SLOVENSKÁ PO�NOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V

NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

2124967

RIEŠENIE �ISTIARNE ODPADOVÝCH VÔD MALEJ OBCE

Nitra, 2011 Dušan Košík Bc.

SLOVENSKÁ PO�NOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V

NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

RIEŠENIE �ISTIARNE ODPADOVÝCH VÔD MALEJ OBCE

Diplomová práca

Študijný program: Krajinné inžinierstvo

Študijný odbor: Krajinárstvo 6.1.11

Školiace pracovisko: Katedra krajinného inžinierstva

Školite�: �uboš Jurík doc. Ing., PhD.

Nitra, 2011 Dušan Košík Bc.

SLOVENSKÁ PO�NOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO INŽINIERSTVA

ZADANIE ZÁVERE�NEJ PRÁCE

Názov závere�nej práce: Riešenie �istiarne odpadových vôd malej obce

Ozna�enie závere�nej práce: Diplomová práca

Jazyk, v ktorom sa práca vypracuje: Slovenský

Študent: Dušan Košík, Bc.

Študijný program: Krajinné inžinierstvo

Študijný odbor: 6.1.11 krajinárstvo

Školiace pracovisko: Katedra krajinného inžinierstva

Školite�: �uboš Jurík, doc. Ing., PhD.

Vedúci školiaceho pracoviska: Viliam Bárek, doc. Ing., CSc.

Dátum schválenia: ...................................................................

podpis vedúceho školiaceho pracoviska

�estné vyhlásenie

Podpísaný Bc. Dušan Košík vyhlasujem, že som závere�nú prácu na tému

„Riešenie �istiarne odpadových vôd malej obce“ vypracoval samostatne s použitím

uvedenej literatúry.

Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú

pravdivé.

V Nitre 2. mája 2011

Bc. Dušan Košík

Po�akovanie

Touto cestou vyslovujem po�akovanie pánovi doc. Ing. �ubošovi Juríkovi, PhD.

za pomoc, odborné vedenie, cenné rady a pripomienky pri vypracovaní mojej

diplomovej práce.

V Nitre 2. mája 2011

Bc. Dušan Košík

Abstrakt

Diplová práca sa zaoberá preh�adom technológie �istenia odpadových vôd vo

vidieckych lokalitách resp. v aglomeráciách do 1000 EO. Práca pokra�uje návrhom

vegeta�nej �istiarne odpadových vôd vo vybranej obci – Brodzany. Obec zodpovedá

aglomerácii do 1000 EO resp. 2000EO s výh�adovým po�tom obyvate�ov na 30 rokov 933

EO. Návrh podlieha právnym predpisom v sú�asnosti platným v Slovenskej republike a to

predovšetkým zákon 364/2004 Z.z. o odpadových vodách a zákon 442/2002 Z.z.

o verejných vodovodoch a verejných kanalizáciách. Základným dokumentom pre návrh

�istiarne odpadových vôd je nariadenie vlády 269/2010, ktorým sa ustanovujú požiadavky

na dosiahnutie dobrého stavu vôd. Na základe právnych predpisov a STN vieme ur�i�

kvalitu druh a množstvo odpadových vôd. Odpadové vody odtekajúce z vidieckych oblastí

sú predovšetkým zne�istené splaškami a tuhými látkami špecifického charakteru. Ide

o odpadové vody, ktoré nie sú alebo sú len ve�mi málo zne�istené odpadovými vodami

z priemyslu a po�nohospodárstva. Základom pre návrh �OV sú výpo�ty, kde sú uvedené

potrebné hodnoty, na základe ktorých sa navrhovali jednotlivé �asti �OV. Niektoré

parametre zariadení sú dané výrobcom. Technológia navrhovanej �OV je pomerne

jednoduchá a má dva stupne: primárny (mechanické �istenie) a sekundárny (biologické

�istenie). Z rôznych technológii mechanického �istenia, ktoré sú v práci popísané, sme

navrhli bubnové rota�né sito spolu s vertikálny lapa�om piesku. Všetky mechanické

zariadenia sú umiestnené v technologickej budove. Druhý stupe� pozostáva z vertikálneho

kore�ového po�a a horizontálneho kore�ového po�a. Základom tohto stup�a sú umelo

vytvorené mokrade oživené mikroorganizmami a mokradnými rastlinami – trs�ou. Navrhli

sme aj dodato�nú plochu pri �OV na dobudovanie �alších polí v prípade splnenia

špecifických podmienok. Poslednými objektmi sú meracia šachta, spätná klapka

a výpustný objekt. Recipietom je rieka Nitra. Navrhovaná �istiare� odpadových vôd bude

sp��a� všetky parametre pod�a nariadenie vlády 269/2010.

K�ú�ové slová: aglomerácia, kvalita vôd, vegeta�ná �istiare� odpadových vôd, BSK5,

Brodzany

Abstract

Thesis deals with an overview of wastewater treatment technologies in rural

locations or in agglomerations until 1000 PE. Work continues of proposal vegetation

wetland wastewater treatment plant in selected village – Brodzany. Village agglomeration

correspondents to 1000 PE or 2000 PE looking with a population of 30 years of 933 PE.

The proposal is subject to the legislation currently valid in the Slovak republic and in

particular law 364/2004 Z.z. about wastewater and law 442/2002 Z.z. about public water

supply and public canalization. The basic document for design wastewater treatment plant

is government regulation 269/2010 laying down requirement to achieve good water status.

On the basic of laws and STN (Slovak technical standards) we determine the quality, type

and quantity of wastewater. Wastewater flowing from rural areas is mainly polluted by

sewage and solids with specific characters. It is waste of water, which are not, or very

slightly contaminated wastewater from industry and agriculture. Wastewater treatment

plant design basis for the calculations, which are listed, the figures on which the proposed

individual parts WWTP. Producer gives some device parameters. Technology of proposed

WWTP is relativity simple and has two levels: primary (mechanical cleaning) and

secondary (biological cleaning). Of the various technologies of mechanical cleaning, which

are described in the work, we have proposed rotating drum screen with vertical sand trap.

All mechanical devices are located in technological building. Secondary level of treatment

consists from vertical root field and horizontal root field. The basis of this level are

constructed wetlands animated with microorganisms and wetland plants – Common reed.

We also proposed an additional area for wastewater treatment plant to complete fields for

specific conditions. Recent objects are measuring manhole, check valve and outlet.

Recipient is Nitra River. Proposed wastewater treatment plant meets all parameters

according to government regulation 269/2010.

Key words: agglomeration, water quality, constructed wetland, BOD5, Brodzany

Obsah

Zoznam použitých skratiek a zna�iek ...................................................................... 8

Úvod ............................................................................................................................. 9

1. Sú�asný stav riešenej problematiky doma a v zahrani�í .................................. 10

1.1 Legislatíva ....................................................................................................... 10

1.1.1 Smernice Európskeho parlamentu a Rady záväzné

pre SR od 1. 5. 2004 .............................................................................. 10

1.1.2 Právne predpisy SR .............................................................................. 12

1.2 Odpadové vody ............................................................................................... 16

1.2.1 Odpadové vody a druhy odpadových vôd ............................................ 16

1.2.2 Odpadové vody z vidieckych lokalít ..................................................... 17

1.2.3 Látky v odpadových vodách ................................................................. 18

1.2.4 Klasifikácia látok odpadových vôd ....................................................... 20

1.2.5 Prípustné zne�istenie odpadových vôd ................................................. 22

1.2.6 Pojmy .................................................................................................... 25

1.3 Charakteristika a úlohy �OV .......................................................................... 26

1.3.1 Vplyv �ov na životné prostredie ........................................................... 26

1.4 Klasifikácia procesov �istenia odpadových vôd –

mechanické �istenie ....................................................................................... 28

1.4.1 Pred�istenie a mechanické �istenie ....................................................... 28

1.4.2 Lapa�e tukov a plávajúcich ne�istôt, flotácia ....................................... 33

1.5 Biologické �istenie ......................................................................................... 35

1.5.1 Aeróbne biologické pochody ................................................................ 35

1.5.2 Rast a množenie mikroorganizmov ...................................................... 37

1.5.3 Technologické varianty biologického �istenia ..................................... 40

Cie� práce ............................................................................................................... 43

2. Metodika práce a materiál skúmania ................................................................ 44

2.1 Charakteristika prírodného prostredia ............................................................ 46

2.1.1 Charakteristika územia .......................................................................... 46

2.1.2 Geomorfologiký vývoj .......................................................................... 47

2.1.3 Pôdne typy a druhy ............................................................................... 49

2.1.4 Klimatické pomery ................................................................................ 49

2.2 Hydrologické pomery ..................................................................................... 50

2.3 Obyvate�stvo a infraštruktúra ......................................................................... 51

2.4 Využívanie krajiny a chránené územia ........................................................... 53

3. Výsledky práce a diskusia .................................................................................... 55

3.1 Projektové výpo�ty ......................................................................................... 55

3.1.1 Výpo�et potreby vody pre obec............................................................... 55

3.1.1.1 Výpo�et teoretickej spotreby pod�a zákona .............................. 55

3.1.1.2 Výpo�et skuto�nej spotreby vody v obci ................................... 56

3.1.2 Výpo�et skuto�nej potreby vody – projektované na 30 rokov ............... 58

3.1.3 Výpo�et produkcie splaškový odpadových vôd ..................................... 59

3.1.4 Výpo�et množstva BSK5 ........................................................................ 60

3.1.5 Výpo�et množstva CHSK ...................................................................... 60

3.1.6 Výpo�et množstva NL ............................................................................ 61

3.1.7 Zmiešavacie rovnice ............................................................................... 61

3.1.7.1 Zmiešavacia rovnica pre 933 EO – BSK5 .................................. 61

3.1.7.2 Zmiešavacia rovnica pre 933 EO – CHSK ................................ 62

3.1.8 Návrhové parametre pre potenciálnu spotrebu 150 l/os/de�.................. 62

3.2 Projektovanie �OV ......................................................................................... 64

3.2.1 Druh navrhovanej �istiarne odpadových vôd ........................................ 64

3.2.1.1 Konštrukcia a dispozícia VK�OV a iných objektov ................. 65

3.2.1.2 Prevádzka a údržba VK�OV ..................................................... 67

3.2.2 Mechanické �istenie vo VK�OV .......................................................... 69

3.2.2.1 Pre�erpávacia šachta .................................................................. 70

3.2.2.2 Zariadenie na zachytávanie zhrabkov ........................................ 72

3.2.2.3 Vertikálny lapa� piesku ............................................................. 74

3.2.3 Biologická �as� �istenia v �OV ............................................................ 75

3.2.3.1 Rastliny pre VK�OV ................................................................ 75

3.2.3.2 Spôsob odstra�ovania N a P z odpadovej

vody rastlinami ......................................................................... 77

3.2.3.3 Výpo�ty rozmerov kore�ových polí a doby zdržania ............... 78

3.2.3.4 Návrh vertikálneho kore�ového po�a ....................................... 80

3.2.3.5 Návrh horizontálneho kore�ového po�a ................................... 81

3.3 Investi�né a prevádzkové náklady ................................................................. 84

3.4 Súhrnná technická správa .............................................................................. 86

Záver ........................................................................................................................... 94

