1. 7. 2016
Souhrn
Předpokládá se, že v budoucnu bude v ČR cca milión lidí řešit čištění odpadních vod decentrálně, což představuje asi 80 000 ks malých a domovních čistíren. Toto číslo je výsledkem ekonomických analýz a odhadů zdůvodňujících posun v rozhodování mezi centrálními a decentrálními řešeními. Skoro zákonitostí je také to, že s posunem k řešení „co nejblíže zdrojům“ se ukazuje, že jsou i další možnosti řešení sanitace, které vedou k dalšímu zlevňování odvádění odpadních vod a lepšímu využití zdrojů. V Německu se tyto technologie nazývají Neuartige Sanitärsystemen (NASS) a vycházejí z alternativního způsobu řešení sanitace vyznačujícího se např. oddělením moči nebo šedých vod . Doposud se těmito způsoby zabývalo spíše jen pár nadšenců, ale dnes se ukazuje, že to může být cesta k řešení neřešitelného (speciální přísné požadavky)… a hlavně to, že z dlouhodobého hlediska je to po stránce využití zdrojů řešení „nejudržitelnější“, a to navíc nejen v kombinaci s decentrálem, ale i v kombinaci například s nízkoenergetickými stavbami.
Kombinace s decentrálními řešeními
Také v ČR, obdobně jako v jiných evropských zemích, se již několik desetiletí vede debata o tom, jak co nejoptimálněji řešit odvádění odpadních vod z objektů, které není možné jednoduše napojit na veřejné kanalizace. Navíc jak zabezpečit, aby z těchto zdrojů znečištění nedocházelo k znečišťování podzemních vod, zejména sloučeninami dusíku. Nová česká legislativa pro vypouštění odpadních vod do zásaku jde dokonce tak daleko, že i u ČOV do 50 EO požaduje denitrifikaci, což u objektů diskontinuálně užívaných je technologický problém – viz Tab. 1.
Tab. 1: Ukazatele a emisní standardy podle NV 57/2016 Sb
V podstatě tak tento požadavek přímo navádí ke kombinaci co nejstabilnějších nárůstových technologií s technologiemi využívajícími dělení odpadních vod.
V rámci několika projektů byly ověřovány (viz výsledky v Tab. 2) klasické nárůstové technologie – sestava septik + vetikální biofiltr, kde bylo dosaženo jak v kontinuálním, tak přerušovaném provozu značného stupně nitrifikace a i částečné denitrifikace, ale ukazuje se, že pokud má být řešení jednoduché, pak nejlevnějším způsobem, jak např. dosáhnout ještě lepšího odstranění celkového dusíku, je oddělení moči a její separátní zpracování.
Technologie vhodné pro diskontinuálně obývaný dům
Zejména pokud jsou výkyvy v návštěvnosti, a to jak v rámci týdně, tak i v rámci roku, pak je z hlediska dlouhodobého dosahování přísných parametrů vhodné volit spíše extenzivnější způsoby (založené například na anaerobních procesech) v kombinaci s nárůstovými kulturami (např. septik + vertikální biofiltr). V rámci projektu ANASEP byla vyvinuta a odzkoušena podle EN 12566-3+A2 sestava AS-ANAZON, kterou tvoří septik AS-ANASEP a vertikální filtr AS-ZEON se zeolitovo-pískovou náplní. Zdržení v septiku (konstrukcí se spíše jedná o anaerobní přepážkový reaktor) bylo cca 5 dnů a plocha filtru, kterou tvořila směs zeolitu a písku, byla 1,2 m 2 /EO při výšce filtrační vrstvy cca 1 m.
Tab. 2: Výsledky dosažené zkouškou typu dle ČSN EN 12566-3+A2 pro AS-ANAZON
Z uvedeného, a i z dalších pokusů prováděných při nerovnoměrném zatížení, je vidět, že vertikální biofiltr vykazuje značnou stabilitu i co se týče odstranění amoniakálního a celkového dusíku, čehož se dá využít jako základu pro řešení dané problematiky. Další opatření pro dosažení přísných českých požadavků na parametr celkový dusík pak mohou být již z portfolia NASS – např. oddělení moči z pánských pisoárů a její separátní zpracování. To je opatření, které provozovatele minimálně zatíží jak po stránce investičních, tak i provozních nákladů. V dalším textu je pro ilustraci uvedeno několik praktických případů.
