Málokdo tuší, co všechno se skrývá za problematikou odvádění a čištění odpadních vod. Ve spolupráci se společností 1. SčV, která městskou kanalizaci a čistírnu odpadních vod provozuje, jsme připravili dvoudílný seriál o tomto tématu. V první části se seznámíme s historií a základním popisem procesů odvádění a čištění odpadních vod. Příště se budeme věnovat připravované modernizaci ČOV. 

V posledních letech se i široká veřejnost stále častěji doslýchá ze sdělovacích prostředků o problematice likvidace odpadních vod. Pravidelně na Vánoce se objevují zprávy o komplikacích, jenž způsobuje vylévání tuku po smažení vánočních kaprů do kanalizace. Jindy jsme zase upozorňováni na potřebu dokládání vývozu odpadních vod ze žump, nebo jsme strašeni přítomností drog, antibiotik a nově i koronavirů v odpadních vodách. V neposledním případě jsme s touto problematikou přímo konfrontováni v případech, kdy se rozhodneme postavit dům a řešíme, jak naložit s odpadními vodami. Může se totiž stát, že nám provozovatel z důvodu vyčerpané kapacity čistírny odpadních vod nedá souhlas k připojení nemovitosti na kanalizaci. Taková je aktuálně situace například ve městě Příbram a přilehlých obcích a osadách, jejichž kanalizace jsou na příbramskou čistírnu odpadních vod svedeny. Vedení města Příbram proto aktuálně připravuje rozsáhlou modernizaci. O tom ale až příště.

Pod městem vede 184 kilometrů stok

Celková délka stokové sítě ve vlastnictví města Příbram činí zhruba 184 km a v celé délce je ji třeba udržovat trvale funkční a průtočnou. Proto se kanalizaci pravidelně kontroluje a čistí. Velmi často se stává, že kanalizační potrubí ucpávají tuky používané v domácnostech, a proto by se tyto látky do kanalizace vypouštět neměly. Podobně jako jiné škodlivé či nebezpečné látky. Co se smí a nesmí do kanalizace vypouštět, stanovuje Kanalizační řád města Příbram.

Převážná část příbramské kanalizace (97,18 km, což je 76 % z délky stok odvádějících srážkové vody z aglomerace města) je jednotná, tudíž odvádí splaškové i dešťové vody. Jednotné kanalizace jsou vybaveny zařízeními, tzv. odlehčovacími objekty, které zajišťují bezproblémový maximální možný odvod splašků i za dešťů. Tato zařízení chrání stoky před hydraulickým přetížením tím způsobem, že nadlimitní množství vod odlehčí rovnou do recipientu (jsou tedy rovnou odvedeny většinou do Příbramského potoka). Obdobná zařízení jsou umístěna i na čistírně, kde chrání technologii a vybavení před hydraulickým přetížením. Mladší příbramské čtvrti jako Zdaboř a Drkolnov již mají vybudované oddílné systémy splaškové (56,64 km) a dešťové (29,88 km) kanalizační sítě.

Na dešťové vody je stávající zařízení navrženo a z pohledu provozu nepůsobí problémy. Komplikace nastala s přijetím zákona č. 113/2018 Sb., kterým byl novelizován zákon 254/2001 Sb., a tím se od 1. ledna 2019 staly dešťové vody v jednotné kanalizaci oficiálně odpadními vodami se všemi náležitostmi s tím spjatými (povolení k nakládání s vodami, poplatková agenda za vypouštěné znečištění, nutnost vzorkování atd.). Tyto náležitosti s sebou přinášejí značnou finanční zátěž provozu vodohospodářského majetku. Řešení spočívá v budování oddělených systémů splaškové kanalizace a dešťové kanalizace, se zadržováním a zpětným využíváním dešťové vody nebo jejím zasakováním do vod spodních. Vzhledem k nedostatku prostor pro budování rozsáhlých retenčních nádrží v intravilánu města a nevhodným hydrogeologickým podmínkám příbramského půdního podloží je tato problematika v současnosti ve větším měřítku finančně neřešitelná.

