I napriek tomu, že sa s budovaním kanalizácií započalo až v 18. storočí, bolo
zásobovanie pitnou vodou a zneškodňovanie splaškov už v staroveku na vysokej úrovni.
Žiaľ, na počiatku stredoveku došlo hlavne v strednej Európe k určitému poklesu
úrovne ich zneškodňovania, kedy sa všetky splašky vylievali priamo do
povrchových stôk, čo spôsobovalo vznik a následné šírenie epidémií.
V skorších dobách nemali ľudské sídla problém s odpadovými vodami ako máme
dnes my. Odpadové vody, aké poznáme dnes, jednoducho neexistovali. Za ľudským
obydlím bol vo väčšine prípadov umiestnený suchý záchod, ktorého obsah obyvatelia
likvidovali spolu s odpadovými produktami hospodárskych zvierat vyvezením na pole, kde
slúžil ako hnojivo. Odpadová voda z umývania nádob a osobnej hygieny bola
likvidovaná jednoduchým spôsobom. Bezprostredne po použití bola vyliata na záhradku.
Problém so zneškodňovaním odpadových vôd vznikol umelo až v súčasnej dobe.
Jeho vznik je spojený s rozšírením splachovacích záchodov umiestnených v obydliach
a budovaním kuchýň a kúpeľní, odkiaľ odtekajú odpadové vody silno riedené a vo
veľkých množstvách.
Je zrejmé, že problému s odpadovými vodami sa možno zbaviť alebo návratom k
životu v súlade s prírodou tak, ako ho uplatňovali naši predkovia, čo u
prevažujúcej miery populácie neprichádza do úvahy, alebo budeme odpadové vody
recyklovať čističkami odpadových vôd.
Odpadová voda je definovaná ako voda použitá mimo vodného zdroja, ktorej
vlastnosti boli zmenené ľudskou činnosťou a voda z atmosferických zrážok. Zákon
stanovuje, že ten, kto vypúšťa odpadové vody, je povinný zabezpečiť ich
zneškodnenie. Zo zákona možno odvodzovať, že nie je možné vyhnúť sa povinnosti
zneškodnenia (čistenia) vypúšťaných odpadových vôd ani s poukázaním na to, že
kvalita vody v recipiente (vodnom toku), do ktorého sú odpadové vody vypúšťané, je
horšia ako kvalita vypúšťaných odpadových vôd. Rozhodnutie, do akej miery musí
byť značistenie vypúšťaných odpadových vôd odstránené, prislúcha len
vodohospodárskemu orgánu, ktorý má prehľad o kvalite vody v recipiente a ďalších
vyskytujúcich sa zdrojoch znečistenia a o nárokoch ďalších záujemcov na použitie
vody z recipientu.
Odpadové vody od obyvateľstva, z hygienických zariadení, niektorých služieb ako
sú napr. reštaurácie, kuchyne, hotely, nemocnice a podobne, nazývame odpadovými
vodami splaškovými - krátko splašky. V prípade miest, kde časť odpadových vôd
pochádza z priemyslu, dopravy, služieb a podobne, hovoríme o mestských odpadových
vodách.
Znečistenie odpadových vôd rozdeľujeme do niekoľkých
hlavných skupín:
Nerozpustené látky -
ide väčšinou o pevné látky,
aj keď do tejto skupiny môžeme zahrnúť i niektoré látky kvapalné (emulzie,
povlaky, gely a pod.). Nerozpustené látky tvoria jeden z najzávažnejších druhov
znečistenia odpadových vôd. Pri vypúšťaní s odpadovými vodami do odtoku sa ich
časť usadzuje a tvorí kalové lavice. Väčšie nečistoty (zbytky spracovaných
potravín, ovocia, zeleniny a pod.) spôsobujú estetické a hygienické závady a
vzhľadom k objemu sa pomaly rozkladajú a znečisťujú dlhé úseky tokov. Syntetické
hmoty (fólie, vlákna, textílie, obaly a pod.) sa prakticky nerozkladajú, ukladajú sa
v kaloch, zachytávajú sa na vodných rastlinách a brehoch. Okrem estetických závad
umožňujú zachytávanie ďalších nečistôt a nepriaznivo ovplyvňujú flóru a faunu
tokov. Prevažnú časť nerozpustných látok je možné z odpadových vôd odstrániť
pomerne jednoducho, ich zachytenie je preto prvou podmienkou pri čistení odpadových
vôd
Rozpustené látky - tvoria rozsiahlu skupinu
nečistôt, ktoré nemožno z vody odstrániť usadením. V závislosti na zložení
spôsobujú v povrchových vodách rôzne závady. Ovplyvňujú pach vody, látky kyslej
alebo zásaditej povahy menia kyslosť vody, čím nepriaznivo pôsobia na biologický
život a zvyšujú chemickú agresivitu vody. Rozpustené jedovaté látky patria k
najvážnejšiemu ohrozeniu biologického života vo vodách, ich úniky do vodných tokov
spôsobujú veľmi vážne havárie
Špeciálne znečistenie
-
tvorí rozsiahla skupina
látok nachádzajúcich sa len v niektorých odpadových vodách (hlavne z priemyslu a
služieb), prípadne v mestských odpadových vodách. Ich koncentrácia je taká nízka,
že prakticky neovplyvňujú bežný proces čistenia
Lapače piesku - ťažké nečistoty ako napr. kovové
úlomky, piesok, kosti a pod. sú nežiadúcimi elementami pre dobrú funkciu čističky a
preto je nevyhnutné zachytiť ich už pred príchodom k čističke odpadových vôd. K
tomu sú využívané lapače piesku. Pre domové čističky odpadových vôd sú vhodné
typizované lapače štrbinové, prípadne upravené lapače vertikálne. V
najjednoduchšom prípade stačí k zachytávaniu hrubých nečistôt obyčajná
priehlbina v prítokovom potrubí na čistiareň. Pre správnu funkciu lapačov piesku je
potrebné zabezpečiť minimálne kolísanie rýchlosti prietoku splaškov. U malých
domových čističiek je pomerne ťažké splniť túto podmienku, lebo sú tu pomerne
veľké rozdiely medzi minimálnym a maximálnym prietokom a tak často dochádza k
usadzovaniu piesku spolu s kalom.