Obr. 1: Septik a vertikální filtr (septik AS-ANASEP + biofiltr AS-ZEON)
Praktický příklad č. 1 – informační středisko pro návštěvníky CHKO
Zejména u sezónně provozovaných turistických objektů s velkými výkyvy v návštěvnosti je to prakticky jediná ekonomicky únosná možnost - viz zpracovaná ekonomická studie pro rekreační objekt v CHKO (informační středisko) na frekventovaném místě, bez možnosti napojení na el. energii a další sítě, které navštíví při hezkém počasí až 1000 lidí/den. Přičemž pro návštěvníky se počítá s 6 dámskými a 1 pánským klozetem a 5 pisoáry. Pro personál pak s jednou splachovací toaletou bez dělení vod a sprchou. Vypouštění je možné jen do vod podzemních – do zásaku.
Varianty řešení:
Varianta a ) Komfortní splachovací klozety bez dělení vod, high-tech technologie s dávkováním substrátu a MBR s následujícím zásakem.
Varianta b) Splachovací klozety s oddělením moči pro dámy a bezvodé pisoáry, řešení odpadních vod pomocí septiku AS-ANASEP a vertikálního filtru AS-ZEON a jímek na moč.
Varianta c) Suché záchody pro turisty, splachovací toaleta pro personál – jímky na exkrementy ze suchých záchodů, řešení toalety pro personál pomocí septiku AS-ANASEP a vertikálního filtru AS-ZEON a jímek 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) Po vzoru řešení z Austrálie - splachovací toalety, ale s minimalizací spotřeby vody, splachovací toaleta pro personál a řešení pomocí septiku a vertikálního filtru.
Obr. 2: Příklad řešení hygienického zařízení pro turisticky exponovanou lokalitu v Austrálii
Obr. 3: Vyhodnocení jednotlivých variant – graf vyjadřující srovnání variant zohledňující investiční i provozní náklady při desetiletém provozu
Závěr: Výsledkem rozhodovacího procesu byl kompromis mezi nároky na komfort a náklady na investici a provoz. Vybráno bylo řešení, kde budou využity separační toalety pro dámy a bezvodé pisoáry k oddělení moči a jejímu následnému transportu na ČOV (ověřována bude dále možnost a stanovení podmínek pro dávkování moči na biofiltr v době malého provozu).
Praktický příklad č. 2 – dům bez možnosti připojení ke kanalizaci, není možný ani zásak
Další porovnání klasicky řešeného a optimalizovaného domu s využitím NASS je provedeno pro české podmínky a obvyklé nároky uživatelů na dům, z kterého není možné vodu odvádět kanalizací a v místě není možný zásak. Srovnávány jsou investiční a provozní náklady a návratnost v případě použití systému s dělením vod.
Ukazuje se, že nejčastějším případem využití NASS v praxi je použití šedých vod ze sprch po úpravě na splachování toalet. V českých podmínkách se tak dá šetřit až 50 % nákladů na vyvážení, což v některých případech (pro čtyřčlennou rodinu) může být až 13 500 Kč/rok. S využitím tohoto údaje se dá lehce spočítat návratnost - pohybuje se kolem pěti let. Dále je možná i jiná varianta pro případ, kdy pitné vody je nedostatek (viz Obr. 4). Tato varianta je však zatím z hlediska návratnosti výhodná jen v případech, kdy se skutečně nedostává pitné vody – v případě dostatku pitné vody je návratnost více než 20 let.
