Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy
Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Ing. Jan Sojka

Čistírny odpadních vod pro rodinné domy

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

Vydala Grada Publishing, a.s.
U Průhonu 22, 170 00  Praha 7
tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400
www.grada.cz
jako svou 5163. publikaci

Odpovědná redaktorka Mgr. Pavlína Zelníčková
Jazyková korektura Mgr. Pavlína Zelníčková
Sazba Ing. Martina Mojzesová
Vizualizace na obálce – USBF Technology, s.r.o.
Počet stran 96
První vydání, Praha 2013
Vytiskla Tiskárna PROTISK, s.r.o., České Budějovice

© Grada Publishing, a.s., 2013
Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2013

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

ISBN 978-80-247-4504-6

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

E-knihu ve formátu EPUB vytvořil Jan Löffelmann.

ISBN 978-80-247-8502-8 (ve formátu PDF)
ISBN 978-80-247-8503-5 (ve formátu EPUB)

Úvodem

Celkové množství vody na Zemi, tím rozumíme vodu podzemní, povrchovou, atmosférickou a vodu vázanou v ledu, je konstantní. Z tohoto množství je 2,77 % vody sladké a z toho pouze 0,34 % je dostupné pro člověka. S měnícím se klimatem počet lidí nemajících přístup k pitné vodě roste. Předpokládá se, že do roku 2030 bude 47 % světové populace žít v oblastech s obtížným přístupem k vodě. Nedostatek vody může zabránit zemím produkovat potraviny, generovat energii, může vyvolat sociální nepokoje. Zatímco nedostatek vody představuje pro bohatší státy zvládnutelný problém, pro chudší země jde o silný destabilizační faktor.

| Obr. 1 Nebezpečí sucha

To vše by nás mělo nabádat k zamyšlení nad šetrnými způsoby využívání tohoto zdroje, ale především nad jeho ochranou, tj. neznečišťováním. Komplexní ochrana povrchových vod znamená ovšem i vyřešení problematiky malých zdrojů znečištění a rozptýlené zástavby. Ve většině případů jsou investory malých domovních čistíren obecní úřady, firmy nebo soukromí uživatelé, kteří ne vždy mají dostatek zkušeností s vodohospodářskou problematikou. To může vést k vysokým investičním nákladům nebo nevhodně zvolené technologii s důsledkem nedosažení limitních hodnot na odtoku z čistírny.

Pokud stojíte před otázkou, zda čistírnu ano, či ne a jakou, pak právě pro vás je určena tato příručka, která se snaží podat stručný přehled postupů a poznatků při řešení problematiky čištění odpadních vod z malých zdrojů znečištění do 50 obyvatel. Všem čtenářům publikace pak budeme vděčni za náměty, které by posloužily pro zdokonalení eventuálního příštího vydání.

1

Historie čistírenství

Činností člověka (průmyslovou, zemědělskou) se mění odebíraná voda z přírody na vodu odpadní. Úroveň odvádění a způsob nakládání s odpadními vodami často vypovídá o kulturním, technickém a ekonomickém stupni rozvoje dané společnosti.

Prvním pokrokem v oblasti nakládání s odpadními vodami v historii lidstva bylo uvědomění si souvislosti mezi odpadní vodou a možností šíření epidemií, které vedlo k pokusům o odvádění odpadních vod do vod povrchových (moře, řeky nebo čisticí rybníky). Zdrojem pitné vody byly tehdy především studně, proto bylo vypouštění splašků do povrchových vod v dané situaci nejjednodušším řešením. A tak se problém s odpadními vodami přenesl z měst a sídelních útvarů do potoků, řek a moří. Z historie je známo například důmyslné odvádění odpadní vody z velkých metropolí ve Střední Americe, Středomoří či Asii.

