UMĚLÉ MOKŘADY.

Prezentace na téma: "UMĚLÉ MOKŘADY."— Transkript prezentace:

1 UMĚLÉ MOKŘADY

2 Jedná se o netradiční způsob čištění odpadních vod , který využívá schopnosti odstraňovat látky z vody průchodem půdním profilem a schopností využít vyšší vegetaci k čistícímu procesu . Principem umělých mokřadů je to , že se vytvořeny bazény , které jsou dokonale izolovány , aby se zamezilo infiltraci do podloží … Buď jsou naplněny odpadními vodami a probíhá v nich jejich čištění , nebo jsou naplněny vhodným půdním substrátem , který je osázen vegetací … … Do tohoto tělesa je pak přiváděna odpadní voda k čištění .

3 ZPŮSOBY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V MOKŘADECH :
Způsoby čištění odpadních vod s otevřenou hladinou , někdy označované jako BIOLOGICKÉ RYBNÍKY Způsoby bez volné hladiny , tzv. KOŘENOVÉ ČISTÍRNY

4 UMĚLÉ MOKŘADY S OTEVŘENOU VODNÍ HLADINOU

5 Principem tohoto způsobu čištění odpadních vod je vybudování umělého bazénu zabezpečeného proti infiltraci odpadní vody do podloží , do kterého jsou sváděny odpadní vody . O bezpečnosti provozu biologického rybníku rozhoduje především těsnící prvek bazénu … V praxi se využívá jako vhodný těsnící prvek minerální těsnění , těsnění vhodnou folií a kombinace těchto prvků nebo jiné těsnění .

6 PRINCIPY ČIŠTĚNÍ VODY V UMĚLÝCH MOKŘADECH S VOLNOU VODNÍ HLADINOU :
- V zásadě rozeznáváme dva základní způsoby a to : 1 ) způsoby EMERSNÍ 2 ) způsoby NATANTNÍ AD1 ) EMERSNÍ ZPŮSOB Hloubka vody je menší , v rozmezí 0,3 – 0,6 m. Vegetace , která se používá je zakořeněna do dna . Nejčastěji se používá OROBINEC (sp.Typha) známá svým oplodím tzv. doutníky , RÁKOS (sp.Phragmites ), LESKLICE ( sp,Phalaroides) , OSTŘICE (sp. Carex) , SKŘIPINA ( sp. Scirpus ) Mají poněkud menší filtrační schopnost , ale jejich výhodou je to , že přežívají zimu a jsou vhodné i do tvrdších klimatických podmínek

7 AD2 ) NATANTNÍ ZPŮSOB Je založen na tom , že v nádrži - v biologickém rybníku jsou rostliny , které nejsou zakořeněny , tedy plovou . Hloubka vody v nádrži je v rozmezí 0,5 – 0,7 m Jako vegetační osazení se používá buď VODNÍ HYACINT ( Eichhornia cressipes L.) , nebo náš domácí OKŘEHEK ( sp.Lemnaceae ) známý jako „ žabinec“ Jsou velmi účinné , ale mají nevýhodu , že fungují pouze ve vegetačním období … V chladnějším klimatu jednak hladina zamrzá a jednak vegetace většinou nepřezimuje. Někdy se používá spojení obou způsobů a toto se označuje jako ZPŮSOB AKVATICKÝ , kde jsou využívány jak rostliny plovoucí , tak zakořeněné

8 AD 1 ) EMERSNÍ ZPŮSOB - rostliny zakořeněny
AD 2 ) NATANTNÍ ZPŮSOB – rostliny plovoucí

9 KOŘENOVÉ ČISTÍTNY ODPADNÍCH VOD

10 Kořenová čistírna odpadní vod je technické zařízení , pracující na přírodě blízkém principu analogickém přírodním mokřadům . Technicky se jedná o mělkou nádrž s izolovaným dnem , vyplněnou porézním materiálem , jehož povrch je osázen vodní nebo vlhkomilnou vegetací . Odpadní voda protéká horizontálním směrem ( spád 3 – 8% ) porézním prostředím , kde je z ní odstraňováno znečištění . Uplatňují se především procesy : - FILTRACE - ADSORPCE - BIOLOGICKÝ A CHEMICKÝ ROZKLAD

11 SCHEMA KOŘENOVÉ ČISTÍRNY
                                                                                             ©  Jan Vymazal 1- rozvodná zóna vyplněná hrubým kamenivem, 2- nepropustná bariéra (nejčastěji PVC nebo PE fólie), 3- filtrační lože (štěrk nebo drcené kamenivo), 4- mokřadní vegetace, 5- hladina vody ve filtračním loži nastavená ve výpustní šachtě, 6- sběrná zóna vyplněná hrubým kamenivem, 7- sběrná drenáž, 8- odtoková šachta s nastavitelnou výškou hladiny