Čistírna oslaví 60 let

První moderní čistírna odpadních vod byla v Příbrami uvedena do provozu v roce 1962. Stejně jako ostatní biologické čistírny ze šedesátých let byla městská čistírna odpadních vod Příbram (MČOV) určena pouze k odstraňování nerozpuštěných látek a organického znečištění. Výstavba těchto čistíren vedla ke zlepšení kvality vody v tocích, kde se odstranily organické látky způsobující úhyny ryb, zápach nebo zákal vody. Na druhou stranu eliminace dusíku a fosforu nebyla v té době legislativně vůbec požadována. To se na přelomu 80. a 90. let ukázalo jako zásadní problém kvality našich vodních toků, jelikož fosfor a dusík jako základní živné látky způsobují nadměrný růst řas a sinic (vodní květ). Proto také MČOV prošla v osmdesátých letech rekonstrukcí, jež měla ale za cíl spíše zvýšení kapacity než zlepšení kvality odtékající vody. V devadesátých letech tak v souvislosti se změnami legislativy a zejména přípravou na vstup do EU začala řada rekonstrukcí čistírny zaměřených zejména na odstraňování dusíku a fosforu. V letech 2006–2007 se pak celkové rekonstrukce dočkala mezi mnoha jinými i MČOV.

V 90. letech patřila Litavka k velmi znečištěným tokům na území našeho státu a navíc dále negativně ovlivňovala navazující vodní toky Berounka, Vltava a Labe. Po provedení poslední rekonstrukce se však kvalita vody v řece v řadě parametrů výrazně zlepšila. Rekonstrukce MČOV a vynaložené náklady měly pozitivní přínos pro okolní přírodu. Nedostatečnost poslední rekonstrukce (hlavně v podcenění technického vybavení MČOV z důvodu nedostatku finančních prostředků ve vazbě na nezbytná opatření ke snížení nátoku dešťových vod) se však neustále promítá v provozu čistírny a v nedávné době vedla až k uzávěře pro připojování nových producentů. S vlastníkem čistírny, městem Příbram, již byly zahájeny prvotní kroky k zahájení modernizace a rekonstrukce stávající MČOV.

Na znečištění si „pochutnávají“ mikroorganismy

Odpadní vody z Příbrami a přilehlých částí odváděné stokovou sítí jsou čištěny na čistírně. Jde o poměrně složité a sofistikované zařízení, ve kterém dochází k několikaúrovňovému odstraňování veškerého znečištění, které se do kanalizační sítě dostane.

Procesy, které zde probíhají, lze rozdělit na mechanické a biologické. K mechanickému odstranění nerozpuštěného znečištění z odpadní vody dochází pomocí česlí, sít a usazovacích nádrží. Následuje odstranění rozpuštěného znečištění pomoci biologických procesů zajišťovaných pestrou směsí různých druhů mikroorganismů i vyšších organismů, kterým se říká aktivovaný kal. Tyto organismy jsou schopné většinu přitékajících znečišťujících látek rozložit až na jednoduché neškodné molekuly jako voda, dusík a oxid uhličitý, případně je zabudovat do svých těl a tak je z čištěné vody zcela odstranit.

Má-li čištění odpadních vod probíhat dostatečně účinně, potřebuje aktivovaný kal přesně definované životní podmínky (přítomnost, nebo naopak nepřítomnost kyslíku, množství živin, stáří organismů a podobně). Nároky mikroorganismů se navíc v jednotlivých částech čisticího procesu liší. Kromě výše uvedeného se v průběhu čištění provádí také celá řada chemických procesů. Fosfor je z vody odstraňován například chemickým srážením. Čistírna při své činnosti spotřebuje ročně velké množství energie (1600 MW), chemických látek (150 tun) a vyprodukuje také množství odpadů (5000–6000 tun). Provoz celé čistící linky je proto velice náročný a musí ho provádět odborná společnost. Po vyčištění odpadní vody v aktivačních nádržích se odpadní voda zbavuje aktivovaného kalu a navrací zpět do Příbramského potoka.