K prvním sociálním zařízením dochovaným na našem území patřily prevéty, které sloužily k odvádění fekálií na hradech. V podstatě se jednalo o suchý záchod umístěný tak, aby z něj odpady vytékaly na hradby a tím napomohly ztížit nepřátelským útočníkům dobývání hradu. Prevét pochází z románské doby; je postaven z kamenných kvádrů v podobě arkýře neseného dvěma krakorci, který vyčnívá nad hradním příkopem. Najdeme i prevéty uzpůsobené k proplachování dešťovou vodou. Toto víceúčelové středověké odvádění odpadních vod můžeme vidět například na hradech Loket, Kost a Pecka.

| Obr. 2 Prevét

V měšťanských domech se výkaly soustřeďovaly do nádob a vylévaly z oken přímo na ulici. Od 13. století sloužily ve městech pro ukládání veškerých odpadů z domácností odpadní jímky. Byly to jámy umístěné v zadní části dvora s dřevěným pažením a vrstvou jílu proti průsaku do země. Jímky byly zakryty jednoduchou dřevěnou konstrukcí uvnitř se stolicí nebo pouze s prknem. Vyskytovaly se stolice i s více otvory pro větší počet osob. Na intimní prostředí se příliš nehledělo a někdy byl záchod společný i pro několik domů. Konání potřeby na veřejných místech nebylo v této době považováno za společenský prohřešek. Od 14. století podléhaly odpadní jímky hygienicko-stavebním předpisům. Na venkově byly záchody součástí hnojiště. První doložená zmínka o kanalizaci je z roku 1310 u domu hradčanského probošta v Praze, který se nacházel v dnešní Nerudově ulici. Úřad čističe městských struh byl zaveden v roce 1340. Čištění ulic, záchodů a jímek prováděli lidé společensky stavění na úroveň katova pacholka pod označením purganates cloacas. Kuriózní způsob hromadného vývozu pražských jímek představovalo použití sudů naplněných obsahem žump proti obráncům Karlštejna roku 1422, které bojovníci vrhali praky proti hradu.

Teprve v 15. století se stal záchod součástí budovy a byl umístěn na pavlači nebo na schodišti. Odpad se dostával po dřevěných skluzech do jímky nebo byl odváděn samospádem do vodoteče otevřenými svodnicemi v ulicích. Svodnice sloužily zároveň i k převádění dešťových vod. V místech s nedostatečným spádem byly budovány již zmíněné jímky, vyvážené v dřevěných sudech za město.

Voda se v nezpevněných svodnicích zčásti vsakovala do země a za teplého počasí docházelo k částečnému odpařování. To způsobovalo zamoření ovzduší středověkých ulic, především v letním období. Hygienické problémy a šíření epidemií nutily konšely měst k vydání nařízení o prohlubování svodnic, jejich zakrývání a převádění splašků nejkratší cestou do toku. Zlepšení situace v úpravě a čistotě ulic přineslo jejich postupné dláždění a pravidelné čištění. I přesto byla úmrtnost způsobená používáním nekvalitní vody z vodovodu a znečištěním studen z blízkých žump v Praze na konci 18. století vysoká.

Koncem 19. století byla technická vybavenost na celém území Království českého odrazem struktury osídlení. Vodovody a kanalizace se stavěly jen pro měšťanské domy, kanalizační stoky byly zděné, u větších profilů vejčité nebo oválné.

| Obr. 3 Suchý záchod 20. století, Podkarpatská Rus

Nejrychlejší rozvoj čistírenství byl zákonitě zaznamenán v zemích, které měly v 19. století nejvíce problémů s rostoucím průmyslem a koncentrací obyvatelstva, tedy v Anglii a Americe. Opakované hygienické problémy v anglických městech (epidemie cholery v Londýně v 60. letech 19. století) a zvýšené nároky spotřeby vody prudce se rozvíjejícího průmyslu vedly k nutnosti systematicky se zabývat kvalitou a využíváním povrchové vody a dále ovlivňováním podzemní vody vodou povrchovou.