12

13 PRINCIP FUNKCE KOŘENOVÉ ČISTÍRNY
Čištění odpadní vody v kořenové čistírně probíhá tak , že vody zvolna protéká zrnitým propustným materiálem ( pískem , štěrkem nebo silně propustnou zeminou ) , který je prorostlý kořeny vodních , nebo vlhkomilných rostlin … Při tom se z vody odstraňují organické a nerozpustné látky, mikrobiální znečištění a částečně i dusík a fosfor. … Jak kořeny rostlin , tak i jednotlivá zrna štěrku , písku , nebo zeminy slouží jako podklad pro růst mikroorganismů , které svými metabolickými pochody odstraňují z vody znečištění … … Dalším procesem , který se při čištění výrazně uplatňuje je filtrace a povrchová adsorpce . ….Odpadní vody je nejprve třeba předčistit K tomu se zpravidla používá septik nebo sedimentační nádrž, případně lze instalovat i drticí kalové čerpadlo - podrcené tuhé látky se pak mineralizují v tělese čistírny na humus. Předčištění je důležité pro to, aby se čistírna rychle nezanesla.

14 J. Vymazal ve své knize Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách shrnuje procesy ,
podílející se na odstraňování znečištění v kořenových čistírnách následovně :

15 Na rozdíl od konvenčních ČOV , v umělých mokřadech ( jak někdy kořenovým čistírnám říkáme ) probíhá výrazně širší spektrum pochodů . …. Mnohem bohatší co do šíře spektra je zejména jejich biologické osídlení … Tím je dána i mnohem větší stabilita všech procesů – pokud charakter přiváděného znečištění nevyhovuje jedné skupině mikroorganismů , dojde rychle k mobilizaci jiné skupiny a problém je odstraněn. … Vzhledem k podstatně delší době zdržení ( ta se zde pohybuje od 1 do 14 dnů ) , je i dostatek času na adaptaci mikrobiálního osídlení změněným podmínkám . Funkce rostlin ve vegetačních čistírnách je dosud často předmětem diskusí mezi odborníky… Původní předpoklad , že se rostliny přímo aktivně podílejí na odbourávání znečištění se nepotvrdil …

16 …Faktem ale zůstává , že do jisté míry odebírají z čištěné vody živiny pro svou výživu ( tím se uplatňují především při odstraňování dusíku a fosforu ), ale jejich podíl na celkovém odstranění není významný… … Mnohem větší význam mají pro zásobování kořenového lože kyslíkem a tím i při zajišťování aerobního prostředí . … Vzdušný kyslík je z nadzemních částí rostlin přiváděn do jejich kořenů a odtud prostupuje do okolního prostředí . … Existuje teorie , předpokládající vznik úzkých aerobních zón kolem kořenů v jinak anaerobním prostředí .

17 ÚČINNOST KOŘENOVÝCH ČISTÍREN
účinnosti kořenových čistíren v základních ukazatelích uváděné různými autory kolísají většinou v mezích , uvedených v následující tabulce .

18 Aktuální účinnost kořenové čistírny závisí samozřejmě na mnoha faktorech … Dobrých hodnot je dosahováno pravidelně pro organické znečištění , protože toto je odstraňováno především mikroorganismy . Velmi vysoká účinnost je dosahována rovněž pro nerozpuštěné látky , což vyplývá logicky z toho , že v loži probíhá ve fyzikálním smyslu filtrace a dále pro patogenní mikroorganismy , což je způsobeno zejména tím ,že prostředí , blízké přirozenému je oživeno velmi širokým spektrem mikroorganismů , které případné patogenní mikroorganismy , jakožto potenciální konkurenty okamžitě likvidují . Poněkud nižší ( nicméně stále srovnatelné nebo vyšší než u konvenčních čistících systémů ) jsou účinnosti při odstraňování živin ( dusíku a fosforu ) . Tato skutečnost je dána zejména tím , že na jejich odstraňování se v rozhodující míře podílejí fyzikálně – chemické a chemické procesy… Například při odstraňování fosforu je jeho podíl , zachycený v biomase téměř zanedbatelný oproti množství , vysráženému do nerozpustných sloučenin a absorbovanému na povrchu půdních částic.

19 … tyto procesy jsou však podmíněny chemickou rovnováhou prostředí , dostupností Al , případně Fe iontů a reakcí ( pH ) prostředí a závisí tak například na vlastnostech kořenového lože … Jeho určitým složením lze zachycování především fosforu významně ovlivnit. při pouhém pohledu na procentuální vyjádření účinnosti je třeba mít na paměti , že kořenová čistírna dokáže úspěšně čistit i vody silně ředěné . – takové , které konvenční systém již čistit nedokáže… …. Například vyčištění odpadní vody o koncentraci BSK5 50mg/l na 15mg/l je úspěchem , který by na konvenčním zařízení byl jen obtížně dosažitelný , ale při procentickém vyjádření se jedná o účinnost „pouhých“ 70% … ne vždy je proto tento způsob vyjádření účinnosti nejideálnějším pro dokumentaci vlastností .