Zoznam použitej literatúry ....................................................................................... 96

8

Zoznam použitých skratiek a zna�iek

BSK5 biologická spotreba kyslíka za 5 dní

�OV �istiare� odpadových vôd

EHS Európske hospodárske spolo�enstvo

EO ekvivalentný obyvate�

ES Európske spolo�enstvo

EÚ Európska únia

CHKO chránená krajinná oblas�

CHSK(Cr) chemická spotreba kyslíka

Q24 prietok vody za 24 hodín

Q355 prietok vody za 355 dní

Qdp priemerný denný prietok

Qdm maximálny denný prietok

Qhm maximálny hodinový prietok

Qmin minimálny prietok

Qmax maximálny prietok

Qrp priemerný ro�ný prietok

HKP horizontálne kore�ové pole

kd koeficient maximálnej dennej nerovnomernosti

kh koeficient maximálnej hodinovej nerovnomernosti

kmin koeficient minimálneho prietoku

kmax koeficient maximálneho prietoku

N dusík

NL nerozpustné látky

VK�OV vegeta�ná kore�ová �istiare� odpadových vôd

VKP vegeta�né kore�ové pole

P fosfor

SR Slovenská republika

Z.z. zbierka zákonov

ŽP životné prostredie

9

Úvod

Voda je neoddelite�nou sú�as�ou živej krajiny a všetkých jej sú�astí. Zachovanie

funk�ného a plnohodnotného vodného ekosystému je preto dôležité ako z poh�adu

ekologických kritérií, tak aj z nutnosti zabezpe�enia základných podmienok biologického

a ekonomického života pre sú�asnú spolo�nos� a budúce generácie. V starostlivosti o

vodné hospodárstvo prechádzalo Slovensko rôznymi obdobiami. Všetky zmeny vo

vodnom hospodárstve boli ovplyv�ované záujmami spolo�nosti, ktoré reprezentoval štát

so svojimi legislatívnymi a ekonomickými nástrojmi. Dlhodobo sa na našom území

uplat�ovali uhorské vodohospodárske koncepcie, neskoršie koncepcie a skúsenosti �eské.

Mnohí sa pamätajú, ako sa striedali požiadavky na vodu. Sú�astný rozvoj mestského a

vidieckeho odvodnenia a �istenia odpadových vôd sa opiera o stále intenzívnejšie úsilie

�udského rodu zabezpe�i� si trvalý hospodársky rast, pri�om sa zachovajú alebo dokonca

vylepšia životné podmienky na Zemi. Kvalita životného prostredia sa v 21. storo�í stáva

sú�as�ou spolo�ensky uznávaných sociálnych hodnôt. Dlhodobou prioritou, platnou i v

sú�asnom období, je zabezpe�enie odkanalizovania a �istenia odpadovej vody (Košík,

2009).

Zo súhrnnej informácie o �istení komunálnych odpadových vôd na Slovensku,

ktorá bola spracovaná v roku 1998 vyplýva, že 56 % z po�tu hodnotených obcí, t.j. obcí v

ktorých žije viac ako 2000 ekvivalentných obyvate�ov (EO), nemá zariadenia na �istenie

odpadových vôd. Na základe sledovania historického vývoja budovania komunálnych

�istiarní odpadových vôd (�OV) je možné sledova� dva diametrálne odlišné poh�ady na

kapacitnú ve�kos� �OV:

• �OV projektované a budované v 60-70 rokoch (doba projekcie a výstavby trvala

niekedy 10 až 15 rokov) boli v mnohých prípadoch už pri uvedení do skúšobnej

prevádzky poddimenzované, �oho dôsledkom bolo ich látkové a hydraulické pre�aženie.

• Pri �OV projektovaných a budovaných v 80-tych rokoch, v snahe vyhnú� sa

chybám z minulosti, bolo z dnešného poh�adu uvažované s vysokou špecifickou

spotrebou vody na obyvate�a, vysokou produkciou odpadových vôd z priemyslu a

neúmerne ve�kým po�tom pripojených EO na �OV. V tomto prípade po uvedení �OV do

prevádzky dochádzalo k stavu, že �OV boli kapacitne využívané �asto iba na 50 %, �o

znamená, že v prevádzke bola �asto len jedna linka �OV (50%) pri vybudovaných dvoch

linkách a pod (Košík, 2009).

10

Od roku 2000 sa za�ali projektova� prvé tzv. alternatívne �istiarne odpadových

vôd a postupne sa dostávajú do popredia, hlavne v aglomeráciách do 1000 EO. Zatia�

najrozšírenejší alternatívny spôsob �istenia predstavujú vegeta�né kore�ové �istiarne

odpadových vôd. Ich hlavnou výhodou sú nízke stavebné náklady a takmer nulové

prevádzkové náklady. Avšak pri ich návrhu treba pe�livo posúdi� klimatické podmienky

v mieste ich návrhu. Vegeta�né kore�ové �istiarne odpadových vôd sú v sú�asnosti

v Slovenskej republike skôr raritou ako pravidlom a aj napriek ve�kým výhodám

vegeta�ných �istiarní sa stále budujú finan�ne náro�nejšie typové �istiarne.

10

1 Sú�asný stav riešenia problematiky doma a v zahrani�í

1.1 Legislatíva

1.1.1 Smernice Európskeho parlamentu a Rady záväzné pre SR od 1. 5. 2004

Voda je neoddelite�nou sú�as�ou živej krajiny a všetkých jej sú�astí. Zachovanie

funk�ného a plnohodnotného vodného ekosystému je preto dôležité pre sú�asnú

spolo�nos� aj budúce generácie (Košík, 2009).

D�a 1.5.2004 sa Slovenská republika stala sú�as�ou Európskej únie. Tým sa pre

Slovensko stali záväznými európske smernice. Pre oblas� vôd je to najmä smernica

Európskeho parlamentu a Rady 2000/60/ES tzv. Rámcová smernica o vode, ktorá

stanovuje rámec pôsobnosti spolo�enstva v oblasti vodnej politiky a pre oblas� �istenia

komunálnych odpadových vôd smernica Rady 91/271/EHS o �istení komunálnych

odpadových vôd (Košík, 2009).

Smernice Európskeho parlamentu a Rady 2000/60/ES – Rámcová smernica o vode

Základom smernice je komplexný prístup ku ochrane všetkých typov vôd:

a) povrchových

b) podzemných

c) vnútrozemských

d) morských

Ú�elom tejto smernice je ustanovi� rámec ochrany vnútrozemských povrchových

vôd, brakických vôd, pobrežných vôd a podzemných vôd, ktorý:

a) zabráni �alšiemu zhoršovaniu, ochráni a zlepší stav vodných ekosystémov, a s oh�adom

na ich potrebu vody suchozemských ekosystémov a mokradí, ktoré sú priamo závislé od

vodných ekosystémov;

b) podporí trvalo udržate�né využívanie vody založené na dlhodobej ochrane dostupných

vodných zdrojov;

c) povedie k zvýšenej ochrane a zlepšeniu vodného prostredia, okrem iného

prostredníctvom špecifických opatrení na postupné znižovanie vypúš�ania, emisií a únikov

prioritných látok a zastavenie alebo postupné ukon�enie vypúš�ania, emisií a únikov

prioritných rizikových látok;

11

d) zabezpe�í postupné znižovanie zne�istenia podzemnej vody a zabráni jej �alšiemu

zne�is�ovaniu a

e) prispeje k zmierneniu ú�inkov povodní a sucha a tým prispeje k:

̶ zabezpe�eniu dostato�ných zásob kvalitnej povrchovej a podzemnej vody, aká je

potrebná pre trvalo udržate�né, vyvážené a spravodlivé využívanie vody,

̶ podstatnému zníženiu zne�istenia podzemnej vody,

̶ ochrane výsostných a morských vôd a

̶ dosiahnutiu cie�ov príslušných medzinárodných dohôd, vrátane tých, ktorých cie�om je

predchádza� a eliminova� zne�istenie morského prostredia �innos�ou spolo�enstva, ktoré

pod�a �lánku 16 ods. 3 zastaví alebo postupne ukon�í vypúš�anie, úniky a straty

prioritných rizikových látok s kone�ným cie�om dosiahnu� koncentrácie približujúce sa

poza�ovým hodnotám pre prirodzene sa vyskytujúce látky a hodnoty koncentrácií blížiace

sa k nule pre vyrábané syntetické látky (Košík, 2009).

Celkovým cie�om rámcovej smernice je dosiahnutie „dobrého stavu“ pre všetky

vody v EÚ do roku 2015. Pre povrchové vody je „dobrý stav“ vymedzený „dobrým

ekologickým“ a „dobrým chemickým stavom“. Ekologický stav je ur�ený prvkami

biologickej, hydromorfologickej a fyzikálno-chemickej kvality. Základné referen�né údaje

poskytujú biologické parametre nenarušených vôd, ktoré sú len „ve�mi málo“ zmenené

�udským vplyvom (Košík, 2009).

Kone�ným cie�om tejto smernice je eliminácia obzvláš� škodlivých látok a

dosiahnutie takých koncentrácií látok v morskom prostredí, ktoré sa približujú hodnotám

ich prirodzeného výskytu. Prostriedkom pre dosiahnutie týchto cie�ov je požadovaná

správa povrchových a podzemných vôd v rámci prirodzených hydrologických povodí so

stanovením emisných a imisných limitov pre kone�né kvalitatívne ciele (Jurík a i., 2006).

Smernica Rady 1991/271/EHS o �istení komunálnych odpadových vôd

Táto smernica sa týka zberu, �istenia a vypúš�ania komunálnych odpadových vôd a

�istenia a vypúš�ania odpadovej vody z ur�itých priemyselných odvetví. Cie�om smernice

je zabezpe�i� ochranu povrchových a podzemných vôd pred zne�istením, vznikajúcim pri

vypúš�aní odpadových komunálnych vôd, alebo biologicky zne�istených. Základnou

12

úlohou pre jednotlivé krajiny je vymedzenie tzv. „citlivých oblastí“. Citlivou oblas�ou sa

rozumie vodné útvary (vodné toky, nádrže, podzemné vody, morské vody) zasiahnuté

alebo ohrozené eutrofizáciou a tiež vodné útvary ur�ené ako zdroje pitnej vody. Smernica

definuje aj menej citlivé oblasti, ktoré sa týkajú ale len morských pobreží alebo ústí

ve�kých riek (Košík, 2009).

1.1.2 Právne predpisy SR

V sú�asnosti sú právne predpisy SR v súlade so smernicou Rady 91/271/EHS, ktorá

je transponovaná cez rozhodujúce právne predpisy v oblasti ochrany vôd: zákon �.

364/2004 Z. z. o vodách a o zmene a doplnení zákona Slovenskej národnej rady �.