V roce 1865 byla založena první Royal Commision on River Pollution, jejíž činnost vedla k vydání zákona na ochranu řek před znečištěním. Přijetí samotného zákona nemělo velký vliv na kvalitu vody, protože zatím nebyly technické prostředky, jak řeky účinně chránit. Druhou významnou komisí, ustavenou v roce 1898, byla Royal Commision on Sewage Disposal. Tato komise si vzala za svou především koordinaci prací, které směřovaly k rozpoznání faktorů ovlivňujících kvalitu vody v povrchových vodách. Jedním z výsledků je například metoda pro hodnocení biologického znečištění doporučená roku 1908 (používaná dodnes) a návrhy biologického čištění odpadních vod pomocí zkrápěných biofiltrů, které představují nejstarší inženýrské řešení likvidace odpadních vod. Mezi první tohoto typu uvedené do provozu v Rakousku-Uhersku je biofiltr pro město Mődling u Vídně (1904) a biofiltr u hotelu Radium Kurhaus v lázních Jáchymov (1910, dnes Radium Palace).

Z hlediska legislativních nástrojů bylo výrazným posunem stanovení britských královských standardů, tzv. 30 : 20 standardu (30 mgNL/l a 20 mgBSK5/l), pro kvalitu vypouštěných odpadních vod v roce 1912.

Za zlom ve vývoji čistírenských technologií lze považovat objevení principu biologického čištění odpadní vody aktivovaným kalem pány Lockettem, Ardernem a Fowlerem v roce 1914. Autoři svůj patent nezaregistrovali, což poté využila firma Activated Sludge Co. Ltd., která díky svojí registraci úspěšně bránila využívání patentu mimo Anglii po dobu jeho platnosti do začátku 2. světové války.

Na evropském kontinentě se stokování a čištění odpadních vod rozvíjelo nejvíce v Německu, kde působila i řada anglických odborníků. Z našeho pohledu bylo nesmírně důležité působení rodiny Lindleyových. Sir William Heerlein Lindley nabídl městské radě vypracování projektu odkanalizování Prahy roku 1893. Díky prozíravosti plánu byl zajištěn nerušený plošný rozvoj pražské aglomerace až do druhé poloviny 20. století. Velkorysosti projektu odpovídaly i investiční náklady 6,5 milionu zlatých. Materiálem pro stavbu kanalizace byla zvolena cihla i přes lobby betonářských firem snažících se prosadit betonové provedení s odkazem na referenci vídeňské kanalizace z roku 1878, postavené za příznivou cenu z portlandského cementu. Přesto bylo vypsáno výběrové řízení na dodávku sedmi milionů cihel. V podmínkách bylo stanoveno časové rozpětí dodávek do 15 měsíců. Jak je i dnes patrno, bylo rozhodnutí z hlediska materiálového provedení navýsost správné. Výstavba na hlavních částech páteřní kanalizace začala rokem 1897 a v roce 1914 již délka pražských stokových sítí činila úctyhodných 135 305 metrů. Lindleyův projekt zahrnoval i výstavbu kanalizační čistírny odpadních vod v Bubenči. Stavba čistírny započala 9. září 1901 a 27. června 1906 byl zahájen zkušební provoz.

Realizací projektu Praha předstihla sídelní města tehdejšího Rakouska-Uherska.

| Obr. 4 Lapák písku; původní pražská čistírna

Vývoj čistírenství u nás neustává ani po druhé světové válce. V letech 1965–1967 je na Císařském ostrově v Praze postavena a uvedena do provozu největší aktivační čistírna ve střední Evropě. Impulsem pro další rozvoj bylo vytvoření legislativy, přijetí zákona o vodách v roce 1973. V současné době jsou města nad 25 tisíc obyvatel na území ČR zásobována z 96 % vodou z vodovodů, 94 % je odkanalizováno a 84 % produkovaných odpadních vod je čištěno. Úroveň čištění odpadních vod je vyšší než v některých zemích EU (Belgie, Itálie, Španělsko, Portugalsko, Řecko).

2

Co bychom měli vědět prozačátek