Lapače tukov, olejov a benzínu -
tieto lapače sa
používajú na zachytenie tukov, olejov a benzínu pred ich vypustením do kanalizácie,
prípadne čistiarne odpadových vôd, pre funkciu ktorej sú nežiadúce. Tuky, ktoré
sú pri vyšších teplotách odpadovej vody v tekutom stave, počas chladnutia tuhnú,
stávajú sa mazľavými, zachytávajú sa na stenách kanalizácie a zhoršujú jej
priechodnosť. Ropné látky, hlavne benzín, sa ľahko odparujú, ich pary tvoria so
vzduchom výbušnú zmes, ktorá je nebezpečím pre prevádzku a obsluhu kanalizácií a
čistiarní. Spoľahlivá funkcia priemyselne vyrábaných lapačov tukov a odlučovačov
ropných látok vždy závisí na ich pravidelnom čistení. Tieto zariadenia sú
využívané predovšetkým v najrôznejších prevádzkach ako sú kuchyne, hotely,
benzínové pumpy, automobilové opravovne a podobne.
Žumpy
-
sú bezodtokové nádrže s odporúčanou
časovou lehotou vyvážania menšou než 1 x za 20 dní, pričom sa obvykle uvažuje s
dennou produkciou odpadových vôd 120 litrov/osobu a deň. Tak vychádza potrebná
veľkosť žumpy pre 5 osôb: jeden rodinný dom = 12,5 m3.
Umiestnenie žumpy na pozemku je potrebné voliť tak, aby k nej bol umožnený prístup
pre fekálny automobil a aby boli dodržané minimálne - normou stanovené vzdialenosti
žumpy od budov a vodných zdrojov. Do žumpy nie je možné zviesť dažďové vody.
Pôdorys žumpy je obvykle obdĺžnikový, prípadne kruhový. Steny a dno musia byť
vodotesné, dno so sklonom najmenej 2% k najhĺbšiemu miestu musí byť vybavené
čerpacou jamkou. Strop musí byť nepriedušný a vo výške najmenej 0,3 m nad
maximálnou hladinou. Vstup do žumpy sa umiestňuje nad čerpacou jamkou v blízkosti
vtokového potrubia. Obvykle sa rieši otvorom s rozmermi najmenej 600 x 600 mm a je
krytý poklopom (liatina, plast a pod.) Priestor žumpy musí byť odvetraný pripojenou
vnútornou kanalizáciou alebo samostatným vetracím potrubím vyvedeným až nad strechu
budovy. Výhodnosť inštalácie žumpy je v súčasnej dobe veľmi obmedzená a
diskutabilná. Využitie je výhodné len u objektov, ktoré nie sú vybavené vodovodom,
alebo len k zhromažďovaniu fekálnych odpadov (suché záchody) v miestach, kde nie je
vhodný recipient. Pred
inštaláciou žumpy slúžiacej k dočasnému zhromažďovaniu odpadových vôd je
potrebné vždy zvážiť ekonomiku prevádzky a užívateľské pohodlie. Tieto
požiadavky žumpa v súčasnej dobe nemôže splniť.
Septiky -
sú to prietokové zakryté nádrže
umiestnené v zemi slúžiace k odsedimentovaniu splaškov. Priestor nádrže je
rozdelený prepážkami na dve až tri postupne pretekané komory, v ktorých sa
zhromažďuje usadzujúci sa a postupne vyhnívajúci kal. Zdržanie v septiku by malo
byť minimálne 5 dní, aby bol dosiahnutý účinok čistenia min. 20%. Voda vytekajúca zo septiku silno zapácha a nie je možné jej vypúšťanie
bez ďalšieho stupňa čistenia. Účinnosť čistenia septikov pri obytných budovách
je možné zvýšiť segregáciou odpadových vôd, čo znamená, že fekálie sa
zhromažďujú v bezodtokovej žumpe (hlavne pri použití suchých záchodov) a ostatné
odpadové vody z obydlia sú vedené priamo do septiku. Zníženie privádzaného
znečistenia sa odhaduje asi na 40%. Účelné je tiež zavedenie odpadu z WC do prvej
komory septiku, odtiaľ vedie len prepad (chránený pred únikom plávajúceho kalu
nornou stenou) do druhej komory, kam sú zavedené tiež ostatné odpadové vody. Odpad z
tohoto septiku má tak lepšiu kvalitu ako odpad zo septiku obvyklého vyhotovenia, lebo
hlavné hnilobné procesy s produkciou plynu prebiehajú prevažne v prvej komore a
nenarušujú tak procesy v ďalšej časti septiku. Septik je stavebne nenáročný a
prevádzkovo nenáročný čistiaci objekt.Strop septiku musí byť vždy zakrytý pevným
vekom (monolitným, alebo prefabrikovaným) a vnútorný priestor odvetraný rovnakým
spôsobom ako u žumpy. Do každej komory musí byť umožnený prístup pre vyberanie
usadeného kalu. Jeho malou výhodou je, že nevyžaduje predčistenie splaškov (lapače
piesku, hrablice) a nepotrebuje k prevádzke elektrickú energiu. Jeho spoľahlivá
funkcia vyžaduje minimálne úsilie - pravidelné vyberanie kalu. Avšak práve preto,
že sú starosti s prevádzkou septiku minimálne, nie je často i celé roky
udržiavaný, čím naopak znečistenie životného prostredia zvyšuje. Jeho zásadnou
nevýhodou je, že predčistenú vodu zo septiku nie je možné vypúšťať do recipientu
alebo podložia, čím sa zmysel jeho využitia stráca. Využitie septikov je vhodné u
väčších čističiek odpadových vôd, kde slúžia ako prvý stupeň čistenia.