372/1990 Zb. O priestupkoch v znení neskorších predpisov (vodný zákon) a nariadenie

vlády SR �. 269/2010 Z. z., ktorým sa ustanovujú požiadavky požiadavky na dosiahnutie

dobrého stavu vôd. V oblasti verejných vodovodov a verejných kanalizácií danú

problematiku upravuje zákon �. 442/2002 Z. z. o verejných vodovodoch a verejných

kanalizáciách. Problematiku upravuje aj vyhláška Ministerstva životného prostredia

Slovenskej republiky 684/2006 Z. z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o technických

požiadavkách na návrh, projektovú dokumentáciu a výstavbu verejných vodovodov a

verejných kanalizácií, a zákon 188/2003 Z.z. o aplikácii �istiarenského kalu a dnových

sedimentov do pôdy a o doplnení zákona �. 223/2001 Z. z. o odpadoch a o zmene a

doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov (Košík, 2009).

Zákon 364/2004 Z.z o vodách

Zákon vytvára právne prostredie pre všestrannú ochranu vôd vrátane vodných

ekosystémov a od vôd priamo závislých ekosystémov v krajine, na zachovanie alebo

zlepšovanie stavu vôd a na ich ú�elné, hospodárne a trvalo udržate�né využívanie. Ochrana

vôd je premietnutá do dodržiavania nasledovných základných princípov:

− zabezpe�enie vyhovujúceho stavu vodných zdrojov, vodných ekosystémov a na vodu

viazaných krajinných ekosystémov,

− znižovanie zne�istenia odpadových vôd v mieste ich vzniku a využívanie možností

opätovného používania odpadových vôd (Košík, 2009).

Pre oblas� odvádzania a �istenia komunálnych odpadových vôd majú zásadný

význam ustanovenia zákona, ktoré sú transpozíciou požiadaviek smernice Rady

91/271/EHS o �istení komunálnych odpadových vôd. V prípade, že v aglomerácii je

13

vybudovaná stoková sie�, zákon ukladá povinnos� odpadové vody, ktoré vznikajú v

aglomeráciách, odvádza� verejnou kanalizáciou. Tam, kde výstavba verejnej kanalizácie

vyžaduje neprimerane vysoké náklady, alebo jej vybudovaním sa nedosiahne výrazné

zlepšenie životného prostredia, možno použi� iné vhodné spôsoby odvádzania

komunálnych odpadových vôd, ktorými sa dosiahne rovnaká úrove� ochrany vôd ako pri

odvádzaní týchto vôd verejnou kanalizáciou (Košík, 2009).

Zákon je rozdelený do 13 �astí a 6 príloh. Našu problematiku rieši v tomto zákone

hlavne jeho piata �as� – Ochrana vodných pomerov a vodárenských zdrojov a to najmä

§33 až §40. Tieto paragrafy pojednávajú o vypúš�aní odpadových a osobných vôd do

recipientov, citlivých a zranite�ných oblastiach a o zaobchádzaní so škodlivými látkami

(Košík, 2009).

Zákon 442/2002 Z. z. o verejných vodovodoch a verejných kanalizáciách

Upravuje zria�ovanie, rozvoj, prevádzkovanie verejných vodovodov a verejných

kanalizácií, vymedzuje práva a povinnosti a pôsobnos� orgánov verejnej správy na úseku

verejných vodovodov a verejných kanalizácií. Jednou z rozhodujúcich povinností vlastníka

verejného vodovodu a verejnej kanalizácie je zabezpe�i� rozvoj verejného vodovodu a

verejnej kanalizácie v súlade so schváleným Plánom rozvoja verejných vodovodov a

verejných kanalizácií pre územie Slovenskej republiky („Plán rozvoja VV a VK v SR“) s

oh�adom na ekologické aspekty a finan�né možnosti. Zákon ustanovuje taktiež povinnos�

pre vlastníkov infraštruktúry zabezpe�i� podmienky na zásobovanie obyvate�stva pitnou

vodou, odvádzanie a zneškod�ovanie odpadových vôd od obyvate�ov a ostatných

producentov, �ím konkretizuje �innos� obcí v oblasti verejných vodovodov (Košík, 2009).

Vyhláška 684/2006 Z.z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách na

návrh, projektovú dokumentáciu a výstavbu verejných vodovodov a verejných kanalizácii.

Pre našu problematiku je najdôležitejší § 3 Verejná kanalizácia a to hlavne

nasledujúce body:

13) Pri spracúvaní návrhu jednotlivých technologických objektov �istiarne odpadových

vôd a spôsobu �istenia odpadových vôd sa zoh�ad�ujú najmä

a) polohopisné, výškopisné, hydrologické, geologické, hydrogeologické a klimatické

pomery v oblasti �istiarne odpadových vôd,

14

b) komplexné riešenia stokovej siete,

c) hydraulické pomery stokovej siete,

d) sú�asný stav a výh�adový stav produkcie odpadových vôd od obyvate�ov a významných

producentov nachádzajúcich sa v aglomerácii,

e) množstvo, zloženie a rozkolísanos� privádzaných odpadových vôd do �istiarne

odpadových vôd,

f) požiadavky na spôsob �istenia odpadových vôd,

g) požiadavky ustanovené osobitnými predpismi,

h) podmienky na kvalitu vypúš�aných odpadových vôd a ovplyvnenia recipientu

vypúš�aním odpadových vôd ur�ených orgánom štátnej vodnej správy,

i) požiadavky na spôsob kone�ného zneškodnenia alebo využitia produktov �istiarne

odpadových vôd.

(14) �istiare� odpadových vôd nesmie ohrozova� verejné zdravie najmä hlukom,

vibráciami a prenosom infekcií.

(15) Sú�as�ou návrhu na výstavbu alebo rekonštrukciu �istiarne odpadových vôd je:

a) stanovenie spôsobu manipulácie so zachytenými produktmi a zneškod�ovanie všetkých

zachytených a vznikajúcich produktov pri �istení odpadových vôd, najmä štrku, piesku,

zhrabkov, tukov a kalov,

b) spôsob odvádzania odpadových vôd vznikajúcich manipuláciou v �istiarni odpadových

vôd spä� do �istiarenského procesu, napríklad kalovej vody.

(16) Na prevádzku hygienických zariadení v �istiarni odpadových vôd sa použije voda

zodpovedajúcej kvality a v dostato�nom množstve.

(22) Pri stanovovaní množstva zne�is�ujúcich látok v odpadových vodách pritekajúcich do

�istiarne odpadových vôd sa �alej zoh�ad�ujú najmä

a) údaje z prieskumov s presne ur�enou metodikou odberu vzoriek odpadových vôd,

b) výsledky rozborov odpadových vôd a množstva pritekajúcich odpadových vôd v d�och

realizovaných rozborov odpadovej vody,

c) údaje o plánovanom po�te pripojených producentov,

d) údaje o charaktere a kapacite plánovanej priemyselnej výroby.

(23) Technologické objekty �istiarne odpadových vôd sa pod�a svojej funkcie navrhujú na

maximálne hydraulické za�aženie a na charakteristické návrhové hodnoty látkového

za�aženia, ktoré sa stanovuje na základe posúdenia ve�kosti zdroja zne�istenia.

(24) Množstvo odpadových vôd pritekajúcich po�as daž�ov do biologickej �asti �istiarne

odpadových vôd nesmie pri �istiarni odpadových vôd do 5 000 ekvivalentných obyvate�ov

15

presahova� hodnotu 1, 2-krát Qhod.max a pri �istiarni odpadových vôd nad 5 000

ekvivalentných obyvate�ov hodnotu 2-krát Qd.max Qb, ak nie je biologická �as� vrátane

dosadzovacej nádrže dimenzovaná inak.

(25) Pri projektovaní technologických objektov �istiarní odpadových vôd, ktorých

parametre návrhu obsahujú údaj vz�ahujúci sa na de�, vek kalu, produkciu kalu, produkciu

piesku a produkciu bioplynu, vychádza sa z priemerného látkového zne�istenia

odpadových vôd pritekajúcich do �istiarne odpadových vôd. Priemerné látkové zne�istenie

odpadových vôd pritekajúcich do �istiarne odpadových vôd, ak nie je stanovené iným

presnejším spôsobom, stanovuje sa z hodnôt priemerného bezdaž�ového prietoku Q24 a

priemernej koncentrácie zne�istenia za rok.

(26) Maximálny denný bezdaž�ový prítok Qd.max je základnou hodnotou na ur�enie

a) �asu zdržania sa v nádržiach primárnej sedimentácie v nádržiach biologického procesu

�istenia okrem dosadzovacích nádrží,

b) ve�kosti internej recirkulácie aktiva�nej zmesi medzi jednotlivými �as�ami aktiva�nej

nádrže,

(27) �istiare� odpadových vôd sa musí zabezpe�i� obtokom odpadových vôd alebo

obtokom a náhradným prepojením jednotlivých technologických objektov �istiarne

odpadových vôd. Vyhláška sa �alej zmie�uje aj o ob�ianskej vybavenosti a technickej

vybavenosti. V našom prípade sa jedná o špecifickú potrebu vody pre základnú

vybavenos� v obci do 1000 obyvate�ov a to 15 litrov.osoba-1.d (Košík, 2009).

Nariadenie vlády SR �. 269/2010 Z. z., ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie

dobrého stavu vôd.

Týmto nariadením sa mení predchádzajúce nariadenie vlády SR �. 296/2005 Z.z.,

kde sa vzh�adom na riešenú problematiku zmenilo hodnotenie stavu vôd na dobrý stav a

zlý stav. § 5 Limitné hodnoty ukazovate�ov zne�istenia odpadových vôd a osobitných vôd

vypúš�aných do povrchových vôd alebo do podzemných vôd

(4) Pre vypúš�ané odpadové vody a osobitné vody možno v záujme ochrany vôd, vodných

pomerov a regulácie emisií pod�a zdôvodnenia ur�i� prípustné hodnoty ne�istenia nižšie

ako sú limitné hodnoty zne�istenia, alebo ur�i� prípustné hodnoty zne�istenia pre �alšie

látky, ktoré nie sú uvedené v prílohe 6 (Košík, 2009).

16

1.2 Odpadové vody

1.2.1 Odpadové vody a druhy odpadových vôd

Akáko�vek voda, ktorá po použití zmení svoje vlastnosti – fyzikálne (teplota,...),

chemické (pH,...) – sa nazýva odpadovou vodou, predovšetkým pokia� môže ohrozi� akos�

povrchových alebo podzemných vôd (Košík, 2009).

Odpadovými vodami sú:

• všetky druhy vôd odvádzané stokovou sie�ou ( ak sa tam dostali akýmko�vek

spôsobom);

• od�erpávané vody podzemné z hydraulickej ochrany pri priemyselných objektoch –

rafinérie, sklady ropných látok, odkaliská z rudných, energetických alebo

chemických výrob;

• vody z drenážnych systémov ako sú�as� zariadení na odvodnenie pozemných

stavieb;

• vody akoko�vek zne�istené z výrobného procesu, prípadne v dôsledku vlhkosti

suroviny;

• tekuté odpady (Horáková a i., 2000).