Aktivovaný kal při čištění odpadních vod v čistírně roste a hromadí se. Jeho přebytek je dále zpracováván v kalové koncovce čistírny, kde dochází ke zmenšení objemu odpadu pomocí anaerobních biologických procesů (za nepřístupu vzduchu). Těmito procesy je zajištěna také hygienická nezávadnost odpadu. Jako vedlejší druhotně využitelný produkt vzniká bioplyn v roční produkci 320 000 m³. Z něj se v kogeneračních jednotkách vyrábí elektrická energie ve výši 367 MWh za rok (23 % z celkové spotřeby), která je na čistírně spotřebovávána k provozu technických zařízení při celkové spotřebě 1595 MWh elektrické energie ročně. Finální zpracovaný kal je pomocí odvodňovacích odstředivek částečně zbaven vody a předáván oprávněné osobě k dalšímu nakládání s tímto odpadem. Celoroční produkce kalu činí 4540 tun, shrabků 793 tun a písku 163 tun.

Technologické přednosti a nedostatky

Technologie MČOV má stejně jako každá technologie své výhody i nevýhody. Hlavní a nespornou výhodu kaskádového uspořádání biologického stupně představuje vysoká účinnost na odstraňování celkového dusíku bez použití interní recirkulace aktivační směsi. Interní recirkulace je nákladná na provozní náklady, které zde zcela odpadají. To je na druhé straně vykoupeno vysokou instrumentalizací a náročností řídicího systému, který určuje rozdělení odpadních vod do jednotlivých sekcí kaskády. Celý provoz vyžaduje celoroční nepřetržitou směnnou obsluhu zařízení, stálý technický, technologický a laboratorní dohled v četnosti 224 vzorků ročně.

Provoz zajišťuje deset směnových strojníků, tři provozní elektrikáři, dva vedoucí, dva technologové odpadních vod a několik pracovníků laboratoří. Další dvě desítky zaměstnanců společnosti 1. SčV se starají o stokovou síť města Příbram, která odpadní vodu na obě linky čistírny přivádí kmenovou stokou. Vše probíhá pod nepřetržitým 24hodinovým dohledem pracovníků centrálního dispečinku provozovatele, který monitoruje, analyzuje, kontroluje a spoluřídí veškerá vodárenská zařízení ve správě provozovatele na území Středočeského kraje.

Co do kanalizace (ne)patří

MČOV je navržena pro čištění splaškových vod z domácností, průmyslových vod a dešťových vod odváděných jednotnou kanalizací města Příbram. Biologické čistírny jsou citlivé na přítomnost řady látek v odpadní vodě, jako jsou toxické těžké kovy, desinfekční prostředky nebo ropné látky, které mohou ovlivňovat funkci a životaschopnost mikroorganismů aktivovaného kalu. Problematické mohou být rovněž látky ovlivňující kyslíkové poměry ve vodách (amonné soli, dusitany) a řada dalších. V kanalizačním řádu jsou specifikována práva a povinnosti producentů odpadních vod. S běžnými odpadními vodami vznikajícími v domácnostech není problém limity kanalizačního řádu plnit. Problém však nastává u průmyslových podniků. S nimi je třeba navázat spolupráci, aby mohlo být vypouštění odpadních vod do kanalizace povoleno s ohledem na možnosti technologie čistírny a určení podmínek, za jakých to bude možné.

Je třeba zmínit i používání vlhčených ubrousků. Přes neustálou osvětu dochází k problémům se zanášením kanalizace i strojního vybavení mechanického předčištění na čistírně. Vlhčené ubrousky a podobné hygienické prostředky do kanalizace nepatří. Obdobný problém v provozu působí i látky tukové povahy, které také ucpávají kanalizaci i strojní vybavení MČOV. Dnes již není problém olej a tuk slévat a likvidovat správným postupem, a to předáním ve sběrném dvoře, případně odložením do příslušného kontejneru v místě tříděného odpadu.