Septik + filter
- za septik sa obvykle zaraďuje
pieskový alebo iný filter na dočistenie, čím sa účinnosť čistenia podstatne
zvyšuje. Výhodou tohoto systému je, že nepotrebuje pripojenie elektrickej energie. U
malých rekreačných objektov s nízkym látkovým zaťažením väčšinou účinnosť
čistenia postačuje. U trvale obývaných objektov dochádza často k úniku hrubých
nečistôt do zemného filtra, ktorý potom rýchlo stráca prietočnosť, tým i
účinnosť a keďže čistenie filtra nie je obvykle reálne, je potrebné ho často
kompletne vymieňať. Tento systém je obtiažne realizovať v rovinatom teréne, lebo k
filtru je potrebné klesnúť s odtokom vody o min. 0,8 m. Filter musí byť vodotesný a
musí mať plochu min. 5 m2 na osobu. Pokiaľ zrátame
náklady na septik a zemný filter, dostaneme sa na cenu cez 55000,- Sk, čo je cena
blízka lacnejšej domovej čističky odpadových vôd. Výhoda úspory elektrickej
energie je pri tom prekonaná nevýhodou väčších nárokov na plochu, málo
hygienickým prostredím a nedostatočným užívateľským pohodlím.
K čisteniu odpadových vôd sú využívané mikroorganizmy pevne
prisadnuté k podkaladu vo forme rôznych systémov biofiltrov a biodiskov, ktoré sú
zmáčané odpadovými vodami, ale aj aktivačné systémy s kalom vo vznose, u ktorých
sú vločky kalu premiešavané s odpadovou vodou a vzduchom.
Väčšina čističiek odpadových vôd je založená na aeróbnom
spôsobe čistenia, pri ktorom je organická hmota rozkladaná zmesou
mikroorganizmov, ktoré k životu potrebujú kyslík zo vzduchu. Každá čistička má
obvykle tri časti. Hrubé predčistenie, kde dochádza k oddeleniu hrubých nečistôt od
odpadovej vody, ďalej aeróbny stupeň, kde dochádza k vlastnému biologickému
čisteniu s následným oddelením kalu (je produktom čistenia) od vyčistenej vody a
nakoniec priestor k skladovaniu produktov čistenia. Toto platí ako pre malé domové
čistiarne, tak i pre väčšie obecné - komunálne čistiarne odpadových vôd.
Biologické čistenie odpadových vôd je pomerne zložitý a technologicky náročný
proces. U väčších čistiarní je k dispozícii kvalifikovaná obsluha, ktorú v
posledných rokoch úspešne nahrádzujú inteligentné riadiace systémy. U malých
domových čistiarní je potrebné zabezpečiť obdobnú vysokú kvalitu čistenia, ale
bez trvalej obsluhy podstatne jednoduchším spôsobom.
Každá domová čistiareň odpadových vôd
by mala spĺňať tieto požiadavky:
Účinnosť čistenia väčšiu ako 95%
Nehlučnú prevádzku
Spotrebu energie menšiu ako
1kWh/m3
vyčistenej vody
Parotesnosť vylučujúcu zápach v okolí
Dlhodobú funkčnosť bez prítoku splaškov
Schopnosť zvládnuť nárazový prítok ( celkové denné množstvo v
priebehu štyroch hodín)
Bezobslužnú prevádzku a minimálne nároky na údržbu
Žiadne mimoriadne opatrenia pre zimnú prevádzku
Malé alebo žiadne nároky na odborný servis
Použitie výlučne nekorodujúcich materiálov
Skladovanie produktov čistenia (kalu) minimálne na 3 mesiace
prevádzky s možnosťou ich automatického odkalenia bez použitia fekálneho automobilu
Automatickú kontrolu správnych funkcií čističky s prenosom signálu
na vhodné miesto
Delenie domových čistiarní odpadových
vôd
Domové čistiarne s biofiltrami
- obvyklý spôsob
technického riešenia je zrejmý zo schémy. Odpadové vody pritekajú do nádrže primárnej sedimentácie, kde
zostávajú hrubé nečistoty a predčistená voda prepadá na náplň biologického
filtra. Podmienkou je, aby odpdová voda bola dobre mechanicky vyčistená. Náplň filtra
je obvykle z plastu s veľkým špecifickým povrchom, na ktorom sú pevne usadnuté
biologické kultúry (kal), ktoré čistia pretekajúcu vodu. Odumretý kal je spolu s
vyčistenou vodou odplavovaný do dosadzovacej nádrže, kde dôjde k jeho oddeleniu od
čistej vody a potom je prečerpaný späť do nádrže primárnej sedimentácie.