Pod�a pôvodu a spôsobu zne�istenia, môžeme odpadové vody odvádzané stokovou sie�ou

rozdeli� na:

1. splaškové odpadové vody,

2. odpadové vody zo zdravotníckych zariadení,

3. priemyselné odpadové vody,

4. daž�ové odpadové vody - daž�ové povrchové vody

- zmiešané odpadové vody,

5. podzemné a iné,

6. po�nohospodárske odpadové vody (Horáková a i., 2000).

V problematike odpadových vôd z vidieckych oblastí ide najmä o splaškové vody.

Splaškové vody sú odpadové vody z domácností, reštaurácií, hotelov, škôl, objektov

17

spolo�ného stravovania a ubytovania a pod. Majú oby�ajne sivohnedú farbu, �erstvo alebo

fekálna zapáchajú, po vy�erpaní rozpustného kyslíka sa však zápach zintenzívni a voda

stmavne. Teplota splaškových vôd v kanalizácií závisí na ro�nom období. V zime sa

obvykle pohybuje od 8 do 12 °C a nikdy neklesá pod 4 až 6 °C. V lete sa ich teplota

pohybuje okolo 20 °C. Reakcia splaškových vôd býva slabo alkalická, približne pH 7,5

(Jurík, 2009).

Splaškové vody majú pomerne stále zloženie, obsahujú prevažne organické látky.

Hlavný podiel zne�is�ujúcich látok pochádza z mo�u a tuhých fekálií (asi 1/2 až 2/3

organických látok). Z prá�ovní a kúpelní sa dostávajú do odpadových vôd sú�asti pracích a

namá�acích prostriedkov, sú�asti potu, z kuchý� zvyšky potravín, tuky, sú�asti umývacích

a �istiacich prostriedkov at�. (Jurík, 2009).

1.2.2 Odpadové vody z vidieckych lokalít

Na vidieku si obyvatelia obvykle riešia problémy so splaškami z domácnosti

jednotlivo na svojich pozemkoch žumpami alebo septikmi. Žumpy sú nádrže bez odtoku,

ktoré sa používajú len na zhromaž�ovanie splaškov. Akumulované odpadové vody musia

by� odstra�ované po naplnení žumpy. Prevádzka žúmp je drahá vzh�adom na �astú

potrebu ich vyprázd�ovania. Žumpy sa inštalujú len vtedy, ak je podložie nepriepustné,

alebo hladina podzemných vôd stúpa maximálne len po úrove� základov žumpy po�as

celého roka alebo v ur�itom období. Septiky sú malé podzemné nádrže, zah�bené do

podložia, �alej od odkanalizovaných domov, pre ktoré sa používajú ako malá �istiare�

odpadových vôd s nízkou ú�innos�ou. Tuhé látky sedimentujú na dno nádrže a oleje a tuky

stúpajú na hladinu nádrže. Vy�istený odtok je prednostne rozpty�ovaný do podložia cez

systém vsakovacej studne. Menej prijate�né je vypúš�anie odtoku do priekopy alebo

vodného toku, lebo jeho kvalita môže zvýši� problémy so zápachom alebo zne�isti�

recipient. Kal sa zo septiku periodicky od�ahuje špeciálne konštruovaným cisternovým

vozidlom a odváža sa na �istiare� na �alšie spracovanie a bezpe�né zneškodnenie. Pre

vä�šie budovy na vidieku, ako hotely a reštaurácie, sa inštaluje malá �istiare� odpadových

vôd, ktorá je �asto v podobe priemyselného výrobku. Avšak ich použitie je ve�mi

individuálne, pretože takýto objekt sa musí nachádza� v blízkosti recipientu (Dohányos a

i., 1998).

Odpadové látky z vidieka obsahujú naj�astejšie iba fekálne zne�istenie zo splaškov

a domových odpadových vôd. Na vidieku, hlavne v menších obciach, sa nenachádza bu�

žiadny alebo len ve�mi malý priemysel, prípadne výroba, ktorá nemá zásadný vplyv na

18

zloženie a množstvo odpadovej vody odtekajúcej do �OV. V prípade, ak sa aj v malej obci

nachádza prevádzka alebo priemysel, rieši sa táto situácia osobitne.

Množstvo odpadovej vody z vidieka kolíše v priebehu d�a a mesiaca ove�a viac

ako je tomu v mestách a to z toho dôvodu, že až 80% obyvate�ov dochádza za prácou do

mesta prípadne iného regiónu. Množstvo odpadových vôd je najvä�šie ráno a ve�er.

1.2.3 Látky v odpadových vodách

Splaškové odpadové vody obsahujú:

• nerozpustné látky (hrubé plávajúce, hrubé rýchlo sedimentujúce, jemné

suspendované, jemné koloidné),

• rozpustené látky (látky v pevnom alebo koloidnom roztoku),

• mikroorganizmy (baktérie, vírusy, helmity) (Jurík, 2009).

Pre obrovské množstvo najrôznejších mikroorganizmov, ktoré sa nachádzajú

v splaškových odpadových vodách, sú tieto vody závažným, potencionálnym faktorom

šírenia infekcie (Jurík, 2009).

Tab. 1.1

Chemické a látkové zloženie fekálií a mo�u (Jurík, 2009).

m. j. Fekálie Mo�

Hmotnos� g/obyv/de� 100 - 400 1000 - 1300

Hmotnos� sušiny g/obyv/de� 30 - 60 50- 70

Obsah vody % 77 94

Organické látky % 88 - 97 65 – 85

Uhlík C % 44 - 55 11 – 17

Dusík N % 5 - 7 15 – 19

Fosfor P % 1,3 – 2,3 1,1 – 2,2

Draslík K % 0,8 – 2,1 2,5 – 3,7

Vápnik Ca % 3,2 3,2 – 4,3

Ur�ovanie zne�istenia vody je problematika pomerne široká. Keby bola za základ

zne�istenia zobratá chemická analýza vody, bolo by vyjadrenie nesmierne �ažké. Preto sa

ako najjednoduchšia možnos� vybrala sumárna hodnota látok vyjadrená aj s oh�adom na

19

prítomnos� baktérií. Ako sumariza�ný parameter je preto používané množstvo kyslíka ,

ktorý spotrebujú baktérie a mikroorganizmy na premenu rozložite�ných organických látok

na minerálne látky. Sumárna hodnota spotreby kyslíka je ozna�ovaná ako biochemická

spotreba kyslíka za 5 dní. Na základe BSK5 sa teda zis�uje miera zne�istenia odpadových

vôd (Jurík, 2009).

Miera zne�istenia sa tiež ur�uje aj pomocou CHSK. Chemická spotreba kyslíka je

meradlo zne�istenia, pri ktorom sa sumarizujú nielen organicky oxidovate�né látky, ale aj

organické zlú�eniny, ktoré sú potencionálne oxidovate�né. CHSK sa ur�uje na základe

chemických reakcií. Jej prednos�ou je, že výsledky kvality vody možno získa� už

v priebehu 3 hodín. Pomer získaných hodnôt pri stanovení zne�istenia je u surovej

odpadovej vody 1 : 2, ale pre dobre vy�istenú vodu môže by� pomer BSK5 : CHSK aj 1 :

10. Pre kvalitu odpadovej vody je zaujímavý okrem obsahu uh�ovodíkov aj obsah dusíka a

fosforu. Na základe meraní Imhoffa z r. 1990 je približný pomer pre surové odpadové vody

BSK5 : N : P asi 100 : 5 : 1 mg/l (Jurík, 2009).

Tab. 1.2

Zloženie odpadových vôd z domácností pri spotrebe 150 l/os/de� (Jurík, 2009).

Množstvo

g/obyv/de�Koncentrácia OV mg/l usadenej OV

Usadite�né látky 45 300 -

Odfiltrovate�né látky 70 467 200

BSK5 60 400 267

CHSK 120 800 533

Dusík N 11 73 67

Fosfor P 2,5 17 15

Draslík K 5 33 30

Dusíkaté zlú�eniny

Dostávajú sa do vody predovšetkým z �udských exkrementov vo forme metánu,

amoniaku, dusitanov a dusi�nanov. Biologické procesy vo vode za prístupu kyslíka a iných

vhodných podmienok vedu k postupnej premene zlú�enín dusíka až na plynný dusík.

Pritom prebieha nieko�ko základných reakcií:

NH4+ + OH- ↔ NH3 + H2O

20

Za prítomnosti baktérii sa amoniak premie�a na nitrity a nitráty:

NH4+ + 3/2 O2 → NO2

- + H2O + H+

Druhý stupe�:

NO2- + 1/2 O2 → NO3

-

Sumárne je táto reakcia vyjadrená:

NH4+ + 2 O2 → NO3

- + H2O + 2H+

Celková bilancia nám ukazuje, že v tokoch, kde prichádzajú dusíkaté látky z �OV je

potrebné na ich premenu ve�ké množstvo kyslíka (Jurík, 2009).

Fosfor

Fosfor je podobne ako dusík základným stavebným prvkom organizmov. Na

rozdiel od dusíka a uhlíka, ktoré sa môžu premeni� na plynné zložky a tak sa dosta� von

z vodného prostredia, fosfor s týmto spôsobom nemôže vylú�i� z vody, ale len deponova�.

Fosfor tvorí vo vode pomerne stabilné zlú�eniny so železitými, hlinitými a predovšetkým

vápenatými zlú�eninami. V stojatých vodách sú tieto zlú�eniny ve�mi �astou sú�as�ou

usadených sedimentov (Jurík, 2009).

1.2.4 Klasifikácia látok odpadových vôd

Chemicky �istá je iba voda destilovaná. Voda, ktorá sa vyskytuje v prírode je

„zne�istená“ a môžeme ju považova� za roztok rôznych plynov, anorganických a

organických látok. Z chemického h�adiska rozde�ujeme látky obsiahnuté vo vodách na

organické a anorganické. Z fyzikálneho h�adiska môžu by� tieto látky prítomné ako

elektrolyty alebo neelektrolyty, prípadne ich deli� ako nerozpustené (NL). U

nerozpustných látok nás s oh�adom na ich transport a samo�istiace procesy zaujíma hlavne

ich schopnos� sedimentácie (neusadite�né, usadite�né a plávajúce) (Malý a i., 1996).

