Informace o kvalifikační práci Čištění komunálních odpadních vod v domovních kořenových čistírnách - hygienické aspekty a možnosti využití v podmínkách ČR
Kořenové čistírny odpadních vod (KČOV) mají svůj původ v přirozených mokřadech a jsou využívány pro čištění odpadních vod jako alternativa klasického čištění.
Cílem této diplomové práce bylo udělat literární přehled o používaných typech domovních čistíren odpadních vod a kořenových čistíren odpadních vod v ČR a v zahraničí, o jejich hygienických aspektech, funkčnosti, účinnosti čištění, nákladnosti a možnosti využití v podmínkách ČR a o jejich výhodách a nevýhodách. Dalším cílem bylo navržení vhodného typu domovní KČOV pro podmínky ČR a udělat přehled o nutných krocích při výstavbě domácí KČOV.
V České republice i v zahraničí jsou používány k čištění odpadních vod jako domovní čistírny dosti podobné systémy - nejčastěji jsou to septiky, zemní filtry, kořenové čistírny, aktivační čistírny a biodisky.
Obecně platí, že pro budovy, které mají (nyní nebo v budoucnu) možnost napojení na obecní kanalizaci nejsou alternativní způsoby čištění odpadních vod vhodné. Naopak jsou vhodné pro objekty bez možnosti napojení na kanalizaci a dále pro sezónní objekty, samoty a chaty, kde je jen sezónní produkce odpadní vody.
V České republice se jako KČOV používá nejčastěji systém s horizontálním podpovrchovým tokem. V tomto typu KČOV dochází k dostatečnému odstraňování organického znečištění a nerozpuštěných látek, ale účinnost odstraňování dusíku a fosforu je relativně nízká. V případě použití pro malý počet EO však úplně postačuje, protože zatížení je většinou tak malé, že koncentrace znečišťujících látek v odtékající vodě splňují dané limity.
Ze zahraničních výzkumů vyplývá, že pro zvýšení účinnosti odstraňování dusíku jsou vhodnější hybridní systémy, kde se kombinuje horizontální tok s vertikálním a s recirkulací. Pro odstraňování dusíku jsou vhodné také systémy s vertikálním tokem a přerušovaným dávkováním odpadní vody, které vykazují dobré výsledky zejména při odstraňování amoniaku.
Pro zlepšení odstraňování fosforu z odpadní vody je nejvhodnější použití jako náplň kořenového pole nebo doplnit jako zvláštní filtry speciální materiály s vyšším obsahem železa, hliníku nebo vápníku, s jejichž pomocí lze dosáhnout účinnosti přes 90%.
Ve své práci jsem dospěla k názoru, že nejvhodnějším typem domovní kořenové čistírny odpadních vod pro podmínky v ČR je KČOV s horizontálním podpovrchovým tokem. A to proto, že je to nejpoužívanější a tím pádem i nejvíc odzkoušený typ KČOV s dostatečně vysokou účinností čištění pro normami požadované látky.
Anotace v angličtině
Constructed wetlands (CWs) originate from natural wetlands and are used for waste water treatment as an alternative to conventional treatment.
This thesis was aimed at providing a literary summary of the types of house sewage water treatment plants and constructed wetlands used in the CR and abroad, of their hygienic aspects, functionality, treatment efficiency, expensiveness and the possibilities of their use in the conditions of the CR and their advantages and disadvantages. It also deals with a proposal of a suitable type of house CW for the conditions of the CR and a list of the necessary steps in construction of a house CW.
Quite similar systems are being used for house sewage treatment in the Czech Republic and abroad - mostly septic tanks, ground mounds, constructed wetlands, active treatment plants and biodiscs.
Alternative water treatment methods are generally not suitable for buildings having (now or in the future) the possibility of connection to municipal sewerage systems. They are on the other hand suitable for buildings not connected to sewerage systems or for seasonal objects, remote places and holiday houses with seasonal waste water production.
A system with horizontal subsurface flow is mostly used as a CW in the Czech Republic. This CW type ensures sufficient removal of organic contamination and insoluble substances, but the efficiency of nitrogen and phosphorus removal is relatively low. However it is fully sufficient in the instance of low PE numbers, as the loading rate is usually low and the concentration of contaminants in the output water meets the prescribed limits.