Recirkulácia vody prebieha niekoľkokrát a niekedy sa pridáva nútené
prevzdušňovanie biofiltra. Tieto systémy sú vo väčšom rozsahu používané hlavne v
Nemecku a sú inštalované v prefabrikovaných betónových nádržiach. Na Slovensku
neexistuje výrobca biofiltrov, ktorý by mal významnejší podiel na trhu. Na princípe
biologickej filtrácie sú založené dva základné spôsoby biologického čistenia. Pomalé
(nízkozaťažované) biofiltre - ich náplň je menej hydraulicky a biologicky
zaťažovaná. Predčistená voda steká cez náplň pozostávajúcej z kameňa, trosky,
alebo plastu len raz v intervaloch, medzi ktorými dochádza k dokonalému prekysličeniu
náplne. Za pomalé biofiltre nie je potrebné zaradiť dosadzovaciu nádrž, obvykle je
však dosadzovacia nádrž navrhovaná. Kal z biofiltra môže byť vypúšťaný do
zemného kalojemu (lagúny), kde sa zahusťuje a vysýcha. Pomalé biofiltre sú vhodné
hlavne v lokalitách so značným sklonom terénu, kedy nevyžadujú čerpanie na filter a
ich obsluha je tak jednoduchá. Rýchlofiltre - ich konštrukcia je
podobná ako u pomalých filtrov, vyžadujú však trvalé zmáčanie náplne.
Nepretržité zmáčanie je dosahované vrátením časti vyčistenej vody do
prítoku k filtru. Odpadová voda tak prechádza cez filter niekoľkokrát. Biologické
rýchlofiltre sú vhodné pre väčšie počty pripojených obyvateľov. Ich nevýhodou
je, že náplň nesmie vyschnúť.
NEVÝHODY SYSTÉMU:
potreba vyššieho objemu
nádrží, zložité riadenie čerpadiel, nevyhnutnosť prirodzeného vetrnia - zápach,
nebezpečie zabahnenia náplne filtra po dlhšej prevádzke, vyššia spotreba elektrickej
energie, vyššie nadobúdacie náklady i prevádzková cena. VÝHODOU je, že mikroorganizmy pevne prisadnuté na náplni
filtra sú obecne odolnejšie voči rôznym chemikáliám ako organizmy v aktivačnej
zmesi.
Domové čistiarne s biodiskami
- sú to doposiaľ
stále najrozšírenejšie typy domových čistiarní odpadových vôd a ich jednotlivé
konštrukčné riešenia majú u nás pomerne vysokú technickú úroveň. Postup
čistenia je obvykle nasledujúci: Znečistené odpadové vody pritekajú do nádrže
primárnej sedimentácie, kde ostávajú hrubé nečistoty. Predčistené odpadové vody
gravitačne natekajú do čerpacieho priestoru, odkiaľ sú naberačkami dopravované do
vane biodiskov. Biodisky sa pomaly otáčajú a čiastočne zmáčajú v odpadovej vode,
čím dodávajú vzduch a živiny z odpadovej vody pre mikroorganizmy prisadnuté na
členitom povrchu biodiskov. Takto vyčistená voda so zmesou odpadového kalu odteká do
dosadzovacej nádrže, kde sa kal usadí pri dne a čistá voda odteká do odtoku. Pri
tomto spôsobe čistenia je potrebná väčšia energia k prekonaniu odporu pri brodení
kotúčov vo vode a k rovnomernému dvíhaniu vody naberačkami do nádrže s
biodiskami.
Domové biodiskové čističky spájajú v jednom objekte dva čistiace stupne.
Mechanický stupeň predstavuje nádrž primárnej sedimentácie na princípe septiku.
Táto nádrž súčasne slúži k vyrovnávaniu prítoku a v nej prebieha vyhnívanie
usadeného kalu spojeného so vznikom nepríjemne páchnucích plynov.V tom istom
priestore s mechanickým stupňom sa nad vodnou hladinou pohybujú biodisky, vyžadujúce
prostredie s primeraným množstom kyslíka nevyhnutného pre dobrú funkciu biologického
stupňa. Pri situovaní biodiskových čističiek je preto nevyhnutné postarať sa o
zamedzenie nimi vyvolávných nepriaznivých vplyvov. Aby hnilobné plyny z nádrže
primárnej sedimentácie nevytesňovali prívod čerstvého okysličeného vzduchu k
biodiskom a nezhoršovali tak účinnosť čistenia, vyžaduje priestor nad hladinou
dobré vetranie. Pre obmedzenie zápachu v bezprostrednom okolí čističky je
výhodné odvetrávať tento priestor do primeranej výšky ako u samostatných septikov.
NEVÝHODY SYSTÉMU:
Mechanicky sa pohybujúce súčiastky
(naberačky, disky, prevodovka) bývajú častým zdrojom porúch. Znížená účinnosť
čistenia v zime, kedy je potrebné buď priestor pritepľovať, alebo zamedziť prístup
studeného vzduchu. Pri nedostatočnej obsluhe môže dôjsť k zamrznutiu biodiskov a
následne k ich mechanickému poškodeniu. Nevyhnutnosť prirodzeného vetrania a tým
vznik zápachu. Obtiažna regulácia výkonu v rekreačných objektoch - v objektoch s
nepravidelným zaťažením. Vyššia spotreba elektrickej energie. VÝHODOU
ako u biofiltrov je väčšia odolnosť mikroorganizmov na zmeny v chemickom zložení
odpadových vôd.