Hydrologické metódy posudzovania dopadu vypúš�aných odpadových vôd sú

založené na mikroskopickom rozbore vzorkou vody a nárastu tvoriacich sa na vlhkom

povrchu objektu výpuste alebo na prirodzených podkladoch v tokoch. Metodické postupy

pre odbery vzorkou a ich laboratórne spracovanie je možné nájs� v STN 75 7715: Kvalita

vody. Všetky látky vo vodách sa dajú tiež rozdeli� pod�a �asového a priestorového vplyvu

na životné prostredie:

• látky s akútnym vplyvom na ŽP: zne�is�ujúce látky vyvolávajú v toku

okamžitú odozvu, alebo sa ich ú�inok objaví po ve�mi krátkom �asovom období (minúty,

21

hodiny, maximálne dni). Typickým prejavom akútneho zne�istenia je kyslíkový deficit

toku, prípadne únik zvýšenej koncentrácie nedisociovaného amoniaku. Ako následok je

možné o�akáva� odplavenie benthosu (organizmy žijúce na dne vodných tokov) alebo

úhyn niektorých živo�íšnych druhov,

• látky s post-akútnym vplyvom: spôsobuje efekty, ktoré sa prejavujú a trvajú

po dobu nieko�kých dní. Vä�šinou spôsobujú zníženie koncentrácie rozpusteného kyslíka a

vyvolávajú ochorenia niektorých živo�íšnych druhov,

• látky s kumulatívnymi ú�inkami: (dlhotrvajúce efekty) patria sem látky,

ktoré spôsobujú chronické ekotoxikologické zmeny v recipiente. Ich výskyt sa v recipiente

prejavuje trvalým nedostatkom a postupným zvyšovaním koncentrácie. Taktiež

detoxikácia ich ú�inkov ma dlhodobejší charakter, jedná sa o mesiace až roky. Na rozdiel

od zne�is�ujúcich látok prvej skupiny nie je pre posúdenie rizika spojeného s vypúš�aním

týchto látok rozhodujúce posúdenie jednotlivých udalostí, ale celkový (kumulatívny) vnos

týchto látok za ur�ité �asové obdobie (Dohányos a i., 1998).

Obr. 1.1

�asový a priestorový vplyv zne�is�ujúcich látok na ŽP (zdroj: Košík, 2009)

22

Tab. 1.3

Vplyv odpadových vôd na recipient, vrátane konkrétnych príkladov prí�in

a dôsledkov doby pôsobenia (Košík, 2009).

1.2.5 Prípustné zne�istenie povrchových vôd

V sú�asnosti je v platnosti nariadenie vlády 269/2010 Z.z. „ktorým sa ustanovujú

požiadavky požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd“ kde sú uvedené „požiadavky na

kvalitu povrchovej vody a kvalitatívne ciele povrchovej vody“ a „limitné hodnoty

ukazovate�ov zne�istenia odpadových vôd a osobitných vôd vypúš�aných do povrchových

vôd alebo do podzemných vôd.“

23

Tab. 1.4

Všeobecné požiadavky na kvalitu povrchovej vody (zdroj: nariadenie vlády

269/2010 Z.z.).

Ukazovate� Symbol Jednotka Hodnota imisného limitu

1. Rozpustený kyslík O2 mg/l viac ako 5

2. Biochemická spotreba kyslíka s potla�ením nitrifikácie

BSK5(ATM)

mg/l 7

3. Chemická spotreba kyslíkom dichrómanom

CHSKCr mg/l 35

4. Celkový organický uhlík TOC mg/l 11

5. Sulfán a sulfidy S2- mg/l 0,02

6. Reakcia vody pH 6 - 8,5

7. Teplota t °C

24

Tab. 1.5

Limitné hodnoty ukazovate�ov zne�istenia splaškových a odpadových komunálnych

vôd vypúš�aných do povrchových vôd (zdroj: nariadenie vlády 269/2010 Z.z.).

Vysvetlivky:

• BSK5 (ATM) – biochemická spotreba kyslíka za 5 dní s potla�ením nitrifikácie.

• CHSKCr – chemická spotreba kyslíka stanovená dichrómanovou metódou.

• NL – nerozpustené látky sušené pri 105 °C.

• N-NH4 – amoniakálny dusík.

• Ncelk – celkový dusík definovaný ako sú�et koncentrácií organického,

amoniakálneho, dusitanového a dusi�nanového dusíka.

• Pcelk – celkový fosfor.

• EO – (ekvivalentný obyvate�) je množstvo biologicky odstránite�ného organického

zne�istenia vyjadreného hodnotou ukazovate�a biochemická spotreba kyslíka za

pä� dní (BSK5 – ATM), ktorá je ekvivalentná zne�isteniu produkovanému jedným

obyvate�om, t. j. 60 g BSK5 (ATM) za de�.

• p – limitná hodnota koncentrácie zne�istenia v príslušnom ukazovateli v zlievanej

vzorke za ur�ité �asové obdobie.

• m – maximálna limitná hodnota koncentrácie zne�istenia v príslušnom ukazovateli

v kvalifikovanej bodovej vzorke (Košík, 2009).

25

1.2.6 Pojmy

komunálna odpadová voda - voda zo sídelných útvarov obsahujúca prevažne splaškovú

odpadovú vodu; môže obsahova� priemyselnú odpadovú vodu, infiltrovanú vodu a

v prípade jednotnej stokovej siete alebo polodelenej stokovej siete aj vodu z povrchového

odtoku [§ 2 písmeno j) zákona �. 364/2004 Z. z.];

eutrofizácia - obohacovanie vody živinami, najmä zlú�eninami dusíka a fosforu,

nazývanými nutrienty, ktoré má za následok zvýšený rast siníc, rias a vyšších rastlinných

foriem, �ím môže dôjs� k nežiaducemu zhoršovaniu ekologickej stability a kvality tejto

vody [§ 2 písmeno ac) zákona �. 364/2004 Z. z.];

ekvivalentný obyvate� – 1 EO je množstvo biologicky odstránite�ného organického

zne�istenia vyjadreného hodnotou ukazovate�a biochemická spotreba kyslíka za pä� dní

(BSK5), ktorá je ekvivalentná zne�isteniu 60 g BSK5 produkovanému jedným obyvate�om

za de� [§ 2 písmeno p) zákona �. 364/2004 Z. z.];

stoková sie� – sie� potrubí a pridružených objektov na neškodné odvádzanie odpadových

vôd alebo osobitných vôd do �istiarne odpadových vôd; stoková sie� môže by� jednotná

sústava, delená sústava alebo polodelená sústava [§ 2 písmeno j) zákona �. 442/2002 Z. z.];

recipient - recipientom je vodný útvar, do ktorého sa povrchová voda, podzemná voda,

odpadová voda a osobitná voda vypúš�ajú [§ 2 písmeno k) zákona �. 364/2004 Z. z.] ;

zne�istením vôd - je priame alebo nepriame vypúš�anie alebo únik látok alebo tepla do

vody, ovzdušia alebo do pôdy spôsobené �udskou �innos�ou a prírodnými vplyvmi alebo

ktoré môže poškodi� zdravie �udí, kvalitu vodných ekosystémov a od vôd priamo

závislých ekosystémov v krajine, spôsobi� poškodenie materiálnych hodnôt a obmedzenie

alebo zhoršenie rekrea�ných možností alebo iného využívania životného prostredia [§ 2

písmeno aa) zákona �. 364/2004 Z. z.] (Košík, 2009).

26

1.3 Charakteristika a úlohy �istiarni odpadových vôd

Legislatívne zásady riešenia �istenia odpadových vôd sú dané v Zákone 364/2004

Z.z. o vodách a o zmene zákona národnej rady �. 372/1990 Z.z. o priestupkoch v znení

neskorších predpisov. V definíciách základných pojmov tohto zákona sa �istiar�ou

odpadových vôd rozumie súbor objektov a zariadení na �istenie odpadových vôd a

osobitných vôd pred ich vypúš�aním do povrchových vôd alebo do podzemných vôd alebo

pred ich iným použitím. �istiarne odpadových vôd majú dve zásadné úlohy. Ako prvé

musia odstra�ova� zne�is�ujúce látky z odpadových vôd, ktoré sú do nej privádzané.

Vzniká pritom �istiarenský kal. A to je ich druhá úloha, ten kal pokia� možno tak

spracova�, aby sa dal pokia� možno �alej použi�, ale v každom prípade, aby sa dal

odstráni� bez vzniku nebezpe�enstva (Košík, 2009).

Odpadové vody sú �istené, pri�om sú škodlivé látky odstránené alebo �astejšie

premenené na neškodné látky. Nebezpe�né sú tie látky, ktoré majú neželate�né pôsobenie

na tok alebo celkové na životné prostredie. V toku nesmú by� narušené prirodzené

samo�istiace procesy. Tiež nesmie by� obmedzené využitie toku (napr. ako zásobovanie

vodárenskej nádrže, kúpanie, chladiaca voda pre priemysel alebo energetiku). �istiare�

odpadových vôd sa skladá celkovo zo zariadení na delenie látok a premenu látok.

Spravidla je tiež potrebné z každého druhu týchto metód viacero technologických sú�astí.

Sú radené do technologickej schémy bu� ved�a seba alebo za sebou (Košík, 2009).

1.3.1 Vplyvy �OV na životné prostredie

Umiestnenie �istiarne odpadových vôd môže by� chúlostivou záležitos�ou najmä

tam, kde sa o nej hovorí po prvýkrát. Postavenie �istiarne odpadových vôd

v bezprostrednej blízkosti obydlí �asto vníma široká verejnos� ako rušivé a majitelia

pozemkov sa môžu obáva�, že to bude ma� negatívny vplyv na hodnotu ich majetku. Aj

ke� tieto obavy nemusia by� racionálne, alebo založené na faktoch, je to závažný

predsudok a môže vyvola� tvrdý odpor k plánovanej výstavbe �istiarne odpadových vôd

obzvláš� u tých, ktorých majetok bude v bezprostrednom susedstve s �istiar�ou. Avšak

vyskytli sa aj také prípady, že verejnos� prejavila odpor k zariadeniam na �istenie

odpadových vôd, lebo nebola presved�ená, že navrhnutý plán dostato�né ochráni alebo

zlepší ich sú�asnú miestnu situáciu. O vplyve na životné prostredie v danej lokalite a v

širšom okolí je potrebné uvažova� už pri plánovaní zabezpe�enia nakladania odpadovými

vodami. Životné prostredie bude ovplyv�ované výstavbou kanalizácie a nielen po�as ich

výstavby, ale aj ich prevádzkou. Už základný návrh nakladania s odpadovými vodami

27

podstatne ovplyvni životné prostredie. Pri za�atí plánovania akcie je dôležité identifikova�

primárne environmentálne ciele, ktoré chceme dosiahnu�, t.j. zlepšenie kvality vody na

pobreží používanom na kúpanie, ochrana miestnych mokradí alebo osobitných vodných

druhov: estetické zlepšenie brehov riek používaných na rekreáciu (Horáková a i., 2000).