20   Účinnost KČOV v České republice v období (včetně předčištění). Koncentrace v mg/l, účinnost v % (průměr účinností jednotlivých KČOV) N = počet průměrných ročních hodnot  K = počet KČOV         Tab. 1 © Jan Vymazal         Tab © Jan Vymazal

21 Odstraňování organických a nerozpuštěných látek v KČOV je v průběhu roku stálé a navíc se KČOV dobře vyrovnávají s kolísáním organického znečištění, a také jeho nízkými koncentracemi. To umožňuje využívat KČOV na čištění splaškových vod, které jsou silně ředěny dešťovými nebo drenážními vodami, což je v našich podmínkách velmi běžné pro malé vesnice. Právě použití KČOV pro malé zdroje splaškových vod se jeví jako perspektivní. Odstraňování BSK5 na KČOV Spálené Poříčí v období

22 ZÁSADY TECHNICKÉHO NÁVRHU
Již několikrát bylo uvedeno , že se jedná o přírodě blízký systém , pracující na principu polopřirozeného mokřadu… Přesto se ale jedná o technické zařízení pro jehož návrh existují důležité zásady , při jejichž nedodržení čistírna nemusí fungovat , nebo bude její účinnost výrazně snížena. Předčištění - aby nedocházelo k zacpávání po´rů zrnitého lože nerozpuštěnými nečistotami , je nutno před vlastní pole čistírny zařadit primární předčištění… Pro menší zdroje zpravidla postačuje kombinace sedimentační nádrže s česlemi, v odůvodněných případech rovněž lapák tuků . Návrh velikosti – pro orientační návrh lze uvažovat s plochou kořenového pole 4 – 5 m2/EO ( ekvivalentního obyvatele)

23 Qd * ( lnCO – lnCt ) KBSK F =
… Přesněji je možno plochu pole určit z empirického vztahu ve tvaru : Qd * ( lnCO – lnCt ) KBSK … kde : F - plocha pole KČ ( m2 ) Qd – průměrný denní přítok odpadní vody ( m3 / s ) CO – průměrné zatížení BSK5 na odtoku ( mg/l ) KBSK - rychlostní konstanta ( m / d )… v našich podmínkách lze dosazovat hodnotu 0,1 F =

24 Tvar – tvar pole může být obecně libovolný … Důležitá je však délka nátokové hrany , která by měla odpovídat 0,1 – 0,4 m /EO, resp. je možno ji stanovit výpočtem na základě hydraulické vodivosti materiálu lože dle vztahu : QS K * dH / Ds … kde AS – plocha příčného průřezu lože ( m2 ) QS – průměrný přítok splašků ( m3/s ) K - nasycená hydraulická vodivost plně vyvinutého lože ( m / s ) dH/dS – hydraulický sklon hladiny v loži ( m/m ) AC =

25 Povrch lože – musí být urovnaný a vodorovný , aby bylo možno celou plochu zatopit mělkou vrstvou vody pro potlačení plevelů … Jakýkoliv sklon lyže by navíc mohl působit povrchový , nebo zkratový tok. Náplň lože – náplň musí být obecně dostatečně propustná , aby nedocházelo k povrchovým tokům a aby se nezacpávala … Při volbě materiálu s vyšší propustností klesá nebezpečí ucpání lože za cenu nižšího podílu filtrace na čistících procesech … Naopak při jemnějších materiálech sice roste filtrační efekt , ale současně i riziko ucpání. … Z důvodu ochrany kořenů rostlin se nedoporučuje drcené ostrohranné kamenivo… Jako ideální materiál se dosud jeví stejnozrnný říční písek nebo štěrkopísek s propustností vyšší než 10-5 m/s. … V případě požadavku na zvýšené odstraňování P a N , je vhodné , aby materiál měl vyšší obsah Al nebo Fe.

26 Izolace a sklon dna – lože je nutno izolovat v případě , že hydraulická vodivost podloží je vyšší než m/s , neboť by hrozila kontaminace podloží odpadními vodami. … V takovém případě se doporučuje provést těsnění budˇ jílové , nebo plastovou fólií. Dno by mělo mít podélný sklon 0,5 – 1%, aby bylo možno v případě potřeby pole vypustit. Hloubka – hloubka pole záleží na druhu vysazených rostlin. Obecně by měla být taková , aby celý profil prokořenil , ale současně by růst kořenů neměl být výrazně omezován … Pro rákos obecný je doporučována průměrná hloubka 0,6 – 0,8 m. Navýšení břehů - břehy by měly být navršeny nad povrchem lože minimálně o 0,3 , lépe o 0,5 m … Tento prostor slouží jednak pro možnost zatopení povrchu a jednak jako rezerva pro odumřelou biomasu na 10 – 20 let.