Foreign researches show that hybrid systems combining horizontal flow with vertical flow and with recirculation are more suitable for improving efficiency of nitrogen removal. Systems with vertical flow and intermittent waste water dosage showing particularly good results in ammoniac removal are also suitable for nitrogen removal.
Special materials with higher iron, aluminium or calcium content are most suitable as filling of a constructed wetland or as additional filters or for improvement of phosphorus removal from waste water as they are able to reach efficiency of up to 90 %.
In my thesis I came to a conclusion that a CW with horizontal subsurface flow is the most suitable type of house constructed wetland treatment for the conditions in the CR, mainly because it is the most frequently used and thus best proven CW type with sufficient efficiency of treatment for the substances required by standards.
Klíčová slova
Kořenové čistírny odpadních vod, Domovní čistírny odpadních vod, Čištění odpadní vody, Postup při výstavbě domovní čistírny odpadních vod
Klíčová slova v angličtině
Constructed wetlands for wastewater treatment, House sewage water treatment plants, Wastewater treatment, The approach of the house sewage water treatment plants construction
Rozsah průvodní práce
100 s., 5 s. příloh
Jazyk
CZ
Anotace
Kořenové čistírny odpadních vod (KČOV) mají svůj původ v přirozených mokřadech a jsou využívány pro čištění odpadních vod jako alternativa klasického čištění.
Cílem této diplomové práce bylo udělat literární přehled o používaných typech domovních čistíren odpadních vod a kořenových čistíren odpadních vod v ČR a v zahraničí, o jejich hygienických aspektech, funkčnosti, účinnosti čištění, nákladnosti a možnosti využití v podmínkách ČR a o jejich výhodách a nevýhodách. Dalším cílem bylo navržení vhodného typu domovní KČOV pro podmínky ČR a udělat přehled o nutných krocích při výstavbě domácí KČOV.
V České republice i v zahraničí jsou používány k čištění odpadních vod jako domovní čistírny dosti podobné systémy - nejčastěji jsou to septiky, zemní filtry, kořenové čistírny, aktivační čistírny a biodisky.
Obecně platí, že pro budovy, které mají (nyní nebo v budoucnu) možnost napojení na obecní kanalizaci nejsou alternativní způsoby čištění odpadních vod vhodné. Naopak jsou vhodné pro objekty bez možnosti napojení na kanalizaci a dále pro sezónní objekty, samoty a chaty, kde je jen sezónní produkce odpadní vody.
V České republice se jako KČOV používá nejčastěji systém s horizontálním podpovrchovým tokem. V tomto typu KČOV dochází k dostatečnému odstraňování organického znečištění a nerozpuštěných látek, ale účinnost odstraňování dusíku a fosforu je relativně nízká. V případě použití pro malý počet EO však úplně postačuje, protože zatížení je většinou tak malé, že koncentrace znečišťujících látek v odtékající vodě splňují dané limity.
Ze zahraničních výzkumů vyplývá, že pro zvýšení účinnosti odstraňování dusíku jsou vhodnější hybridní systémy, kde se kombinuje horizontální tok s vertikálním a s recirkulací. Pro odstraňování dusíku jsou vhodné také systémy s vertikálním tokem a přerušovaným dávkováním odpadní vody, které vykazují dobré výsledky zejména při odstraňování amoniaku.
Pro zlepšení odstraňování fosforu z odpadní vody je nejvhodnější použití jako náplň kořenového pole nebo doplnit jako zvláštní filtry speciální materiály s vyšším obsahem železa, hliníku nebo vápníku, s jejichž pomocí lze dosáhnout účinnosti přes 90%.
Ve své práci jsem dospěla k názoru, že nejvhodnějším typem domovní kořenové čistírny odpadních vod pro podmínky v ČR je KČOV s horizontálním podpovrchovým tokem. A to proto, že je to nejpoužívanější a tím pádem i nejvíc odzkoušený typ KČOV s dostatečně vysokou účinností čištění pro normami požadované látky.