Po�as výstavby majú negatívne vplyvy vo všeobecnosti do�asný charakter, ale ak

sa nevenuje pozornos� niektorým aspektom, môže dôjs� k trvalým škodám. Nie vždy je

možné nájs� alternatívne prístupy, ktoré eliminujú alebo zmenšia vplyv výstavby. Je treba

vyvinú� maximálne úsilie, aby sa minimalizovali negatívne vplyvy pri použitých

stavebných postupoch, napr. obmedzenie pracovnej doby, aby sa predišlo rušeniu

obyvate�ov hlukom. Pri výstavbe �istiarne odpadových vôd môže spôsobi� problémy

zvýšená doprava, ale jej vplyvy sú �asto menšie ako pri výstavbe stokových sietí, lebo

�istiarne sú bežne umiestnené v riedko obývaných oblastiach a v ur�itej vzdialenosti od

obytnej zástavby. Ak predpokladáme, že �istiare� odpadových vôd a pridružené zariadenia

na nakladanie s vy�istenými odpadovými vodami boli kvalifikovane navrhnuté pre ochranu

a zlepšenie životného prostredia, ktorým sú prijímané, hlavný vplyv pri prevádzke súvisí

so samotnou �istiar�ou odpadových vôd. Hlavné vplyvy pochádzajú zo:

• zápachu - vo všeobecnosti spôsobeného zlým návrhom alebo nefunk�nos�ou

procesu;

• hluku - nie je to všeobecný problém, ale v ur�itých prípadoch môžu motory, turbíny

a kompresory spôsobova�' nadmerný hluk, ktorý môže by� nepriaznivý pre obslužný

personál �istiarne odpadových vôd, najmä ak sa zariadenia nachádzajú v budovách;

• plynné emisie - hlavne sírovodík, ktorý môže ovplyv�ova� ur�ité priemyselné

výroby nachádzajúce sa v blízkosti;

• aerosóly - produkované povrchovými aerátormi v niektorých aktiva�ných

procesoch (Malý a i., 1996).

Ú�inok všetkých týchto vplyvov možno zníži� na prijate�nú úrove�, alebo ak je to

potrebné, úplne eliminova� použitím skúseností z dobrých projektov. Aby mala verejná

správa istotu, že návrh splní o�akávania verejnosti a pod�a možností nevyvolá žiadne

obavy, ktoré by inak mohli vzniknú�, odporú�a sa zabezpe�i� vypracovanie hodnotenia

vplyvov na životné prostredie, aj ak má plánovaná stavba menšiu kapacitu ako 150 000

ekvivalentných obyvate�ov, ako stanovuje smernica EÚ (Košík, 2009).

28

1.4 Klasifikácia procesov �istenia odpadových vôd – mechanické �istenie

Existujúca dva hlavné spôsoby klasifikácie v sú�asnosti používaných procesov

�istenia odpadových vôd, sú založené na: postupnom poradí �istenia, t.j. hrubé

pred�istenie; primárne; sekundárne, terciárne; do�is�ovanie; hlavnom mechanizme

procesu, t.j. fyzikálny; biologický; chemický. Pôvodný spôsob bol založený na postupnom

poradí procesov �istenia. Pochádza zo staršieho obdobia vývoja �istenia odpadových vôd,

kedy "primárne" znamenalo sedimenta�ný proces, "sekundárne" znamenalo biologický

proces a "terciárne" bola fáza do�is�ovania odtoku, ktorou sa dosahovala vyššia kvalita

odtoku z �istiarne odpadových vôd, použitím filtrácie alebo niektorých iných fyzikálnych

procesov. Tento spôsob klasifikácie sa na�alej bežne používa, ale už nie je taký vecný,

lebo aj chemické aj biologické procesy sa teraz používajú v sekundárnej fáze �istenia a

všetky tri mechanizmy sa používajú v terciárnej fáze �istenia odpadových vôd (Košík,

2009).

Teraz sa bežne používajú obidva spôsoby klasifikácie. Tabu�ka 3.4 sa preto pokúša

ukáza� ich vzájomné vz�ahy. Taktiež znázor�uje, ktoré procesy sa používajú na

dosiahnutie troch tried kvalitu vy�istených odpadových vôd, ktoré rozoznáva smernica pre

�istenie komunálnych odpadových vôd pre vypúš�anie do menej citlivých vôd, citlivých

vôd a kategórie vôd medzi nimi, ktorá pokrýva vä�šinu recipientov. Tabu�ka taktiež

znázor�uje, ktorým procesom sú odstránite�né jednotlivé základné kontaminanty vody(

Malý a i., 1996a).

1.4.1 Pred�istenie a mechanické �istenie

Pri �istení komunálnych odpadových vôd je treba odstráni� predovšetkým hrubé,

makroskopické látky, ktorých prítomnos� by mohla vies� v �alších stup�och �istenia k

mechanickým poruchám a zanášaniu objektov a zariadení �OV (Košík, 2009).

Z h�adiska technológie �istenia sa jedná o pomerne jednoduché procesy založené

na javoch ako sú sedimentácia (lapa�e piesku, lapa�e štrku), flotácia (lapa�e tukov a

olejov) alebo cedenie (�esla, sitá). Pri návrhu týchto zariadení je nutné zoh�adni� druh,

charakter a stav stokovej siete, stupe� technického zabezpe�enia stokovej siete pred

prienikom hrubých ne�istôt, piesku a štrku, úrove� fungovania stokovej siete z h�adiska

ochrany stokového systému a riešenia nasledujúcich stup�ov �istenia odpadových vôd, ako

napr: druh a technologické vybavenie biologického stup�a. Zostava a technologické

zariadenie kalového hospodárstva (Hlavínek a i., 1996a).

29

�esla, sitá, drtenie zhrabkov

Pre odstránenie hrubých ne�istôt a látok z vody do ve�kosti cca 1 mm, výnimo�ne

aj menej, sú vhodné �esla a sitá. Bývajú rôznej konštrukcie a rozli�nej ve�kosti otvorov,

ktoré ur�ujú ve�kos� zachytených �astíc. Zariadenie, slúžiace k hrubému a jemnému

cedeniu vody, sa používa ako prvý �istiaci �lánok v kanaliza�ných �istiar�iach s hlavnou

funkciou chráni� �erpadlá proti poškodeniu (Pausurd a i., 1996).

a) hrubé �esla

Hrubé �esla predstavujú zariadenie zložené z vertikálnych alebo nieko�kých oce�ových

ty�í umiestnených v rovnakých vzdialenostiach naprie� ž�abom, ktorým preteká odpadová

voda. Ve�kos� otvorov býva u hrubých �esiel 5 až 20cm. Slúžia obvykle ako ochrana

�erpadiel pred poškodením vä�šími predmetmi, a preto sa nazývajú ochranné. Vzh�adom k

tomu, že množstvo zachyteného materiálu je pomerne malé, bývajú oby�ajne stierané

ru�ne. Ak sú stierané periodicky, dochádza po odstránení zhrabkov k zvýšenému prietoku

a tým aj zvýšenej rýchlosti, �ím sa znižuje množstvo zachytených látok. Tento nedostatok

môžeme minimalizova� pri strojne stieraných �eslach.

b) jemné �esla

Medzery jemných �esiel sú oby�ajne široké 10 až 20 mm. V prie�nom profile majú tvar

�asti kruhu (pákové �esla typu DOOR) alebo sú priame so sklonom v smere prúdu vody,

príp. Aj zvislé. Sú spravidla stierané strojne. Ak je stieracie zariadenie umiestnené z

nátokovej strany, nemajú by� pohyblivé �asti ponorené mimo dopadu stierania, aby sa na

nich nezachytávali predmety, ktoré by bránili ich funk�nosti. Zhrabky padajú do

pristaveného kontajnera alebo na transportný pás.

30

Tab. 1.6

Klasifikácia procesov �istenia odpadových vôd (Košík, 2009).

c) samo�istiace �esla

31

Sú zložené zo segmentov, tvoriacich nekone�ný pás ako sito s otvormi, ktorých ve�kos� je

ur�ená šírkou segmentu. Pás sa otá�a, pri�om zubová �as� segmentu vynáša zachytené

zhrabky a v hornej �asti pásu pri zmene smeru jeho pohybu dole padajú zhrabky do

kontajnera alebo na dopravník (Pausrud a i., 1996).

d) bubnové pohyblivé sitá

Sito je tvorené otá�avým bubnom s hrablicami, ktoré sa v profile smerom dovnútra

rozširujú, �ím sa znižuje nebezpe�ie ich upchávania pri postupe zne�istenou odpadovou

vodou. Voda prechádza hrablicovým bubnom z vonkajšku, vo vnútri rotuje a opä� vyteká

dnom bubna. �astice vä�šie ako otvory sa na bubne zachytia a sú stierané mechanicky.

Menšie �astice, ktoré uviaznu medzi hrablicami sú vyplachované prúdom vody

odtekajúcim z bubna (Pausrud a i., 1996).

Množstvo, lisovanie a odstra�ovanie zhrabkov

Nielen množstvo, ale aj zloženie zhrabkov je ve�mi dôležité pozna�, aby sa mohol

zvoli� spôsob ich �alšieho spracovania. Zhrabky obsahujú ve�ké množstvo organických

látok, ktoré sú z �asti rastlinného a živo�íšneho pôvodu. �as� látok, ktoré sa nachádzajú v

zhrabkoch sa rozkladá sama, ale �alšia �as� je rezistentná proti bakteriálnemu rozkladu.

Zloženie zhrabkov kolísa pod�a ro�ného obdobia. Zhrabky obsahujú asi 80% vody a majú

hmotnos� približne 960 kg/m3, obsah minerálnych látok je asi 15 – 20 %. Zhrabky sú �asto

vodnaté a preto je vhodné zbavi� ich prebytku vody a tým zmenši� ich hmotnos� a objem a

v prípade ich následného spa�ovania zvýši� ich spalnú hodnotu. Deje sa tak lisovaním v

piestových lisoch ( Malý a i., 1996a).

Zhrabky je možné:

1) kompostova�

2) skládkova�

3) spa�ova�

• Pre kompostovanie sú vhodné zhrabky s prevažne organickou hmotou. V priebehu

tohto procesu sú sú�asne hygienizované,

• pre skládkovanie je vhodné zhrabky, pokia� ich pôvod je zo splaškových

odpadových vôd, zbavi� fekálnej hmoty prepláchnutím tlakovou vodou,

32

• spa�ovanie je možné uplatni� pri zhrabkoch s prevahou organickej hmoty. Pri tom

je treba dodržiava� kvalitu emisie spalín, �o u pecí, pre tento ú�el inštalovaných na

mestských �OV nie je dodržané, hlavne z dôvodu nízkej teploty pri spa�ovaní (Hlavínek a

i., 1996a).

Množstvo a zloženie piesku

Množstvo a zloženie piesku, zachyteného z odpadových vôd, kolíše v zna�nom

rozsahu pod�a typu kanaliza�nej sústavy, druhu výpustní a spôsobu udržiavania stokovej

siete, typu odde�ovacích komôr a pomeru riedenia, pod�a povrchovej úpravy a sklonu

odkanalizovaného územia, klimatických podmienok, vlastnosti pôdy, konštrukcie a stavu

kanaliza�ného systému, podielu a charakteru priemyselných odpadových vôd a pod�a typu

a funkcie lapa�ov piesku. Z uvedeného je zrejmé, že je nemožné zostavi� rovnicu, ktorá by

postihla všetky vplyvy tak, aby bolo možné odhadnú� množstvo piesku. Je dôležité si

uvedomi�, že po�as daž�a sú priemerné hodnoty prekra�ované 10 – 30 krát. Priemerné

zloženie piesku obsahuje 10 až 20 % sušiny, v ktorej je zhruba 50 % organických látok. Z

dobre pracujúcich prevzduš�ovacích lapa�ov piesku sa získava piesok, ktorý obsahuje

maximálne 3 % straty žíhaním. Množstvo piesku uvádzané na osobu: 5 – 12 l/obyv./rok

(Košík, 2009).

