostovací toalety mohou být také nejlepším řešením z hlediska problematiky vypouštění odpadních vod – odpadní voda prostě nevzniká.

Obr. 3: Příklady bezvodých zařizovacích předmětů - pisoár a kompostovací toalety [1]

Na konferenci IWA v Athénách byla prezentována, a to zejména Číňany, řada řešení, koncepcí a i technických řešení a výrobků, které nad suchými toaletami vážně uvažují.

Obr. 4: Obrázky z prezentací na konferenci IWA

Specifikum krasového území

Povrchová voda dříve či později proteče do podzemních vodotečí, a proto pokud chceme zachovat původní ráz podzemních prostor, je potřebné, aby byla skoro prostá jak organického znečištění, tak i nutrientů, navíc zabezpečená i po stránce mikrobiologické. S ohledem na výše popsané se pak nabízejí následující modely řešení:

a) High-tech ve formě například MBR řešící nerovnoměrnosti v obsazení např. dávkováním substrátu nebo dvoulinkovým uspořádáním. Výhodou MBR je, že vedle kvality vyčištěné vody jsou schopny i hygienizovat odtok.
b) NASS – separace odpadních vod (hnědých a žlutých) u zdroje a odvážení této části vod ke zpracování mimo lokalitu.
c) Suché toalety a bezvodé pisoáry.

Závěr celkový:

Je asi zřejmé, že každá lokalita bude nakonec řešena individuálně, a to s ohledem na místní podmínky a na požadavek z hlediska komfortu. Významnou roli bude hrát i cena řešení a provozní náklady. Již dnes se ale ukazuje, že nejlepší řešení do budoucna nakonec bude takové, které nebude odpadní vody likvidovat, protože prostě nebudou vznikat, a sociální zařízení budou řešena v rámci odpadového hospodářství (ale i to se musí dořešit). Prostě se po spirále uzavře kruh – od jednoduchých suchých toalet dojdeme po strastiplné cestě lemované epidemiemi opět k bezvodému řešení. Možná při tom z důvodů nákladových bude někdy nutný mezistupeň ve formě NASS.

Ing. Karel Plotěný, Ing. Jan Vacek

Použitá literatura:
[1] Firemní materiály firmy ASIO
[2] ZIFU Li CSES: Urbansanitation technology development and Reinvent The Toilet Challenge in China. 13.Konference IWA 2016 v Aténách
[3] EPA Guidelines: Voluntary National Guidelines for Management of Onsite and Clustered (Decentralized) Wastewater Treatment Systems, EPA, 2003.