Ústav technologie vody a prostředí Jan Bartáček D ECENTRALIZOVANÉ ZPRACOVÁNÍ ODPADNÍCH VOD Systémy nakládání s odpadními vodami: Od historie k současnosti

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Počátky Primární důvod stavby kanalizace: odvedení dešťových vod z města Připojení latrín ke kanalizaci je otázkou luxusu 3500 – 2500 př. Kr. Mezopotámie: dešťové stoky, latríny z některých domů připojeny ke stokám Babylon: některé domy vybaveny žumpami, většina odpadu končí na ulici 1700 př.Kr. Systém kanalizace paláce v Knossos (Kréta) 1-2 2

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Systém kanalizace paláce v Knossos (1700 př.Kr.) 1-3 Akvadukty + nádrže na dešťovou vodu 2 Terakotové potrubí Kamenné stoky

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Počátky Primární důvod stavby kanalizace: odvedení dešťových vod z města Rostoucí koncentrace obyvatelstva  potřeba odvedení splaškových vod Antický Řím Cloaca Maxima – původně odvodnění močálů 100 př.Kr. – připojeno mnoho domů 1-4 Cloaca Maxima (800př.Kr.-450po Kr.) Tiber 2

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Uvědomění si potřeby zdroje čisté vody (nekontaminované splašky) Základní idea se neliší od dnešního přístupu, pouze místo čištění – ředění. 1-5 Akvadukty + nádrže na dešťovou vodu 2

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI 300 př.Kr. – 500 po Kr. – Řecko Recyklace org. látek, nutrientů a vody!! 1-6 2

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí Z ÁKLADNÍ IDEA PŘÍSTUPU K OV Řím Řecko 1-7 2

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Středověk Návrat k nejjednodušším technikám Všechen odpad na ulici S rostoucím počtem obyvatelstva ve městech – nárůst hygienických problémů Zápach Epidemie (mor, tyfus, cholera) Zavedení dlažby ve velkých městech (Paříž, 13. stol.) pouze zhoršilo situaci – odpad se na dlažbě nemohl rozkládat 1. stoka v Paříži – 1370 (do Seiny) Morová epidemie v Evropě 1539  povinné zavedení žump v každém domě v Paříži (až do 18. stol.) 2-8

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Změna vlivem průmyslové revoluce – Londýn 18. – 20. století – obrovský nárůst počtu obyvatel  Epidemie cholery a tyfu v celé Evropě  Debata: Přenáší se nemoci vzduchem (Miasmatici), nebo fyzickým kontaktem s infikovanými potravinami a vodou (Contagionisté)?  V obou případech: Na vinně je odpad v ulicích! 2-9

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Sir Edwin Chadwick Komise pro práva chudých (1834) „ Report on the Sanitary Situations of the Labouring Population of Great Britain “ (1842) Extrémně špatná situace ve slumech Malé množství suchých záchodů (33 na 7905 obyv. Liverpoolu, 2 na 80 obyv. Manchesteru) Až 15cm vrstva odpadu na ulicích Navržená řešení: Přívod vody do každé domácnosti Použití splachovacích záchodů Splašky – přímo do kanalizace (bez žump) Pevný odpad z ulic – do stok Stoky nevedou do recipientu, ale jsou čištěny v zemních čistírnách  Nepovedlo se  Temže se stává stokou!! 2-10

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI První komplexní systémy kanalizace William Lindley Hamburg 1848 – 1853 První komplexní kanalizace v Evropě Plně dokončeno r (poslední epidemie cholery v r. 1893) W. Lindley navrhl kanalizaci např. v Budapešti, Varšavě, Petrohradě, Basileji, Frankfurtu a v Praze ( ) 2-11

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Výsledky práce Komise pro práva chudých Návrat k systému provozovanému v Římě (ve zdokonalené podobě) Pouze dočasné zlepšení Přenesení znečištění do řek  Nové epidemie cholery a tyfu  Prokazuje se spojitost mezi zdrojem vody a šířením nákazy  Přestává platit: „Solution of Pollution is Dilution“ ( „Řešení znečištění je naředění“)  Nutnost čištění 2-12

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Úvahy o čištění již v 18. století Nutnost čištění přichází v polovině 19. století Zemní čištění Chemické čištění Mechanicko-biologické čištění 2-13 čas