Lapa�e piesku sú zariadenia, ktoré slúžia na zachytávanie piesku a minerálnych

�astíc s takou ú�innos�ou, aby bola zaistená ochrana �alších objektov a zariadení �OV.

Lapa� piesku je navrhnutý tak, aby boli zachytené �astice do ve�kosti z�n 0,2 až 0,25 mm.

Lapa�e piesku môžeme rozdeli�:

a) pod�a spôsobu odstránenia piesku

• ru�ne (�istenie 1 – 2x týždenne)

• strojovo

b) pod�a smeru prietoku piesku

• horizontálne lapa�e piesku (komorový, štrbinový a lapa� piesku s kontrolovanou

rýchlos�ou)

• vertikálny lapa� piesku (vírový lapa� piesku, prevzduš�ovací lapa� piesku,

odstredivý s prie�nou reguláciou) (Chudoba a i., 1991).

1.4.2 Lapa�e tukov a plávajúcich ne�istôt, flotácia

33

K látkam s hustotou menšou ako je hustota vody patria predovšetkým ropné látky

(aj ke� niektoré ich frakcie sú �ažšie ako voda) a tuky. Na �astice pôsobia v separa�nom

procese rovnaké sily ako pri odde�ovaní �astíc sedimentáciou. Rozdiel je len v tom, že sila

vztlaku je vä�šia ako sila gravita�ná, a preto sa �astice pohybujú smerom hore, pri�om pri

odpore trením má opa�ný smer ako je pohyb �astice (Košík, 2009).

Gravita�né separatóry tukov a olejov

Ako gravita�ný odlu�ova� pôsobí každá nádrž, v ktorej sa spomalí prietok, uk�udní

hladina a �astice s hustotou menšou ako je hustota vody stúpajú k hladine, kde sa

hromadia, pokia� vhodnou úpravou nádrže zabránime ich vyplaveniu do odtoku.

Najjednoduchším zariadením tohoto typu sú odlu�ova�e typu Lapol. V podstate sa jedná o

kontinuálne pretekanú nádrž, v ktorej pri spomalenom prúde dochádza k vyplavovaniu

�astíc na hladinu, na ktorej sa akumulujú a periodicky sú odstra�ované. Nornou stenou sa

zabráni úniku týchto látok s vy�istenou vodou (Malý a i., 1996a).

Koalescen�ný filter

Pre �istenie málo stabilných emulzií je možné použi� koalescen�ný filter. Voda

preteká vrstvou materiálu s ostrými hranami, pri�om sa na týchto hranách zhlukujú

emulgované �astice do vä�ších kvapô�ok, ktoré je už možné separova� gravitáciou. Za

touto vrstvou je potom vlastný lapa� oleja. Pre zvýšenie ú�innosti gravita�ných separátorov

je možné dosiahnu� pomocou lamiel. Takým zariadením je odlu�ova� Gool, ktorého

kapacita je 0,5 – 15 l.s-1. Odpadová voda sa pred vstupom do lapa�a �istí sedimentáciou a

potom priteká do odlu�ovacieho priestoru so sústavou lamiel kruhového tvaru. Odlú�ené

kvapky oleja sa na horných plochách lamiel spojujú do vä�ších kvapiek a tie sa sunú

súprudovým pohybom po stenách ku kraju, kde sa odlu�ujú na hladine (Malý a i., 1996a).

Flotácia

Flotácia je separa�ný proces, používaný na oddelenie dispergovaných �astíc z

kvapaliny, pri ktorom sa tieto �astice spájajú s mikrobublinami plynu, pri�om vzniká

flota�ný komplex �ahší ako voda a tým pádom sa vynáša k hladine. Vznik mikrobublín,

34

ktorých optimálna ve�kos� je 10 až 100 m, sa v disperznom prostredí dosiahne rôznymi

spôsobmi, pod�a ktorých delíme flotáciu:

• jemnobublinným prevzdušnením – volná flotácia

• expanziou vody nasýtenej vzduchom pri zvýšenom tlaku – tlaková flotácia

• znížením tlaku v systéme – vákuová flotácia

• denitrifika�nými pochodmi v biomase za vzniku plynného dusíka – biologická

flotácia

• pridaním chemikálii uvo��ujúcich plyn – chemická flotácia

• elektrolýzou vody – elektroflotácia (Hlavínek a i., 1996).

35

1.5 Biologické �istenie odpadových vôd

Rozdelenie biologických �istiarenských procesov

Základným princípom všetkých biologických �istiarenských procesov sú

biochemické, oxida�né a reduk�né reakcie. Rozhodujúcim faktorom pre rozdelenie týchto

reakcií je kone�ný akceptor elektrónov a s tým súvisiace hladiny oxida�no-reduk�ných

potenciálov.

Rozdelenie biologických �istiarenských procesov:

• oxická oblas�: kone�ným akceptorom elektrónov je rozpustený kyslík,

prebiehajú v nej oxidácie organických látok, nitrifikácia,

• anoxická oblas�: rozpustený kyslík nie je prítomný, dusitanový a

dusi�nanový dusík slúži ako kone�ný akceptor elektrónov, prebieha v nej denitrifikácia,

• anaeróbna oblas�: kone�ným akceptorom elektrónov je organická látka, �as�

molekuly sa oxiduje a �as� redukuje, prebieha tu depolymerizácia polyfosfátov,

desulfirácia, anaeróbna acidogenéza, methanogenéza (Dohányos a i., 1998).

1.5.1 Aeróbne biologické pochody

Pri biologickom �istení odpadových vôd v aeróbnych podmienkach sa uplat�ujú

biochemické procesy, podmienené �innos�ou aeróbnych mikroorganizmov, ktoré

rozkladajú organické látky obsiahnuté vo vode oxida�nými procesmi za prítomnosti

molekulárneho kyslíka. Schematicky je možné proces mikrobiálneho rozkladu organickej

hmoty v aeróbnych podmienkach znázorni� takto:

organická hmota (substrát) + disimilácia CO2 + H2O + NH3 + energia biogénne prvky (N, P, a i.) exogénny endogénny + metabolizmus metabolizmus mikroorganizmy + asimilácia nové bunky + zásobné látky kyslík

Obr. 1.2

Rozklad organickej hmoty v aeróbnych podmienkach (zdroj: Košík, 2009)

36

Aeróbne mikroorganizmy rozkladajú organické látky pôsobením svojich enzýmov

oxida�nými procesmi, pri�om využívajú k tejto oxidácii molekulárny kyslík. Kone�nými

produktmi tohto zložitého procesu, ktorým získavajú energiu sú CO2, H2O a zo substrátu

obsahujúceho dusík spravidla amoniak. Pretože produkty rozkladu sú anorganické látky,

jedná sa v podstate o mineralizáciu organickej hmoty. K syntéze svojej bune�nej hmoty

potrebujú mikroorganizmy biogénne prvky, ktoré získavajú z vonkajšieho prostredia,

okrem iného aj z rozloženého organického substrátu. Z mikrobiogénnych prvkov C, H, O,

N, P, S a i. bývajú pri �istení priemyslových odpadových vôd niektoré deficitné N a P.

Syntetickými pochodmi sa tvorí organická hmota a) pre nové bunky, b) zásobné látky

mikroorganizmov. Pri nedostatku exogénneho substrátu získavajú mikroorganizmy energiu

predovšetkým procesom tzv. endogénneho metabolizmu. Priebeh oboch procesov nie je

však presne oddelený, endogénny metabolizmus prebieha aj v prítomnosti substrátu. Pri

biologickom �istení odpadových vôd v aeróbnych podmienkach musia by� vyššie uvedené

základné podmienky splnené. Organická hmota ako substrát býva k dispozícii v odpadovej

vode, tak isto ako biogénne prvky, ktorých prípadný deficit musí by� dotovaný. Zaistenie

dostato�ného prívodu kyslíka je základnou podmienkou pre aeróbne procesy.

Mikroorganizmy v potrebnom množstve v biologickej jednotke musia by� vypestované ich

zapracovaním, pri�om sa vychádza z ich prítomnosti v splaškovej vode. Pri �istení

samotných priemyslových vôd je �asto nutné nao�kovanie biologickej jednotky

biologickým kalom z jednotky už používanej. Pokia� sa jedná o špecifický substrát, je

nutné spracovanie biomasy na tento substrát s postupným zvyšovaním jeho privádzaného

množstva do reaktora. (Tu�ek a i., 1997).

Spôsoby aeróbneho �istenia odpadových vôd sa rozde�ujú na prirodzené,

simulujúce prírodné podmienky a na umelé, prebiehajúce v reaktore. Umelé spôsoby

�istenia možno rozdeli� na procesy s biomasou vo vznose, nazývané aktivácia a na procesy

s biomasou prisadlou, medzi ktorými majú dominantné postavenie skrápané biologické

kolóny a rota�né diskové reaktory. Biologické �istenie môže by� samostatnou

�istiarenskou jednotkou, po eventuálnom hrubom pred�istení. Pri �istení odpadových vôd

obsahujúcich suspendované látky a u �istiarní, v ktorých nie je prebyto�ný biologický kal

stabilizovaný priamo v aeróbnej biologickej jednotke, je vhodné predradi� biologickému

�isteniu usadzovaciu nádrž. Odpadové vody s vysokou koncentráciou organického

zne�istenia, �o prichádza v úvahu u niektorých typov priemyslových odpadových vôd, je

ú�elné zaradi� ako prvý stupe� anaeróbnu biologickú jednotku a odtok z nej do�isti�

aeróbnym spôsobom(Dohányos a i., 1998a).

37

Pri aeróbnych procesoch je základným kritériom pre hodnotenie koncentrácie

organických látok v odpadovej vode BSK5. Sleduje sa však aj koncentrácia CHSK, NL,

dusíka a jeho foriem, fosforu a �alších látok pod�a charakteru �istenej odpadovej vody. Z

koncentrácií na vstupe a odtoku z �OV, alebo z niektorého iného stup�a, sa hodnotí

�istiaca ú�innos�, tj. percentuálny podiel odstránenia hodnotenej látky (Dohányos a i.,

1998a).

1.5.2 Rast a množenie mikroorganizmov

Mikroorganizmy sú schopné odstra�ova� iba organické látky biologicky

rozložite�né. Biologickú rozložite�nos� je možné posudzova� z hodnôt BSK5 a ich pomeru

k teoretickej spotrebe kyslíka (TSK). Pomer BSK5/TSK v rozmedzí 0,2 až 0,4 signalizuje

látku �ahko a rýchlo rozložite�nú (Košík, 2009).

�as� organických látok odstránených z odpadovej vody sa oxiduje na CO2 a H2O a

�as� prechádza na syntézu nových buniek. Ako zásobné látky sú �asto syntezované

polysacharidy a lipidy. Syntéza sa navonok prejavuje zvä�šovaním hmotnosti biomasy a

zvyšovaním po�tu mikroorganizmov. Je treba rozlišova� pojmy rast a rozmnožovanie. Rast

znamená obecne zvýšenie koncentrácie biomasy, bez toho aby nutne muselo dôjs� k

deleniu buniek. Klasický priebeh rastovej krivky je znázornený na obr. 2.5 Rastová krivka.