Voda v Litavce se velmi zlepšila

MČOV plní limity stanovené vodoprávním úřadem. Tyto limity jsou stanovovány podle definovaných podmínek uvedených v zákoně č. 401/2015 Sb. Na MČOV jsou odpadní vody čištěny s vysokou účinností. Z přitékající odpadní vody je odstraněno asi 96 % veškerých organických látek (biologicky odstranitelných látek je odstraněno téměř 99 %). Sloučeniny dusíku jsou eliminovány z 90 %. MČOV je vybavena zařízením pro zvýšené odstraňování sloučenin fosforu, který je sledován z důvodu eutrofizace vodních zdrojů. Sloučeniny fosforu mizí z 96 %. Koncentrace nerozpuštěných látek je na odtoku z čistírny dlouhodobě nízká a vizuálně odpovídá kvalitě vody v potoce. Od doby rekonstrukce MČOV se kvalita vody v Litavce, do které ústí Příbramský potok, výrazně zlepšila. Na MČOV je ročně vyčištěno asi 3,5 milionu m³ odpadních vod. 

V současné době se často hovoří o přítomnosti léčiv, reziduí hormonů a dalších mikropolutantů v odpadních vodách. Akademická pracoviště se těmito látkami a jejich osudem v čistírnách usilovně zabývají. Díky jejich práci jsou popsány osudy řady látek v čisticím procesu, jejich metabolity, možnosti odbourávání apod. Z výsledků je zřejmé, že některé látky se v čistírnách odbourávají velice dobře, jiné hůře. V každém případě zatím není konkrétní účinnost jejich odstraňování a vlastně ani sledování legislativně vyžadováno. Je ale zřejmé, že pokud by čistírna měla zachytávat veškeré mikropolutanty, bylo by nezbytné technologické uspořádání MČOV rozšířit o další technologické stupně. Tato řešení však s sebou přinášejí další provozní i nemalé investiční náklady.

Nové připojení ke kanalizaci není možné

Při poslední rekonstrukci byla příbramská čistírna projektována na maximální kapacitu 76 300 EO. Zkratka EO vyjadřuje množství znečištění na jednoho průměrného obyvatele a umožňuje vyjadřovat znečištění i od producentů odpadních vod, které nemají charakter obyvatelstva (například průmyslové či potravinářské podniky). Z důvodu postupného zjištění nedostatků předchozí rekonstrukce a postupným stárnutím instalovaného zařízení se dostavily obavy z udržení požadované kvality vyčištěné vody v závislosti na již přitékajícím množství znečištění.

Studii současné maximální kapacity MČOV provedla vloni společnost Aqua-Contact Praha, a to za pomoci sofistikovaného matematického modelu. Závěrem studie bylo určení maximální kapacity nádrží na 67 100 EO, avšak za ceny téměř kompletní obnovy strojního vybavení biologického stupně, obnovy a rozšíření řídicího systému a zkapacitnění kalového hospodářství. Bez těchto nezbytných úprav je při současném zatížení, které dosáhlo v loňském roce 45 464 EO, čistírna provozována bez další rezervy a není možno povolit připojování nových producentů odpadních vod. Z výše uvedených důvodů byla letos vyhlášena uzávěra kanalizace na připojování dalších producentů.

Pokračování příště

Robert Morávek, Petr Vašek, Roman Pecl, 1. SčV

Společnosti Aqua-Contact byla zadána studie z důvodu obavy o plnění požadavků na kvalitu vyčištěné vody, která přímo souvisí se zatížením čistírny. Studie byla provedena v polovině ledna 2019 a vycházelo se z dlouhodobých dat provozovatele, ale i ze samostatných měření a vzorkovací kampaně. Následně byla tato data statisticky zpracována a pomocí matematického modelování zjištěna maximální kapacita čistírny s ohledem na skutečně přitékající znečištění, skutečný objem nádrží, skutečné parametry strojního a technického vybavení atd.

Závěrem studie byla zjištění maximální kapacity čistírny, rezerva v možnostech napojení, ale i návrhy na úpravy k dosažení maximální možné kapacity. Bylo zjištěno, že reálná kapacita čistírny je s ohledem na současné požadavky na vyčištěnou vodu, skutečné zatížení a stav čistírny nižší než projektem udávaná kapacita 76 300 EO. Ve studii rovněž stálo, že současný stav je při připojování dalších producentů velmi rizikový. Dále byly uvedeny návrhy k dosažení maximální kapacity (posílení řídicího systému, zdrojů vzduchu, kalového hospodářství). Tyto návrhy slouží i jako podnět k dalšímu postupu při rekonstruování čistírny.