Anotace v angličtině
Constructed wetlands (CWs) originate from natural wetlands and are used for waste water treatment as an alternative to conventional treatment.
This thesis was aimed at providing a literary summary of the types of house sewage water treatment plants and constructed wetlands used in the CR and abroad, of their hygienic aspects, functionality, treatment efficiency, expensiveness and the possibilities of their use in the conditions of the CR and their advantages and disadvantages. It also deals with a proposal of a suitable type of house CW for the conditions of the CR and a list of the necessary steps in construction of a house CW.
Quite similar systems are being used for house sewage treatment in the Czech Republic and abroad - mostly septic tanks, ground mounds, constructed wetlands, active treatment plants and biodiscs.
Alternative water treatment methods are generally not suitable for buildings having (now or in the future) the possibility of connection to municipal sewerage systems. They are on the other hand suitable for buildings not connected to sewerage systems or for seasonal objects, remote places and holiday houses with seasonal waste water production.
A system with horizontal subsurface flow is mostly used as a CW in the Czech Republic. This CW type ensures sufficient removal of organic contamination and insoluble substances, but the efficiency of nitrogen and phosphorus removal is relatively low. However it is fully sufficient in the instance of low PE numbers, as the loading rate is usually low and the concentration of contaminants in the output water meets the prescribed limits.
Foreign researches show that hybrid systems combining horizontal flow with vertical flow and with recirculation are more suitable for improving efficiency of nitrogen removal. Systems with vertical flow and intermittent waste water dosage showing particularly good results in ammoniac removal are also suitable for nitrogen removal.
Special materials with higher iron, aluminium or calcium content are most suitable as filling of a constructed wetland or as additional filters or for improvement of phosphorus removal from waste water as they are able to reach efficiency of up to 90 %.
In my thesis I came to a conclusion that a CW with horizontal subsurface flow is the most suitable type of house constructed wetland treatment for the conditions in the CR, mainly because it is the most frequently used and thus best proven CW type with sufficient efficiency of treatment for the substances required by standards.
Klíčová slova
Kořenové čistírny odpadních vod, Domovní čistírny odpadních vod, Čištění odpadní vody, Postup při výstavbě domovní čistírny odpadních vod
Klíčová slova v angličtině
Constructed wetlands for wastewater treatment, House sewage water treatment plants, Wastewater treatment, The approach of the house sewage water treatment plants construction
Zásady pro vypracování
1. Současný stav dané problematiky
Čištění komunálních odpadních vod z bodových zdrojů se v současnosti stává závažnou tématikou ochrany životního prostředí. Po zpřísnění legislativy (novela nařízení vlády č. 229/2007 Sb.), která se týká čištění odpadních vod, vzniká nutnost kvalitně čistit odpadní vody i u objektů a zařízení o velikosti menší než 50 EO (ekvivalentních obyvatel). Kořenové čistírny odpadních vod (KČOV) jsou přírodní technologií, která využívá přirozené procesy fungující v mokřadním ekosystému pro čištění odpadních vod. V současnosti je v ČR asi 170 až 200 funkčních větších systémů KČOV, vesměs jde o systémy s podpovrchovým horizontálním tokem konstruované pro 100 a více EO. Tento typ KČOV je možné využít i pro domovní ČOV. V ČR již existují domovní KČOV, není však znám jejich přesný počet, ani jejich parametry a účinnosti čištění. V současnosti převažují domovní čistírny, které využívají aerobní princip čištění odpadních vod. Jejich výhodou je znalost funkce těchto systémů, možnost zakoupení již hotového systému. Avšak i domovní KČOV by mohly plnit dobře tuto funkci. Typů a modifikací těchto čistíren může být mnoho, v zahraničí se využívají i jiné systémy, které jsou již otestovány a ověřeny. Některé z těchto typů KČOV by se mohly zdárně využívat i v podmínkách ČR.