Domové čistiarne s aktivačnou nádržou -
pre svoju
konštrukčnú jednoduchosť, vysokú účinnosť a nízku spotrebu elektrickej energie je
u väčších čistiarní používaný takmer výlučne aktivačný systém. Aeračný
stupeň čističky tvorí nádrž, v ktorej je miešaná zmes mikroorganizmov (aktivovaný
kal) s odpadovou vodou za súčasného vháňania stlačeného vzduchu. Po určitom čase
zdržania odpadovej vody v aktivačnej nádrži dochádza k jej vyčisteniu a následnému
oddeleniu vločiek kalu ťažších než voda od vyčistenej vody. Oproti
predchádzajúcim typom čistiarní tu nie sú mikroorganizmy pevne prisadnuté k
podkladu. Táto nevýhoda je však bohato vyvážená inými prednosťami a tak sa tieto
systémy v posledných rokoch výrazne presadzujú i v najmenších domových
čistiarňach. Snahou jednotlivých výrobcov je obmedziť predovšetkým nároky na
obsluhu. Doposiaľ známe aktivačné čistiarne odpadových vôd s kalom "vo
vznášaní" je možné rozdeliť na systémy s kontinuálnym a diskontinuálnym
prietokom odpadových vôd a na systém TOPAS.
Systémy s kontinuálnym prietokom -
väčšinou
obsahujú nádrž primárnej sedimentácie, kde dochádza k zachyteniu hrubých nečistôt a odkiaľ je predčistená odpadová voda zvedená do samostatnej aktivačnej
nádrže s jemnobublinkovým prevzdušňovacím systémom. Z aktivačnej nádrže odteká
zmes vyčistenej vody s kalom do dosadzovacej nádrže, kde kal klesá do kónického dna
a vyčistená voda bez kalu stúpa k prepadu do odtoku. Kal je väčšinou trvale vracaný
vzduchovým čerpadlom (mamutkou) do aktivačnej nádrže. Obvykle používané malé
aktivačné čistiarne s kontinuálnym prietokom vyžadujú obsluhu vzhľadom k
zvyšujúcej sa hustote aktivovaného kalu, ktorá nastáva v procese odbúravania
organického znečistenia. To má za následok, že pri nedodržaní predpísaných
úkonov údržby sa zhoršujú parametre čistenia. Niektoré typy malých aktivačných
čistiarní pracujú s väčšími aktivačnými nádržami a s väčšou hustotou kalu.
Tým odpadá obsluha, ale kal je nevyhnutné vyvážať fekálnym vozom cca 1 x za 6
mesiacov. NEVÝHODOU tohoto riešenia je, že čistička nie
je vhodná na prerušovanú prevádzku. Vysoká hustota kalu po prerušení
prevádzky - aktivácie spôsobuje problémy s jeho následným premiešaním. Kal sa pevne
usadzuje pri dne nádrže.
Systémy s diskontinuálnym prietokom
-
u týchto systémov sú odpadové vody privádzané do vyrovnávacej nádrže,
z nej postupne prečerpávané do aktivačnej nádrže, kde dochádza k procesu čistenia.
Po vyčistení vody je prerušený aktivačný proces, t.j. zastaví sa prevzdušňovanie
a prípadné premiešavanie vody v aktivačnej nádrži a po usadení kalu je vyčistená
voda odčerpaná do odpadu. Potom je znova spustené napúšťanie aktivačnej nádrže a
vyššie popísaný cyklus sa opakuje. Tento základný systém má mnoho rôznych
variantov a technických riešení. Obvykle vyžaduje najmenej jednoduché elektronické
riadenie jednotlivých fáz čistenia. V porovnaní s kontinuálnym systémom odpadá
potreba dosadzovacej nádrže.
Čistiarne odpadových vôd TOPAS sú určené k čisteniu všetkých
odpadových vôd z domácností. Je to celkom nový systém riešenia s maximálnym
dôrazom na automatickú prevádzku a z toho vyplývajúce minimálne nároky na obsluhu.
Obsluha pozostáva len z dozoru nad automatickým odčerpaním kalu z vyrovnávacej
nádrže cca 1 x za 6 mesiacov a z vizuálnej alebo akustickej kontroly správnych
funkcií čistiarne. Výhoda systému TOPAS spočíva vo flexibilite na premenlivé
zaťaženie. Pri dočasnom nedostatku prítoku odpadových vôd sa častým prepínaním
chodu čističky doplňujú živiny do aktivačnej nádrže z vyrovnávacej komory, kde
dochádza k ich uvoľňovaniu zo zmesi primárneho a prebytočného kalu. 100% regulácie
výkonu čistiarne podľa zaťaženia je automaticky regulovaná časovačom chodu, ktorý
je umiestnený v objekte.
Technologický postup čistenia systému TOPAS -
surové odpadové vody pritekajú do vyrovnávacej nádrže, kde sa akumulujú. Táto
nádrž súčasne slúži ako nádrž primárnej sedimentácie a skladovacia nádrž
prebytočného kalu. Rozdiel oproti iným systémom spočíva vo vyrovnávacej funkcii
tejto nádrže. Tu sú akumulované nárazové prítoky odpdovej vody z domácností v
kritických časoch a postupne sú mamutkou surovej vody (vzduchovým čerpadlom) po
zachytení hrubých nečistôt prečerpávané do aktivačnej nádrže, kde dochádza k
biologickému čisteniu aktivovaným kalom vo vznášaní. Zmes vyčistenej vody a
aktivovaného kalu následne nateká pri dne do kónickej dosadzovacej nádrže. Tu kal
zostávajúci pri dne prepadá späť do aktivačnej komory a vyčistená voda stúpa k
hladine, kde následne gravitačne odteká z čističky.
VÝHODY: Tento typ čistiarne je
charakterizovaný samoreguláciou všetkých čistiacich procesov od automatického
odkaľovania aktivačnej nádrže až po samoreguláciu výšky hladiny v akumulačnej
nádrži. To všetko bez nárokov na prítomnosť elektronických riadiacich systémov. Z
uvedených dôvodov, ako aj z hľadiska naplnenia prísnych ekologických, hygienických,
priestorových, cenových kritérií a z hľadiska mimoriadneho užívateľského pohodlia
pri jej prevádzke, spĺňa všetky požiadavky kladené na domové čistiarne odpadových
vôd.