Obr. 4: Řešení domu s nedostatkem pitné vody a s jímkou na vyvážení
Příklad č. 3 - nízkoenergetické stavby
Úspora spotřeby a dělení vod jsou další možnosti, jak snížit nároky na energetickou spotřebu a případně i snížit investiční náklady. Avšak z ekonomických důvodů se často nevyplatí dělat za každou cenu všechna možná opatření z portfolia NASS. Vždy se ale vyplatí použít spořiče vody, z dlouhodobého pohledu pak detekci úniku vody, např. protékající toaletou. Jednou z variant při upřednostnění nízkoenergetického čištění vod (např. v případě závislosti na solární energii) je použití sestav septik + filtr, a to i za cenu vyšších investičních nákladů (ČOV s intenzivní technologií, např. s SBR, se dá pořídit za polovinu) – návratnost je pak řádově za 20 let. U menších staveb je pak většinou i diskutabilní recyklace tepla z vody – u větších staveb, zejména pokud se pracuje s teplou vodu, je už návratnost reálná.
Spořiče vody
Spořiče vody jsou často velice jednoduchá zařízení, která dokáží (zejména u veřejných budov) podstatně snížit produkci odpadních vod, a tím i náklady. Zejména tam, kde by se odpadní vody měly odvážet, mohou být úspory značné. Existují také již zařízení detekující např. protékající toalety.
Nízkoenergetické způsoby čištění vod
Existují i další možnosti, jak vyhovět požadavku na minimalizaci potřeby energie – viz např. již zmíněná sestava septik + vertikální biofiltr. V případě potřeby se pak dá využít i sestava s čerpadlem, které využívá energii z fotovoltaických panelů .
Obr. 5: Příklad zařízení na čerpání s využití fotovoltaických panelů (AS-SUNO)
Recyklace vody a tepla
Recyklace vody a tepla přichází v úvahu zejména u větších objektů. Především se týká šedých vod a jejich znovuvyužití na splachování toalet a využití tepla z šedých vod na ohřev teplé užitkové vody. Recyklace šedých vod má již řadu sofistikovaných řešení (nejčastěji s využitím membránových technologií), ale přirozeně intuitivně vznikly postupy zcela amatérské – nabrat z vany po osprchování hrníčkem vodu do kbelíku a použít ji ke spláchnutí toalety nebo si umývat ruce nad splachovací nádržkou.
Obr. 6: Příklad zařízení na využití šedých vod a spirálový výměník tepla
Příklad projektu pro rekreační objekt – recyklace šedých vod při současném využití tepla pro objekt výukového centra pro děti a mládež (cca 30 osob). Investiční náklady na šedé vody a jejich recyklaci. Po započtení provozních nákladů vyšla návratnost cca na 7 roků.
Obr. 7: Příklad zařízení na využití tepla z šedých vod - deskový výměník
Závěr
Díky legislativnímu tlaku (např. kvůli požadavkům na vypouštění odpadních vod do vod podzemních), a i díky možným úsporám, se pomalu ale jistě začínají jednotlivé prvky NASS prosazovat do praxe nejen formou pilotních projektů. A to i v takových zemích, které mají relativní dostatek vody. A i když to ještě bude dlouhá cesta, kterou bude nutno urazit (např. v oblasti akceptace), tak to vypadá, že řešení jako je dělení moči nebo recyklace šedých vod mají svoje místo všude tam, kde se budou uplatňovat ekologické přístupy v duchu udržitelnosti. Je také zřejmé, že s používáním těchto technik ještě přibydou další praktické náměty. Cesta, na kterou se NASS vydaly, je tedy už nevratná.
Ing. Karel Plotěný
Literatura
[1] Korespondenz Abwasser (KA) 12/2013
[2] Návrh změn v Nařízení vlády č.416/2010 o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění odpadních vod a náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod podzemních.
... aneb jak se s 5-ti metrovým žebříkem vytočit v třímetrové garáži.
Číst více
26. 9. 2023
Jestli bylo cílem nadchnou další mladé lidi pro myšlenky udržitelnosti, tak se to určitě povedlo, energie tam ze všech přímo tryskala.
Číst více
21. 9. 2023