2. Cíl práce a předpokládané hypotézy
Hypotéza:
Předpokládám, že v zahraničí existují různé typy domovních KČOV, které mají vyhovující hygienické parametry (účinnost odstraňování znečištění, včetně odstranění patogenních organismů z odpadních vod). Také náklady na výstavbu by měly být cenově dostupné. Některý z těchto typů domovních KČOV bude možné využít i v podmínkách ČR.
Cíle práce:
1) udělat literární přehled o používaných typech domovních ČOV (čistíren odpadních vod) a KČOV (kořenových čistíren odpadních vod) v ČR a v zahraničí, hygienických aspektech, o jejich funkčnosti, účinnostech čištění, nákladnosti a možnosti využití v podmínkách ČR, o jejich výhodách a nevýhodách
2) navrhnout vhodný typ domovní KČOV pro podmínky ČR, který bude splňovat hygienické požadavky, normy pro vypouštění odpadních vod do povrchových vod, a dále náklady na výstavbu KČOV a náročnost její obsluhy nebudou neúměrně vysoké
3) udělat přehled o nutných krocích při výstavbě domácí KČOV
3. Metodika
V literární rešerši udělám přehled typů domovních ČOV v současnosti používaných v ČR, popíšu jejich funkci, hygienické parametry, účinnosti čištění, pořizovací a provozní náklady. V práci budou uvedeny současné normy na kvalitu vypouštěných odpadních vod, požadavky na účinnosti čištění odpadních vod, hygienické parametry, přehled o výhodách a nevýhodách existujících domovních ČOV. Dále vyhledám v literatuře, jaké existují typy domovních KČOV v zahraničí, a vyberu z nich vhodný systém (systémy), který by se mohl uplatnit v podmínkách ČR. Na základě získaných údajů zjistím, zda je průchodné prosadit tyto systémy v ČR. Následně udělám přehled nutných kroků, které povedou ke schválení výstavby domovní KČOV (postup pro jednotlivce či organizaci, které se rozhodnou pro výstavbu domovní KČOV). Tento postup umístím na webovskou stránku nebo zpracuji brožurku.
4. Předpokládané využití pro praxi
Práce bude mít jako výstup literární přehled o existujících domovních ČOV a KČOV, dále návrh vhodného typu (typů) domovní KČOV pro využití v ČR a přehled o nutných krocích vedoucích k výstavbě domovní KČOV. Tyto informace budou moci využít jak jednotlivci, kteří se rozhodnou vybudovat domovní KČOV, tak i např. projektanti domovních ČOV.
Zásady pro vypracování
1. Současný stav dané problematiky
Čištění komunálních odpadních vod z bodových zdrojů se v současnosti stává závažnou tématikou ochrany životního prostředí. Po zpřísnění legislativy (novela nařízení vlády č. 229/2007 Sb.), která se týká čištění odpadních vod, vzniká nutnost kvalitně čistit odpadní vody i u objektů a zařízení o velikosti menší než 50 EO (ekvivalentních obyvatel). Kořenové čistírny odpadních vod (KČOV) jsou přírodní technologií, která využívá přirozené procesy fungující v mokřadním ekosystému pro čištění odpadních vod. V současnosti je v ČR asi 170 až 200 funkčních větších systémů KČOV, vesměs jde o systémy s podpovrchovým horizontálním tokem konstruované pro 100 a více EO. Tento typ KČOV je možné využít i pro domovní ČOV. V ČR již existují domovní KČOV, není však znám jejich přesný počet, ani jejich parametry a účinnosti čištění. V současnosti převažují domovní čistírny, které využívají aerobní princip čištění odpadních vod. Jejich výhodou je znalost funkce těchto systémů, možnost zakoupení již hotového systému. Avšak i domovní KČOV by mohly plnit dobře tuto funkci. Typů a modifikací těchto čistíren může být mnoho, v zahraničí se využívají i jiné systémy, které jsou již otestovány a ověřeny. Některé z těchto typů KČOV by se mohly zdárně využívat i v podmínkách ČR.
2. Cíl práce a předpokládané hypotézy
Hypotéza:
Předpokládám, že v zahraničí existují různé typy domovních KČOV, které mají vyhovující hygienické parametry (účinnost odstraňování znečištění, včetně odstranění patogenních organismů z odpadních vod). Také náklady na výstavbu by měly být cenově dostupné. Některý z těchto typů domovních KČOV bude možné využít i v podmínkách ČR.