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Zemní čištění Distribuce odpadních vod na pole a louky Půda použita jako filtrační materiál Využití hnojivého efektu odpadních vod (J. von Liebig) Recyklace vody V 19. stol. nejrozšířenější způsob čištění OV 2-14

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Chemické čištění (Paříž, 1740) Srážení a koagulace nerozpuštěných látek vápnem  Sedimentace Produkce umělého guana ( zakoncentrování a recyklace nutrientů ) 2-15 kal Ca(OH) 2 ~ % nerozp. látek ~ % org. látek (BSK 5 ) ~ % bekteriálního znečištění

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Septik (Francie, 1860) Zdokonalení žumpy – těsné stěny, přepad 25-30% snížení BSK 5, sedimentace kalu (koncentrace odpadu)

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Septik (Francie, 1860) Zdokonalení žumpy – těsné stěny, přepad 25-30% snížení BSK 5, sedimentace kalu (koncentrace odpadu) 2-17

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Septik (Francie, 1860) Zdokonalení žumpy – těsné stěny, přepad 25-30% snížení BSK 5, sedimentace kalu (koncentrace odpadu) 2-18 Počet trvale bydlících Počet občasně bydlících Objem (m3) Denní průtok (m3)

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Biofiltr (Anglie, 1890) Kontrolovaná filtrace přes štěrk s narostlou biomasou Organický materiál aerobně rozkládán mikroorganismy 2-19 kal vzduch

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Biofiltr (Anglie, 1890) Kontrolovaná filtrace přes štěrk s narostlou biomasou Organický materiál aerobně rozkládán mikroorganismy

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Aktivační proces (Manchester, 1914) Ardern a Lockett Biochemická oxidace organických látek na CO 2 Činností mikroorganismů v suspenzi (aktivovaný kal) Vysoká účinnost 2-21 kal vzduch

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV 2-22 Problém 2 – Porovnejte 4 technologie Pokuste se srovnat pozitivní (+) a negativní (-) stránky jednotlivých technologií podle dříve definovaných kriterií (viz. tabulka). Hodnocení je relativní, tj. v každém řádku by mělo být alespoň jedno „+“ a jedno „-„.

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Zemní čištění Chem. čištění SeptikAktivace Účinnost Cena – investice Cena – provoz Recyklace ( vody, energie, nutrientů ) Spolehlivost Náročnost na obsluhu Produkce odpadů Hlavní problémy

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí P RVNÍ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ OV Zemní čištění Chemické čištění SeptikAktivace Hlavní problémy

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Kanalizace pro dešťo- vou vodu Babylon Systém vodovodů Knossos Stavba Cloca Maxima Řím Napojení domů na C.M. Řím Kanalizace v Hamburgu Počátky čištění Přístup k odpadním vodám

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Žumpa Babylon Protékaný záchod Knossos Splachovací záchod UK Chem. čištění Septik Vývoj technologií

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI Chem. čištění Zemní filtrace Septik Biofiltr Aktivace Vývoj technologií čištění 1920 Mechanická čistírna v Praze 1. Biofiltr u nás (Jáchymov) Denitrifikace Anaerobní stabilizace kalů Odstraňování fosforu MBR

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí V ÝVOJ NAKLÁDÁNÍ S ODPADNÍMI VODAMI 2-28 Ústřední čistírna odpadních vod v Praze Q m 3 /s, EO

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí ČOV V ČR – ZCELA PŘEVLÁDÁ CENTRALISMUS Z celkového počtu obyvatel 10,3 miliony žije 7,7 milionů v domácnostech napojených na veřejné kanalizace (74,9 %), 87,3 % zásobeno vodou. Podle údajů OECD jsou tyto údaje srovnatelné či dokonce lepší než v některých zemích EU (např. Francie, Španělsko, Řecko apod.) direktiva EU - ČOV pro všechny obce nad 2000 ob. (pro ČR odklad do 2010) 2-29

Jan Bartáček – Decentralizované zpracování odpadních vod Ústav technologie vody a prostředí K ZAPAMATOVÁNÍ Současný koncept hospodaření s vodou (odběr čisté vody v chráněné lokalitě  spotřeba vody ve městě  transport znečištění pryč z města) je několik tisíc let starý. Stejně stará je myšlenka recyklace odpadních vod. Úroveň decentralizace a její forma může být různá. Podstatná je funkčnost systému!! 2-30