27 Rozdělení přítoku – přitékající voda musí být rozvedena rovnoměrně na celou šířku pole … Za tímto účelem se na přítoku zřizuje rozváděcí šachtice , odkud je voda rozváděna potrubím po celé délce nátokové hrany …. K rozvodu v poli je zřízena rozvodná zóna v šíři cca 1 m, tvořená hrubším kamenivem , do které je voda přivedena např. perforovaným potrubím nebo potrubím s nasazenými „T“ kusy… Rozvodné potrubí musí být snadno čistitelné .

28 Uspořádání odtoku – na odtoku je zřizován sběrný kolektor v šířce cca 0,5 m rovněž vyplněný hrubším kamenivem…. Na dně je osazeno sběrné perforované potrubí , které je svedeno do regulační šachtice, která je vybavena jednoduchým zařízením , sloužícím pro regulaci hladiny vody v poli … Dobře se osvědčila pružná hadice , zavěšovaná v požadované úrovni , jednoduché hradítko nebo otočné koleno nasazené na odpadní troubě.

29 Založení porostu – povrch lože by měl být po založení osázen vegetací
Založení porostu – povrch lože by měl být po založení osázen vegetací. Existují v zásadě čtyři způsoby založení porostu : - SEMENÁČKY - (vypěstovány ze semen sebraných na podzim ) - ODDENKOVÉ ŘÍZKY – ( odběr v lednu až únoru z přirozeného stanoviště ) - STONKOVÉ ŘÍZKY – ( odběr od konce května do poloviny června ) - TRSY – (odběr z přirozeného stanoviště ) … Volba způsobu odběru sadbového materiálu závisí do značné míry na dostupnosti vhodné lokality k odběru a zejména na navrženém druhu rostlin. Pro podrobnější informace je třeba hledat v odborné literatuře , v současnosti existuje i u nás několik odborných firem ,které se zabývají pěstováním sadbového materiálu a jsou schopny osázení navrhnout i odborně provést.

30 Vhodné druhy rostlin – vhodná pro výsadbu na kořenových čistírnách je převážná většina u nás rostoucích vodních či mokřadních rostlin … Přednost by měly dostávat druhy , vyznačující se velkou rychlostí růstu , vysokou produkcí biomasy a nízkou náchylností k přetížení živinami … Jako nejběžnější je používán rákos obecný ( Phragmites australis), případně chrastice rákosovitá ( Phalaris arundinacea) , méně často pak zblochan vodní ( Glyceria maxima ), orobinec úzkolistý a širokolistý (Typha angustifolia a latifolia ) , případně skřípinec jezerní ( Scirpus lacustris ). … Pro svůj dekorativní vzhled jsou zejména u menších zdrojů vysazovány rovněž kosatec žlutý ( Iris pseudacorus ), šmel okoličnatý (Butomus umbellatus) , nebo puškvorec obecný ( Acorus calamus ) …Pro větší systémy je v Evropě však využíván téměř výhradně rákos obecný .

31

32 PROVOZNÍ ZÁSADY - Kořenová čistírna je zařízení mimořádně nenáročné na obsluhu a údržbu… Díky tomu , že se jedná o přírodě blízký systém , fungují zde do značné míry samoreguleční vazby a živočišná a rostlinná společenstva jsou dostatečně stabilní , aby většinu situací dokázala zvládnout bez vnějších zásahů … … Přeci jenom se ale jedná o technické zařízení a na rozdíl od přírodního mokřadu je kořenová čistírna nesrovnatelně více zatížena odpadními vodami . Je proto nezbytné jí určitou péči věnovat . Jedná se zejména o: Ochranu proti plevelům - ta je důležitá zejména v počátečním stádiu provozu po dokončení než dojde k plnému zapojení vysázené vegetace … Jako preventivní nebo ochranný zákrok zpravidla postačí na několik dní zaplavit povrch vegetačního pole mělkou vrstvou vody … Tím dojde k potlačení nežádoucích plevelů …. Po plném zapojení porostu již tento zásah nebývá nutný.

33 Kontrola a čištění primárního stupně a rozvodného systému –
… Pravidelně a navíc po každém větším dešti by měl být čištěn lapák písku a česle …. V předepsaných intervalech je nutno odčerpávat kal… Frekvence kontroly rozvodného systému je rovněž dána provozním řádem zařízení . Celková kontrola a údržba - odborníci se všeobecně shodují na tom , že kořenovou čistírnu je nutno udržovat esteticky v co nejlepším stavu , i přes to , že řada skutečností nemá na funkci prakticky vliv. … Okolí vegetačního pole by proto mělo být posečeno , případné objekty by měly být v dobrém stavu , protože laická veřejnost na celém zařízení posuzuje právě zejména toto estetické hledisko a podle něj soudí na funkčnost a účinnost.