Cíle práce:
1) udělat literární přehled o používaných typech domovních ČOV (čistíren odpadních vod) a KČOV (kořenových čistíren odpadních vod) v ČR a v zahraničí, hygienických aspektech, o jejich funkčnosti, účinnostech čištění, nákladnosti a možnosti využití v podmínkách ČR, o jejich výhodách a nevýhodách
2) navrhnout vhodný typ domovní KČOV pro podmínky ČR, který bude splňovat hygienické požadavky, normy pro vypouštění odpadních vod do povrchových vod, a dále náklady na výstavbu KČOV a náročnost její obsluhy nebudou neúměrně vysoké
3) udělat přehled o nutných krocích při výstavbě domácí KČOV
3. Metodika
V literární rešerši udělám přehled typů domovních ČOV v současnosti používaných v ČR, popíšu jejich funkci, hygienické parametry, účinnosti čištění, pořizovací a provozní náklady. V práci budou uvedeny současné normy na kvalitu vypouštěných odpadních vod, požadavky na účinnosti čištění odpadních vod, hygienické parametry, přehled o výhodách a nevýhodách existujících domovních ČOV. Dále vyhledám v literatuře, jaké existují typy domovních KČOV v zahraničí, a vyberu z nich vhodný systém (systémy), který by se mohl uplatnit v podmínkách ČR. Na základě získaných údajů zjistím, zda je průchodné prosadit tyto systémy v ČR. Následně udělám přehled nutných kroků, které povedou ke schválení výstavby domovní KČOV (postup pro jednotlivce či organizaci, které se rozhodnou pro výstavbu domovní KČOV). Tento postup umístím na webovskou stránku nebo zpracuji brožurku.
4. Předpokládané využití pro praxi
Práce bude mít jako výstup literární přehled o existujících domovních ČOV a KČOV, dále návrh vhodného typu (typů) domovní KČOV pro využití v ČR a přehled o nutných krocích vedoucích k výstavbě domovní KČOV. Tyto informace budou moci využít jak jednotlivci, kteří se rozhodnou vybudovat domovní KČOV, tak i např. projektanti domovních ČOV.
Seznam doporučené literatury
1. ASIO, spol. s.r.o. Sborník přednášek Jaro 2005.
2. JUST, T. - FUCHS, P. - PÍSAŘOVÁ, M. Odpadní vody v malých obcích. Vydání první. 1999. ISBN 80-85900-31-9.
3. PLOTĚNÝ, K. Domovní čistírny odpadních vod - přednákupní rozhodování a legislativa.
4. VYMAZAL, J. Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách. 1995.
5. VYMAZAL, J. Removal of Enteric Bacteria in Constructed Treatment Wetlands with Emergent Macrophytes: A Review. Journal of Environmental Science and Health, 2005, 40: 1355-1367.
Seznam doporučené literatury
1. ASIO, spol. s.r.o. Sborník přednášek Jaro 2005.
2. JUST, T. - FUCHS, P. - PÍSAŘOVÁ, M. Odpadní vody v malých obcích. Vydání první. 1999. ISBN 80-85900-31-9.
3. PLOTĚNÝ, K. Domovní čistírny odpadních vod - přednákupní rozhodování a legislativa.
4. VYMAZAL, J. Čištění odpadních vod v kořenových čistírnách. 1995.
5. VYMAZAL, J. Removal of Enteric Bacteria in Constructed Treatment Wetlands with Emergent Macrophytes: A Review. Journal of Environmental Science and Health, 2005, 40: 1355-1367.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
schémata, portréty
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Studentka zvolila ojedinělé téma, jemuž se věnuje dlouhodobě. Při obhajobě prokázala vynikající orientaci. V problematice byla systémově velmi dobře vystavěna. Komise se shodla na vysoké praktické prospěšnosti práce.
Vedoucí práce navrhl hodnocení výborně, oponent velmi dobře pro drobné formální nedostatky.
Komise se shodla na hodnocení výborně.