Kořenové čistírny odpadních vod a další přírodě blízké způsoby čištění odpadních vod

Kratochvílová Dana 23.02.2016 12:13:43

Konvenční technologie čištění odpadních vod jsou (také) založeny na biologických procesech. Jejich hlavním účelem je přeměna rozpuštěných uhlíkatých a dusíkatých látek (mineralizace). Z několika důvodů bývají samotné čistící mikroorganismy ve formě tzv. aktivovaného kalu: jednak je to relativně méně náročné na plochu, jednak, a to hlavně, je „výkon“ řiditelný, přímo závislý na udržování a změnách vnějších fyzikálních podmínek.

Nutno předeslat, že mechanické předčištění, v praxi lapák písku a česle nebo podobné zařízení, je nutné v každém případě.

Důležitým hlediskem je uspořádání a vztah ke kanalizaci: dá se říci, že decentralizované systémy jsou přírodě bližší.

Alternativní způsoby samotného čištění odpadních vod mívají těžiště v půdě, vodě nebo „něco mezi tím“ - umělý mokřad. V prvním případě mluvíme nejčastěji o půdním (zemním) filtru. Toto zařízení je vhodné jen pro malé čistírny individuální, nejvýše skupinové, do cca 80 ekvivalentních obyvatel (EO). Jádrem je několik kubických metrů zeminy (mocnost 0,8 – 2,4 metru) více či méně izolovaných od okolního prostředí. Znečištěná voda protéká v zásadě vertikálně a zemina není trvale zaplavena.

Vodní čistírny mohou být jen variací na konvenční, anebo jsou jejich hlavním agens nikoliv mikroorganismy, nýbrž cévnaté rostliny. Ve středoevropských podmínkách okřehky, v tropech a subtropech například tokozelka nadmutá (vodní hyacint). Někdy je ovšem problémem využívání narostlé biomasy a hlavně je v mírném klimatickém pásu růst rostlin v průběhu roku velmi nerovnoměrný podle klimatických podmínek.

Nejrozšířenější technologií tak jsou umělé mokřady s kořenícími, vynořenými rostlinami – kořenové čistírny odpadních vod (KČOV). Jsou využitelné pro čištění prakticky všech druhů odpadních vod, tj. i průmyslových a zemědělských, samozřejmě po odstranění případných jedů (toxických látek). Průtok vody přes KČOV je horizontální a čistících faktorů je hned několik. Jen v zanedbatelné míře to jsou samotné kořeny rostlin; přesně vzato, kořenové čistírny mají své jméno spíše podle „kořenové zóny“. V praxi je výsledný efekt kombinací fyzikálních, chemických a biologických procesů. Poměrně hlavní úlohu mají opět mikroorganismy, ale v případě KČOV jsou rozptýlené v půdě a na povrchu kořenů.

Funkce (větších, cévnatých rostlin) makrofyt je jaksi nepřímá, ale zato trojí:

- zateplování povrchu filtračních polí v průběhu zimního období,

- poskytování podkladu (kořeny – včetně nejjemnějšího vlášení s velkým povrchem - a oddenky) pro přisedlé mikroorganismy, které se ve volné půdě nevyskytují a konečně

- přivádění kyslíku do kořenové zóny.

Filtrační lože je většinou 60 až 80 cm hluboké a substrát musí být dostatečně propustný, aby nedocházelo k ucpávání. Z téhož důvodu je vhodné používat pouze jednu frakci. Nejčastěji se používá praný štěrk, drcené kamenivo nebo kačírek o zrnitosti 4/8 nebo 8/16 mm. Filtrační lože je odděleno od podloží nepropustnou vrstvou, nejčastěji plastovou fólií. Filtrační pole bývají osázena rákosem a chrasticí rákosovitou, pro lepší estetický účinek bývají doplňovány i orobince a kosatce.

Velikost KČOV se počítá podle průměrného průtoku a vstupní a požadované výstupní koncentrace BSK₅ (organické znečištění). Obvykle vychází 5-10 čtverečných metrů na jednoho připojeného ekvivalentního obyvatele. KČOV mohou mít rozměr od domovních až po vícepolové pro cca 1000 EO. Nad cca 500 EO je ovšem třeba doplnit technologii pro setrvalé odstraňování amoniakálního dusíku.

Hlavní výhody KČOV:

schopnost čistit odpadní vody s nízkou koncentrací organických látek
schopnost absorbovat velké výkyvy v množství odpadních vod, ba i přerušení provozu
minimální údržba a provozní náklady (včetně nároku na energii)
krajino- a klimatotvorná funkce.

Nevýhodou jsou poměrně velké nároky na plochu, závislost čisticího účinku na počasí a omezená schopnost odstraňovat amoniakální dusík a fosfor.