34 VÝHODY A NEVÝHODY KOŘENOVÝCH ČISTÍREN
Výhody i nevýhody zařízení vyplívají z jeho přírodě blízkého charakteru … Systém je extenzivní – z toho obecně vyplývá jeho malá „měrná“ účinnost , ale velká odolnost a stabilita . Výhody : Relativně nízké pořizovací (investiční ) náklady ve srovnání s konvenčními systémy… Rozdíl vynikne v případě vhodné konfigurace terénu , kdy jsou minimalizovány zemní práce a v blízkosti je zdroj vhodného kameniva jako náplně do kořenového lože. Minimální provozní náklady - kořenová čistírna nemá nároky na energii, údržba se omezuje na čištění primárního stupně ( čištění česlí , vyvážení kalu ) a případné sečení porostu. Velká stabilita procesů a odolnost vůči kolísání hydraulického i látkového zatížení.

35 Možnost čištění i slabě znečištěných odpadních vod .
Příznivý estetický dojem – kořenová čistírna v krajině prakticky není vidět , resp. V případě , že je osázena okrasnými rostlinami , může mít i dekorativní efekt. Nevýhody : Velká náročnost na zábor plochy ( cca 5m2/EO vegetačního pole ) Riziko zacpání lože nerozpuštěnými látkami při výpadku primárního stupně – v tom případě je nezbytná celková rekonstrukce lože.

36 Je třeba se ještě o jednom zajímavém aspektu kořenových čistíren…
…. Mimořádné eliminační výkony kořenových čistíren pro fosfát ( a jiné látky ) vedou k rychlé akumulaci těchto látek v půdní matrici v účinné hloubce cca do 0,6 m… Čištění odpadních vod pro 400 EO na ploše cca 1000 m2 vede k uložení cca 500 kg P ročně do půdní matrice … tyto kapacity jsou ve vrchní půdě většinou k dispozici … Za 100 let to vede k uložení 50 tun fosfátu v horních 60 cm půdy … Podle nedávné tržní hodnoty fosfátu to představovalo hodnotu DM ( cca Euro ) . Při ročním lineárním cenovém indexu ve výší 4 % činí hodnota surovinové deponie za 100 let 12,6 mil DM … je však třeba vzít v úvahu ,že právě cena fosfátu ve srovnání s cenami jiných surovin se za 100 let neúměrně zvýší , neboť vyčerpání nalezišť surového fosfátu je v dohlednu . Fosfát však patří k absolutně nepostradatelným a nenahraditelným prvkům .

37 VHODNOST POUŽITÍ

38 - Výše uvedené vlastnosti kořenových čistíren předurčují jejich použití…
Výhodné je jejich využití zejména tam ,kde se mohou plně uplatnit jejich přednosti . Tedy v lokalitách , kde je vhodná konfigurace terénu a v blízkosti je zdroj vhodného materiálu do filtračního lože. Navíc v místech , kde je dostatek volného prostoru a levné pozemky . Zařízení je vhodné zejména pro menší zdroje znečištění cca do 1500 EO.) Odolnost vůči hydraulickému i látkovému zatížení a schopnost čistit ředěné odpadní vody je možno účelně využít u zdrojů s kolísající produkcí odpadních vod nebo jejich složení nebo u nestandardních obecních kanalizací …. Stejně tak pro dočištění vod z plošných zdrojů znečištění . Méně vhodné jsou vegetační čistírny pro vysoce koncentrované odpadní vody a pro velké zdroje znečištění, případně do nevhodných morfologických podmínek a do míst bez dostatku levných pozemků , kde svými pořizovacími náklady nemohou konkurovat konvenčním intenzivním systémům.

39 PŘÍKLADY NEJČASTĚJŠÍHO VYUŽITÍ VEGETAČNÍCH ČISTÍREN :
U obcí cca do 1000 – 2000 EO , zejména v případě , že obec má vybudovánu nestandardní jednoduchou kanalizaci, která kromě splaškových a dešťových vod odvádí i prameny , přepady ze studní a podobně – vody jsou pak silně ředěny. U zemědělských farem , výletních restaurací , penzionů , táborů DALŠÍ MOŽNÉ VYUŽITÍ VEGETAČNÍCH ČISTÍREN : Jako kalová pole – řada aplikací z USA i Evropy Průsaky ze skládek pevného odpadu – řada fungujících zařízení je v USA , další jsou ve Slovinsku , Norsku a Švédsku . Odpadní vody z výroby papíru – především v USA Odpadní vody z jatek , výroby masa a mlékáren – zkušenosti jsou ze zařízení v USA , Austrálii, Dánska a dalších zemí. Kořenová ČOV pro dočištění odpadních vod z mlékárny byla v roce 1991 uvedena do provozu v ČR v Kačici.