Na rastovej krivke je možné pozorova� celkom 6 rôznych fáz:

Obr. 1.3

Rastová krivka (zdroj: Košík, 2009)

38

I. lagová fáza: rýchlos� rastu je nulová , faktory, ktoré ovplyv�ujú trvanie fáze sú

približne tieto: a) fyzikálne a chemické zloženie prostredia b) vhodnos� zložky

média pre mikroorganizmy c) druh mikroorganizmov, ich vek, fyziologický

stav,

II. fáza zrýchleného rastu: rýchlos� rastu sa postupne zvyšuje, až na konci tejto

periódy dosahuje maximum. Faktory ovplyv�ujúce trvanie tejto periódy sú

približne rovnaké ako pri Lagovej fáze,

III. exponenciálna fáza: rýchlos� rastu je maximálna a zostáva konštantná až do

doby kedy koncentrácia substrátu klesne na nejakú limitujúcu hodnotu,

IV. fáza spomaleného rastu: rýchlos� rastu pozvo�né klesá, až na konci periódy

klesne na nulu,

V. stacionárna fáza: rýchlos� rastu je nulová, substrát je z roztoku prakticky

vy�erpaný a rast sa zastavil,

VI. fáza poklesu: nedostatok potravy spôsobí, že mikroorganizmy odumierajú a

pozvolna sa rozkladajú. Klesá ich po�et aj hmotnos� (Chudoba a i., 1991).

Na priebeh rastovej krivky v prípade, že X znamená hmotnos� mikroorganizmov, je

možné zaznamena� prakticky len tri fázy. Fáza lagová a fáza zrýchleného rastu splynú

s fázou exponenciálnou. Hmotnos� mikroorganizmov sa zvyšuje pred tým, ako nastane ich

množenie. Nasleduje fáza spomaleného rastu a úplne odpadáva fáza stacionárna. Po

vy�erpaní exogénneho substrátu dochádza totiž k okamžitej oxidácii endogénneho

substrátu, �ím sa znižuje hmotnos� biomasy. Po�et živých organizmov však zostáva po

ur�itú dobu konštantný. Posledná je fáza poklesu, pri�om pokles hmotnosti biomasy je

ove�a pozvo�nejší ako pokles po�tu živých organizmov (Chudoba a i., 1991).

39

Rozdelenie mikroorganizmov pod�a zdroja energie a C

Tab. 1.7

Rozdelenie mikroorganizmov pod�a energie a C (Košík, 2009)

Organizmy musia ma� zdroj energie a uhlíka pre syntézu bune�ného materiálu.

Anorganické prvky N, P, S, K, Ca a Mg sú rovnako potrebné. Základným zdrojom uhlíka

sú CO2 a organická hmota. Autotrofné organizmy využívajú uhlík z CO2, heterotrofné

organizmy uhlík z organickej hmoty. Zdrojom energie je svetlo, anorganické oxido-

reduk�né reakcie a organicko oxido-reduk�né reakcie (Tu�ek a i., 1997).

�alšie delenie pod�a nároku na kyslík:

• aeróbne organizmy (s kyslíkom)

• anaeróbne organizmy (bez kyslíka)

• fakultatívne organizmy (s kyslíkom a aj bez kyslíka) (Košík, 2009).

Mikroorganizmy – enzýmy

Enzýmy hrajú mimoriadnu úlohu v raste a príjme energie. Enzýmy sú organické

katalyzátory produkované živými bunkami. Sú to proteiny kombinované s anorganickými

molekulami alebo s organickými molekulami s malou molekulárnou hmotnos�ou, ktoré

urých�ujú chemické reakcie. Extracelulárne enzýmy sa upravia na formu, ktorá môže by�

transportovaná dovnútra bunky. Enzýmy sú vysoko efektívne, ale zárove� ve�mi

špecifické. Bunka musí produkova� rôzne enzýmy pre rôzne substráty (Hlavínek a i.,

1996).

Zdroje energie Zdroj uhlíka Autotrofné

fotosyntetické

chemosyntetické

svetlo

anorg. oxidored. reak.

CO2

CO2

Heterotrofné org. oxidored. reakcie organický uhlík

40

Obecná reakcia

E + S ES P + E

Enzým substrát komplex produkt enzým

1.5.3 Technologické varianty biologického �istenia

Biologické �istenie vôd je založené na princípe konverzie organického zne�istenia a

�alších biogénnych prvkov obsiahnutých v odpadových vodách predovšetkým na

flokulujúco usadite�nú biomasu a anorganickú hmotu, usadite�nú v dosadzovacích

nádržiach. Okrem toho inými produktmi �istenia sú rôzne plyny a iné organické látky.

Niekedy sa tento stupe� �istenia nazýva „druhý stupe�“ �istenia, pretože je spojený s

fyzikálnymi alebo chemickými procesmi používanými v zariadeniach nadradených

biologickému �isteniu odpadových vôd. Primárne sedimentácia je naj�astejšie používaným

procesom nadradeným biologickému �isteniu, pretože je najefektívnejším spôsobom

zachytávania usadite�ných látok, zatia� �o pri biologickom �istení sú odstra�ované

organické látky vo forme koloidov alebo v rozpustenej forme. Niektoré technologické

zostavy biologického �istenia môžu by� navrhnuté bez primárnej sedimentácie, �o je ve�mi

�asté u malých zdrojov zne�istenia a pri procesoch s aeróbnou stabilizáciou kalu

(Dohányos a i., 1998).

Naj�astejšie používanými technológiami biologického �istenia odpadových vôd sú:

•••• aktiva�né systémy

•••• biofilmové reaktory

•••• stabiliza�né nádrže (Košík, 2009).

Aktivácia

Princíp biologického �istenia spo�íva vo vytvorení aktivovaného kalu

v prevzduš�ovanej nádrži. Aktivovaný kal je zhlukom mikroorganizmov, vä�šinou

baktérií, agregovaných tzv. bioflokuláciou. Prí�inou tohto zhlukovania bakteriálnych

jedincov je zhustenie bune�nej blany tvorbou extracelulárnych polymérov, zložených

prevažne z polysacharidov, �iasto�ne aj z bielkovín a �alších organických látok. K

bioflokulácii dochádza pri prevzduš�ovaní odpadovej vody obsahujúcej aeróbne baktérie.

Hmotnostný podiel uvedených polymérov v zmiešanej kultúre rastie od cca 1 % do 6 % s

rastom veku kalu od 1 až 5 dní. S �alším zvyšovaním veku sa už ich podiel takmer

nemení. Extracelulárne polyméry pôsobia ako organické flokulanty. Pre túto ich vlastnos�

41

dochádza k zhlukovaniu baktérií do vlo�iek aktivovaného kalu, pri ich tvorbe hrá úlohu aj

zníženie elektrického náboja na ich povrchu. Aktivovaný kal je zmes bakteriálnych kultúr,

obsahujúcich prípadne aj iné organizmy ako napr. huby, plesne, kvasinky, prvoky a i., ale

taktiež adsorbované suspendované a koloidné látky (Dohányos a i., 1998).

V základnom usporiadaní pozostáva aktivácia z aerovanej nádrže, v ktorej

dochádza k procesu �istenia odpadovej vody sú�asne s produkciou aktivovaného kalu.

Z aktiva�nej nádrži odteká zmes odpadovej vody a aktivovaného kalu do dosadzovacej

nádrže, v ktorej sa obe tieto zložky oddelia sedimentáciou. Vy�istená odpadová voda

odteká z biologickej �istiarne, ale sedimentovaný zahustený kal sa vracia do aktiva�nej

nádrže, v ktorej je udržiavaná jeho dostato�ná koncentrácia, pretože je nosite�om

�istiaceho procesu a základným predpokladom pre jeho uspokojivú rýchlos�. Objemový

profil necirkulovaného kalu je 30 až 50 %, niekedy je však i podstatne vä�ší. Prebytok

aktivovaného kalu, pretože tento sa neustále tvorí, je odvážaný zo systému ako kal

prebyto�ný (Hlavínek a i., 1996).

Obr. 1.4 Obr. 1.5

Dosadzovacia nádrž Biologický reaktor

Biologické skrápané filtre

Charakteristickým rysom biofilmových reaktorov je kultivácia biomasy vo forme

nárastu biofilmov, tj. Imobilizované na vhodnom nosi�i. Z tohto h�adiska je ú�elné

rozdeli� biofilmové reaktory pod�a typu a pod�a spôsobu jeho kontaktu s odpadovými

vodami a prípadne so vzduchom (Košík, 2009).

42

Biologické stabiliza�né nádrže

Sú to zemné nádrže, v ktorých prebieha biologické �istenie odpadovej vody

analogickým spôsobom ako pri samo�istiacich procesoch v prirodzených alebo umelých

vodných nádržiach (Košík, 2009).

Pod�a funkcie je možné rozdeli� stabiliza�né nádrže takto:

• pre biologické �istenie odpadových vôd

• pre do�is�ovanie odpadových vôd po predchádzajúcom biologickom �istení

• kombinované pre biologické �istenie a do�is�ovanie odpadových vôd

spravidla ako intenzifika�ný prvok pre�ažených �OV, u ktorých �as� odpadových vôd nie

je �istená vôbec alebo je �istená len mechanicky (Košík, 2009).

Stabiliza�né nádrže sa pod�a ú�asti molekulárneho kyslíka v �istiacom procese

delia na nádrže aeróbne a naeróbne. �alej sa rozlišujú nádrže fakultatívne, v ktorých po

ur�itú dobu prebiehajú anaeróbne a následne aeróbne procesy prípadne naopak, alebo oba

deje prebiehajú sú�asne v rôznych �astiach nádrže, na dne v sedimentoch procesy

anaeróbne a v horných, okysli�ených vrstvách nádrže procesy aeróbne. Ke�že anaeróbne

procesy neposkytujú tak dobrú kvalitu odtoku, je nutné, aby aspo� posledný stupe� �istenia

pred vypustením vody do recipientu, prebiehal v aeróbnom prostredí (Košík, 2009).

Anaeróbne stabiliza�né nádrže sa používajú pre �istenie koncentrovaných

odpadových vôd, hlavne priemyselných s prevahou organického zne�istenia. Tvoria prvý

stupe� systému �istenia týchto odpadových vôd, za ktorým sú zaradené aeróbne

stabiliza�né nádrže. Oba procesy môžu prebehnú� aj v jednej fakultatívnej nádrži s

diskonentálnym fungovaním, �o je možné použi� pri sezónnom �istení odpadových vôd.

Parametre anaeróbnych stabiliza�ných nádrži sú tieto: povrchové za�aženie pod�a BSK5

350 až 550 kg.ha-1.d-1, doba zadržania odpadovej vody 30 až 50 dní, h�bka 2,5 až 3 m.

Ú�innos� �istenia pod�a BSK5 je 50 až 70 % (Hlavínek a i., 1996b).

43

Cie� práce

Cie�om