Pod pojmom "malé obce" z hľadiska odkanalizovania
rozumieme nielen rozdelenie podľa počtov obyvateľov v obci, ale hlavne hľadisko
výšky investičných nákladov pre vybudovanie kanalizácie na jedného obyvateľa. To
znamená, že odkanalizovanie malých obcí s hustou radovou zástavbou bude treba
riešiť ako mestské sídlo a naopak i rozlohou väčšie obce s prevažujúcou
zástavbou izolovaných rodinných domov vykazujú z tohoto hľadiska charakter vidieckeho
sídla. Na problém odkanalizovania, prípadne i zásobovania pitnou vodou je potrebné sa
konečne pozrieť z hľadiska návratnosti vložených investičných prostriedkov.
Prerozdeľovanie cez štátny rozpočet prípadne cez Štátny fond životného prostredia
je veľmi nákladné pre celú spoločnosť a je riešením len pre vybrané obce,
ktorých je veľmi málo z celkového počtu lokalít, ktoré je potrebné urýchlene
riešiť.
Veľká väčšina obcí nakonec zostane odkázaná len na vlastné
zdroje financovania. Ich samosprávne orgány sa budú musieť rozhodnúť sami, kam budú
investovať. Či do kanalizácie, vodovodu, príspevkov na dopravu, do futbalového klubu
a.t.ď. Táto voľnosť v rozhodovaní a zodpovenosť za svoje financovanie je v zásade
správna. Problém nastáva v okamihu, kedy obecná kanalizácia znečisťuje vodný tok
alebo neodkanalizované splašky vypúšťané voľne z domácností znečisťujú
zdroje spodných vôd, čo už nemá len lokálny význam a negatívne pôsobí na
životné prostredie celej krajiny. V takých prípadoch by čistenie odpadových vôd
malo mať v rozhodovaní o investíciách jasnú prioritu.
Náklady na tradičné riešenia -
na mnohých
štátnych úradoch na úrovni okresov a správ jednotlivých povodí vodných tokov ešte
stále v značnej miere prevláda stanovisko, že jediné správne riešenie je klasická
kanalizácia a centrálna čistiareň odpadových vôd. K iným riešeniam sa úradníci vo
väčšine prípadov stavajú zamietavo, alebo so značnou nedôverou. Súčasne prežíva
konzervativizmus, ktorý neberie do úvahy rozvoj technológií za posledných 10 rokov,
že na malých čističkách odpadových vôd nie je možné dosiahnuť taký stupeň
kvality čistenia ako na centrálnej ČOV. Je samozrejmé, že využitie centrálnej ČOV
je prevádzkovo najvýhodnejšie, ale z hľadiska investičného vo väčšine malých
obcí je nerealizovateľné.
Pri riešení odkanalizovania obce napríklad s 500 EO v bežnej zástavbe
izolovanými rodinnými domami je možné odhadnúť celkové náklady na cca 40 mil. Sk.
Predpokladaný je prípad, že v obci je vybudovaná dažďová kanalizácia a buduje sa
len kanalizácia oddelená spašková. Čistiareň odpadových vôd je možno nadobudnúť
rádovo podľa typu za 3 - 6 mil. Sk. Ostatné náklady pripadajú na kanalizáciu a
domové kanalizačné prípojky. V súčasnej dobe sa ceny za kanalizáciu pohybujú od
3.000 do cca 6.000.- Sk/bm. Kanalizačné prípojky od 2.000 do 3.000,- Sk/bm. V obci s
cca 500 obyvateľmi je približne 160 domov, 3200 m kanalizačných prípojok v cene cca 7
mil. Sk a 6000 m kanalizácie v cene cca 22 mil. Sk. Jeden dom je potom zaťažený
úverom cca 160 000,- až 220 000,- Sk. Spotreba vody je uvažovaná 120 l/os. x deň, čo
pre celú obec znamená 60 m3 /deň. Náklady na
stočné po celú dobu životnosti diela tak budú nasledujúce:
elektrická energia
4 ,- Sk/m3
obsluha a údržba
1 ,- Sk/m3
odpisy
55 ,- Sk/m3
Náklady za stočné spolu
60 ,- Sk/m3
Pokiaľ si obec zoberie na stavbu úver, bude sa stočné pohybovať okolo 70,- Sk/m3. Je zrejmé, že tieto náklady nebudú obyvatelia
menších obcí, kde sú obvykle i nižšie príjmy, schopní, ani ochotní platiť a za
týchto podmienok budú odmietať pripojenie ku kanalizácii, ktoré dnes nie je povinné.
Nad hranicou 70 Sk/m3 potom začína oblasť
investičného podnikania v kanlizáciách, kedy je možné podnikať so ziskom. Pokiaľ
by v parlamente prešiel zákon o povinnosti napojenia na splaškovú kanalizáciu, ak je
v mieste vybudovaná, zrejme by sa rýchlo objavili vodárenské spoločnosti ochotné do
tejto oblasti investovať.