40 Dešťové splachy - řada fungujících systémů v USA, Austrálii a Velké Británii
Důlní vody – jen v USA je k tomuto účelu vybudováno na 500 vegetačních čistíren ( většinou se jedná o systémy s povrchovým tokem ). Zaolejované odpadní vody - řada zařízení především v USA

41 PŘÍKLADY Z ČESKÉ REPUBLIKY I ZE ZAHRANIČÍ

42 Foto: Kořenová čistírna Mořina, okres Beroun, pro 700 obyvatel, plocha polí 3520 m2. Uvedena do provozu v roce 2000.                                                                                                                                         Foto ©  Jan Vymazal

43 Foto: Kořenová čistírna Mořina, detail rozvodné zóny.
                                                                                                                                        Foto ©  Jan Vymazal

44 Výzkum umělých mokřadů se opírá o poznatky výzkumu mokřadů přirozených.
Výzkum umělých mokřadů byl v ČR zahájen v pražském ÚČOV (Ústav čištění odpadních vod). Byl zkonstruován model, který vypadal jako takový zvláštní květináč, použit byl rákos a přiváděla se mechanicky předčištěná splašková voda. Výsledky byly vynikající. Následný pokus s přiváděním slepičí kejdy prokázal, že rákos je schopen odolávat i velkému biologickému znečištění. Vůbec první KČ v ČR byla uvedena do provozu v květnu roku 1989 v Petrově u Jílového (okres Praha-západ). Dnes je na území ČR v provozu asi 120 takových čistíren (nepočítaje male domovní čistírny) a dalších 40 je jich ve fázi výstavby. Ve světě jich je přes Největší čistírna tohoto druhu se nachází v Dánsku ve Stockholmu a má se m2 kapacitu 6000 EO (ekvivalentních obyvatel), je zařazena jako dočišťovací stupeň. U nás největší kořenovou čistírnu naleznete v Praze 10 (Koloděje) - ta má se 4500 m2 (pro představu bazén o rozměrech 50 x 90 m) kapacitu 900 EO.

45 První pokusy o využití umělých mokřadů při čištění odpadních vod byly provedeny již v 50. letech, první kořenová čistírna začala pracovat v roce 1974 v Německu. První kořenová ČOV v České republice byla uvedena do provozu v roce 1989, v roce již bylo v ČR v provozu , nebo ve výstavbě na 40 těchto zařízení a nyní se jejich počet odhaduje na 80 – 120 . - V sousedních zemích je však obliba tohoto způsobu čištění odpadních vod výrazně vyšší . V Německu ( Bavorsku a dolním Sasku ) se jejich počet odhaduje na 3500 , ve Velké Británii na 400 – 600 , v Rakousku 160 –200. - V Evropě je dnes v provozu už více než "kořenovek" a jejich počet se velmi rychle zvyšuje. Asi nejvíc jich funguje v Německu, ale i v malém Dánsku už jich je více než 500 a velmi rychle přibývají i ve Velké Británii či v USA.

46 Zajímavé je, že nástup kořenových čistíren byl ve všech zemích poměrně pomalý… Zlom nastává zpravidla v okamžiku, kdy se podaří prolomit odpor místní "betonové lobby" často s vazbami na státní aparát v ten moment se počet kořenových čistíren najednou explozívně zvyšuje. Příkladem může být Rakousko, kde ročně přibývalo kořenovek, a pak najednou v r se jich postavilo na osmdesát. Prudký nárůst je ostatně patrný i u nás. Po velmi opatrném nástupu v letech se jejich počet každoročně zvyšoval a dnes jich funguje téměř Jen za rok 1996 jich u nás přibylo minimálně deset. V tomto jsou ale zahrnuty jen poněkud větší čistírny. Kolik lidí si ji postavilo u svého rodinného domku, se dá jen obtížně vysledovat. Zároveň už se stabilizoval okruh projektantů a stavitelů , kteří dokáží dobře fungující čistírnu vyprojektovat a uvést do provozu.

47 čištění splaškových odpadních vod z obce CHMELNÁ :
Obec Chmelná , okr. Benešov má 120 obyvatel . Kanalizace v obci byla vybudována převážně svépomocí v rámci akce Z a je silně nestandardní – má charakter jednotné kanalizace , kam je ale navíc svedeno i prameniště , přepady ze studní a odvodnění některých sklepů. … Odpadní vody jsou proto silně ředěny , průměrné koncentrace BSK5 se pohybují kolem 60 mg/l . Vzhledem k tomu , že se obec nachází ve III.PHO vodárenského zdroje Želivka , bylo nutno zajistit čištění odpadních vod … Vzhledem k jejich charakteru však konvenční ČOV za stávajícího stavu nepřicházela v úvahu a bylo uvažováno o celkové rekonstrukci kanalizace v obci. … To však bylo finančně zcela nad možnosti obce. Bylo proto přistoupeno k výstavbě kořenové ČOV o dvou paralelně protékaných polích s primárním stupněm , tvořeným lapákem písku s česlemi a štěrbinovou sedimentační nádrží s komůrkovým anaerobním filtrem. Čistírna je v provozu od roku 1991 bez jakýchkoliv technických problémů a s minimální údržbou.

48 dočištění odpadních vod z mlékárny v KAČICI :
Kořenová čistírna byla vybudována jako dočišťovací stupeň pro čistírnu odpadních vod z lékárny , kde hlavním čistícím stupněm je aktivace. Kořenová čistírna byla navrhována na vstupní zatížení ( odtok z aktivačního stupně) průměrné koncentrace BSK5 350 mg/l , díky špatné funkci tohoto stupně ale byly skutečné koncentrace na přítoku do kořenového pole průměrně 600mg/l, nárazově až 2510mg/l BSK5 . … … I přes toto velmi silné přetížení v prvních šesti měsících dokázala kořenová čistírna uspokojivě plnit funkci a hodnoty BSK5 ( hodnota schválená pro vypouštění vodohospodářským rozhodnutím ) . …. Podobné problémy byly i u ostatních kvalitativních ukazatelů … V současné době je provozu aktivační části a jejich předstupňů věnována patřičná pozornost a kořenová čistírna plní svou funkci bezchybně .

49 průsakové vody ze skládky TKO Čáslav :
Příklad využití kořenové čistírny v sestavě pro čištění průsakových vod ze skládky TKO Čáslav ( K.Burgetová) Kaskády v sestavě popelový filtr CINIC , kořenová čistírna , retenční nádrž jsou vybudovány odděleně pro sekce skládky , kam je ukládán TKO, zvláštní odpad a nebezpečný odpad . … Popelové filtry mají rozměr 6x9m a mocnost vrstvy 1 m , pole kořenové čistírny má plochu 15 x 10 m a mocnost 600 mm štěrku frakce 4 – 8 mm. Povrch je osazen rákosem obecným . Výsledky rozborů vody , které jsou k dispozici :

50 čištění splaškových odpadních vod z kozí farmy v Kryštofově údolí :
- Čistírnu v Kryštofově Údolí si dali postavit majitelé kozí farmy. Čistí se zde splaškové vody ze dvou rodinných domků a obtížně likvidovatelné odpadní vody z mléčnice, tedy ze zpracovny mléka a mléčných produktů na této farmě. - Čistírna má velikost 36 ekvivalentních obyvatel (to znamená, že likviduje znečištění, jaké by přicházelo od 36 lidí). - Zatížení čistírny je silně sezónní - zatímco v létě majitelé chovají 80 koz a výroba mléka běží naplno, v zimě je koz jen pár a mléko se nevyrábí. Jak ukazují měření během více než ročního provozu, dokáže si čistírna velmi dobře poradit s tímto nárazovým znečištěním. - Důkladné laboratorní analýzy pak dosvědčují, že "kořenovka" čistí stejně dobře v létě, kdy rostliny vytvářejí husté porosty, jako v zimě, kdy z vysoké sněhové pokrývky jen tu a tam čouhá stébélko rákosu.

51 Kořenová čistírna odpadních vod v Hostětíně
- Odpadní vody z obce jsou svedeny do smíšené kanalizace, odpadní voda obsahuje velké množství balastních vod. Domovní septiky fungují jako první stupeň čistění.

52 Mechanický stupeň čistění
A1. Odlehčovací šachta - slouží při překročení max. přípustného průtoku (tzv. mezní déšť) k oddělení části přitékajících odpadních vod. A2. Dešťová nádrž (objem 38 m3) - pro zachycení odpadních vod při mezním dešti. Voda je přečerpána do lapáku písku a dále čištěna, nebo vypouštěna do toku. A3. Lapák písku - odpadní voda v štěrbinovém lapáku písku je zbavována plavenin (štěrky a písky), předřazeny jsou ručně stírané česle pro zachycení plovoucích nečistot, A4. Mělká kombinovaná nádrž - anaerobní vyhnívání zachyceného kalu ve dvou usazovacích žlabech. Vyhnilý zahuštěný kal se jednou či dvakrát ročně odváží fekální cisternou a používá se jako hnojivo. A5. Provozní přístřešek.