Tlaková kanalizácia
- princíp riešenia spočíva v zriadení
čerpacej stanice odpadových vôd pri každom dome, ktorý sa napojí na
elektrický
rozvod v objekte. Obvykle sa používajú vysokotlakové kalové čerpadlá s drvičom
splaškov, ktoré sa napájajú cez spätné klapky na zberné tlakové potrubie v
uliciach. Profily potrubí sa pohybujú od 40 do 63 mm a riešenie nie je prakticky
závislé na konfigurácii terénu. Splašky sa potom tlakovo dopravujú na centrálnu
čistiareň odpadových vôd bežného typu. Čerpacie stanice sa budujú nanovo, alebo vo
vyhovujúcich prípadoch sú využívané existujúce žumpy. VÝHODOU
je podstatné zníženie nákladov na kanalizáciu, ktoré by v priemere nemali
presiahnúť 1100,- Sk/bm. NEVÝHODOU sú pomerne vysoké
náklady na vystrojenie čerpacích staníc, ktoré sa pohybujú od 40 000,- do 70 000,-
Sk na jeden dom a fakt, že sú čerpané surové splašky. Väčšinou nie je výhodné
sústrediť viac objektov (domov) do jednej čerpacej stanice, lebo potom nastáva
problém s elektrickou prípojkou, meraním a obsluhou čerpacej stanice. I pri použití
kvalitných čerpadiel je vždy čerpanie surových splaškov potenciálnym problémom.
Spoľahlivosť funkcie čerpadiel surových splaškov je čiastočne závislá na
disciplíne užívateľov, ktorí majú často snahu sa cez kanalizáciu zbavovať vecí,
ktoré do odpadových vôd normálne nepatria. To je tiež jeden z hlavných dôvodov,
prečo je výhodnejšia samostatná čerpacia stanica na každý objekt.
Podtlaková (vákuová) kanalizácia
- je založená na princípe
vytvorenia podtlaku v hlavnom uličnom kanalizačnom potrubí, do ktorého sa
cez sacie
ventily domových kanalizačných prípojok nasávajú odpadové vody z napojených
objektov. Systém má centrálnu vákuovú stanicu, v ktorej sa pomocou vákuových
čerpadiel vytvára podtlak v zbernej tlakovej nádobe (zásobníku). Do tohoto
zásobníka sú nasávané odpadové vody pri každom otvorení sacieho ventilu v
niektorej z akumulačných domových nádrží umiestnených na domových prípojkách.
Sacie ventily zabezpečujú otvorenie a nasatie odpadových vôd z domovej nádrže do
hlavného kanalizačného potrubia pri dosiahnutí určitej hladiny splaškov v šachte a
po jej vyprázdnení opätovné uzatvorenie tak, aby nedošlo k zníženiu podtlaku a
ohrozeniu funkčnosti systému. Z vákuovej stanice sú odpadové vody dopravované
gravitačne alebo čerpaním do čistiarne odpadových vôd.
Koreňové čistiarne - investičné náklady na
koreňové čistiarne, pokiaľ sú budované spoľahlivé sedimentačné nádrže a
vodotesne izolované štrkopieskové podložia sú obvykle väčšie než na moderné
aktivačné ČOV. Úspora nákladov na elektrickú energiu je väčšinou
znehodnotená zvýšenými prevádzkovými nákladmi na údržbu zariadení,
vyvážanie sedimentačných nádrží a menšou účinnosťou čistenia. Praktický
význam je preto len lokálny, tam, kde je už vybudovaná pomerne kvalitná dažďová
kanalizácia so značným prítokom balastných vôd a vodovod. Prepady nádrží na
dažďovú kanalizáciu sú väčšinou už napojené a tak sa súčasný stav ponechá a
zabezpečí sa len dočistenie. Pokiaľ nie je v obci vodovod, nemožno s týmto
riešením súhlasiť, lebo môže dôjsť k ohrozeniu lokálnych zdrojov pitnej vody.
Žumpo - septikový systém - dôsledné vyvážanie žúmp s následným
čistením v centrálnej čistiarni odpadových vôd vo vzialenejšom regióne, ako si to
predstavujú mnohí kompetentní činitelia na ministerskej úrovni ako jedno z možných
riešení pre malé obce, je úplnou úradníckou ilúziou. Vyvážanie žúmp je natoľko
nákladná záležitosť, že pokiaľ nie je plne, alebo v podstatnej miere dotovaná z
obecného rozpočtu, občania sa vyvážaniu maximálne vyhýbajú napojením, alebo
prečerpávaním do dažďovej kanalizácie, prípadne presakovaním do podložia na
vlastnom pozemku. U existujúcich domov je ďalším problémom to, že často ani nemajú
vybudované nepriepustné nádrže s dostatočným objemom. Náklady na vybudovanie novej
nádrže (žumpy) sa pohybujú od 40 000,- do 60 000,- Sk. Že dochádza k znečisťovaniu
podzemných vôd a tým i miestnych studní, je evidentné. Pritom donútiť občanov k
pravidelnému vyvážaniu obsahu žúmp zákonom či obecným nariadením je prakticky
nepriechodné. Určitým riešením je výstavba centrálnej čistiarne odpadových vôd s
perspektívou napojenia celej obce a technologicky dočasne prispôsobenej na dovoz
splaškovej vody zo žúmp, ktorý obec čiastočne dotuje. Tak ako obec postupne získava
prostriedky na investície, pripája jednotlivé časti obce na túto ČOV.