53 Biologický stupeň čistění - hlavní část kořenové čistírny.
B1 - B2. Filtrační lože - jsou naplněna hrubým pískem až jemným štěrkem, izolována PVC fólií a geotextilií a osázena chrasticí rákosovitou. Členění na dvě filtrační lože umožňuje sériový, paralelní či střídavý provoz jednotlivých polí. B3. Rozdělovací potrubí - pro rovnoměrné rozdělení vody do filtračních loží (na povrchu pro letní provoz, na dně pro zimní provoz). B4. Sběrný drén - zabezpečuje odtok z filtračních loží, je uložen na dně B5 - B6. Regulační šachty - slouží k udržování hladiny vody ve filtračních ložích (zpravidla ve hloubce 10 - 30 cm pod povrchem štěrku). Krátkodobé zaplavení filtračních polí zabraňuje růstu plevelů, případně v zimním období led na povrchu chrání filtrační pole před promrznutím B7 - B8. Rozdělovací šachty - umožňují regulaci průtoků na jednotlivá filtrační lože. Dočisťovací stupeň - zařazen vzhledem k přísnějším nárokům na kvalitu vypouštěných vod (II. pásmo hygienické ochrany vodního zdroje, maximálně BSK5 20 mg/l). C1. Rybník - je napájen vyčištěnou vodou z čistírny. Navazuje na biokoridor, tvořený vodním tokem, a přilehlou mez a bude tvořit plně funkční interakční prvek v územním systému ekologické stability. C2. Odběrný objekt - pro občasné nadlepšení přítoku do rybníka. C3. Výpustný objekt - slouží k regulaci hladiny v rybníce.

54 Souhrn výsledků měření

55 ODPOVĚDI NA NEJČASTĚJŠÍ
OTÁZKY

56 Není kořenová čistírna zdrojem hmyzu a zápachu pro své okolí?
Každá čistírna odpadních vod může za určitých okolností zapáchat . Jak však bylo řečeno , kořenová čistírna funguje jako stabilní aerobní systém a nemá tudíž důvod , aby šířila zápach . Zdrojem určitého zápachu může být samozřejmě primární stupeň , ale i to lze vhodným uspořádáním ( především jeho zakrytím ) omezit. Co se týče obtížného hmyzu , je kořenová čistírna jeho semeništěm asi stejně jako jakákoliv neposečená louka . Důležité je ale připomenout , že při běžném provozu není přístupná volná vodní hladina - tato je zakleslá přibližně 5 cm pod povrchem pole. Tím je výrazně omezen jak zápach, tak i množství hmyzu.

57 Nezamrzá kořenová čistírna v zimě ?
Kořenová čistírna je proti zamrzání přinejmenším stejně odolná jako konvenční zařízení. … Hladina je zakleslá pod povrchem , který je navíc kryt vrstvou tlející biomasy, fungující jako vynikající tepelná izolace . V případě extrémních mrazů se může stát , že zamrzne určitá část pole , ale průtok pak může stále procházet při dně . Dobrým příkladem mohou být vegetační čistírny , fungující v Rakousku a Bavorsku celoročně v nadmořských výškách přes 1200 m.n.m. Neklesá v mimo vegetační sezo´nu výrazně účinnost vegetačních čistíren ? Výzkumy prokázaly , že mírný pokles účinnosti ( výkyv cca do 10 % ) nastává v jarním a podzimním období , kdy vlivem přechodu teplot dochází ke změnám v druhovém složení mikrobiálního oživení

58 Má se porost sklízet ? V odborných kruzích na tuto otázku stále nebyla nalezena jednoznačná odpověď. Obecně vzato – v případě , že je cílem maximálně využít schopnosti rostlin vázat živiny , je nutno starou biomasu sklízet a odstraňovat . Dochází tím ale současně k poškozování a oslabování porostu . Na většině zařízení v Evropě se proto rákosové porosty nesklízí. - Jaká je životnost kořenové čistírny ? Teoretická životnost kořenových čistíren byla udávána na 20 let. Po této době mělo dojít jednak k zacpání pórů kořenového pole a jednak k vyčerpání rezervního prostoru nad povrchem pole. Tento předpoklad se ale v praxi zatím nepotvrdil jako obecné pravidlo a současné sledované systémy pracují úspěšně již více než 25 let.

59 Doporučená literatura :

60 Vymazal J. – Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách ,
ENVI s.r.o., Třeboň, 1995 Cooper P.F. – Evropské směrnice pro navrhování a provoz kořenových čistíren , překlad Sága P.,Dostál T.,Stavební fakulta ČVUT Praha, 1991 Kořenové čistírny a další vegetační systémy zlepšující kvalitu vod – sborník, BÚ AV ČR a ENVI s.r.o., Třeboň,1994 Nové poznatky při řešení vegetačních kořenových čistíren - sborník, FAST VUT Brno,1998 Moshiri G.A. (Ed.) – Constructed wetlands for water quality improvement, Lewis Publishers, 1993

61 ENDE – SCHLUSS