Domové čistiarne odpadových vôd - u malých domových čistiarní je
najväčším problémom súlad so zákonom o vodách. Respektíve otázka, kam s
vyčistenou (správne "predčistenou") vodou. Do dažďovej kanalizácie,
pokiaľ je v obci vybudovaná, vodohospodársky orgán vypúšťanie obvykle nepovoľuje
preto, že kanalizácia nie je vodotesná a vyčistená voda nie je zabezpečená
bakteriologicky. Ďalším pochopiteľným dôvodom je to, že na každú malú ČOV by
bolo potrebné spracovať samostatný projekt a vydať vodoprávne povolenie. Následná
kontrola vodoprávnych povolení k vypúšťaniu predčistených odpadových vôd pre
väčšie množstvo domových ČOV je prakticky nemožná. Nemá teda zmysel vydávať
povolenia, ktoré nie je možné kontrolovať. Pokiaľ by sa k samostatným domovým
čistiarňam odpadových vôd budovala zvláštna klasická kanalizácia na odvod
predčistenej vody, stúpnu nadobúdacie náklady. Inou možnosťou je presakovanie
predčistenej odpadovej vody do podložia. Tu bol donedávna problém v tom, že každý
jednotlivý prípad vyžadoval opäť samostatné vodoprávne povolenie. Naviac
vodohospodársky orgán má väčšinou zvýšené nároky na kvalitu čistenia, ktorú
nemožno obvykle garantovať bez dočistenia na pieskovom filtri, čo ďalej zvyšuje
nadobúdacie náklady. Stupeň biologického znečistenia odpadových vôd sa
najčastejšie vyjadruje hodnotou BSK5 (biologická spotreba kyslíka). Tá je u bežných
splaškov v rozmedzí 200 - 400 mg/l. Na odtoku z dobre fungujúcej čistiarne odpadových
vôd má hodnoty 15 - 30 mg/l. Pre vypúšťanie do vodných tokov sa u domových ČOV
požadujú hodnoty pod 50 mg/l a pre presakovanie do podložia obvykle pod 8 mg/l.
Začiatkom roku 2001 sa situácia v tejto oblasti pozitívne zmenila. Ministerstvo
životného prostredia vydalo pre úrady životného prostredia internú smernicu o
možnosti povoľovania presakov predčistenej vody z certifikovaných domových
čistiarní odpadových vôd do podložia mimo území ochranných pásiem pitnej vody.
Tento systém optimálnym spôsobom kombinuje výhody tlakovej
kanalizácie a malých domových čistiarní odpadových vôd. Princíp činnosti
spočíva v tom, že pri každom objekte (obytnom dome) je zriadená domová čistiareň
odpadových vôd so zásobníkom predčistenej vody a čerpadlom o dostatočnej dopravnej
výške. Predčistené odpadové vody pritekajú z domovej čistiarne do zásobníka, kde
sa buď akumulujú, pokiaľ ich majiteľ využíva vo vegetačnom období k zavlažovaniu,
alebo sú pravidelne odčerpávané do verejného zberného potrubia. Dopravná výška
čerpadiel je cca 45 metrov, zberné potrubie na ulici má DN 32 mm a pokiaľ to terén
dovoľuje, ukladá sa bezvýkopovo do nezamŕzajúcej hĺbky. V mieste napojenia domovej
kanalizačnej prípojky predčistenej vody na zberné potrubie je osadený ventil so
zemnou súpravou, ktorý umožňuje odpojenie čistiarne od zberného potrubia, pokiaľ
kvalita vody na odtoku z čistiarne nedosahuje požadovanú hodnotu. Tým je zabezpečená
ochrana vodného toku. Z hľadiska
vodoprávneho ide v tomto prípade o "centrálnu" čistiareň odpadových vôd s
jedným výustnym objektom a jedným vodoprávnym povolením. Systém je vhodný i do
ochranných pásiem vodných zdrojov, lebo nemôže dôjsť k havárii centrálnej
čistiarne odpadových vôd a kvalita vody na odtoku do recipientu je zabezpečená
možnosťou odpojenia nesprávne prevádzkovaných čistiarní zo systému jednoduchým
uzatvorením príslušného zemného ventilu.
Prevádzkovateľ systému - obvykle obec, má minimálne prevádzkové
a investičné náklady. Obvykle investuje len do výstavby verejného zberného potrubia,
ktoré je pri tom možné budovať postupne po etapách podľa potreby, prípadne podľa
finančných možností obce. Prevádzkové a energetické náklady ostávajú priamo na
producentovi odpadových vôd. Prevádzkovateľ systému obvykle 1x za 6 mesiacov
zabezpečí odkalenie domových čistiarní a súčasne skontroluje ich funkčnosť.
Systém TOP-PRESS v spojení s jednoduchými a spoľahlivými domovými čistiarňami
tak ponúka reálnu možnosť ochrany povrchových i podzemných
vôd v lokalitách, kde by to inak vzhľadom na finančnú náročnosť tradičného
riešenia nebolo možné ani v dlhodobom výhľade.
Spôsobov zneškodňovania odpadových vôd v malých obciach je
niekoľko. Vedľa tradičného riešenia s centrálnou čistiarňou odpadových vôd a
gravitačnou kanalizáciou, ktoré je veľmi nákladné, je tu i niekoľko ďalších
alternatív. Medzi ne patria napr. koreňové čistiarne, ktoré však majú význam len v
málo obmedzených lokalitách, žumpo-septikový systém, ktorý však prináša
problémy s vyvážaním nádrží. Individuálne je možnosť využitia malých domových
čistiarní odpadových vôd, ktoré poskytujú mnohé výhody oproti predchádzajúcim
systémom a hlavne sú šetrnejšie k životnému prostrediu. Ako najlepšie centrálne
riešenie sa pre malé obce javí systém TOP-PRESS, ktorý kombinuje výhody domových
čistiarní a tlakovej kanalizácie a prináša tak reálnu možnosť ochrany povrchových
i podzemných vôd za prijateľných ekonomických podmienok všade tam, kde by to inak s
ohľadom na finančnú náročnosť tradičného riešenia nebolo možné ani v dlhodobom
výhľade.
