Od lapáku tuků k flotaci

Úvod

Je obecně známo, že tuk v kanalizaci působí problémy a to jak mechanické - zanášení kanalizace, tak i hygienické - zápach. Stejně tak působí i problémy v samotném procesu čištění na čistírnách odpadních vod a to tím, že prochází čistírnou a zhoršuje sedimentační vlastnosti kalu a následně tedy i odtokové parametry.

Podle toho o jaký typ a velké množství tuků se jedná se rozhodujeme, jak by mělo vypadat zařízení na separaci tuků z odpadní vody. Je logické, že na malá množství mohou být zařízení jednodušší a méně účinné, a na větší množství by naopak měla být navrhována zařízení s vyšší účinností a tedy zařízení náročnější i po stránce konstrukce a obsluhy.

V podstatě se jedná o použití mechanických lapáků tuků, lapáků tuků zabezpečujících i biologické čištění pomocí enzymů a zařízení využívajících koagulaci nebo flotaci, a nebo elektroflotaci. Případně kombinace všech uvedených zařízení.

Lapáky tuků

Zařízení pro odlučování sestávají zpravidla z kalového prostoru, prostoru pro odloučení tuků, zásobního prostoru na odloučený tuk a pokud je to požadováno i ze zařízení na odběr vzorků. Zařízení je určené k odlučování tuku z přitékající znečištěné vody, ve kterém na základě rozdílu měrných hmotností mezi odlučovanou látkou a nosnou tekutinou a na základě zmenšení rychlosti proudění dochází k odlučování tukových částic jejich vynášením k hladině.

Lapák tuků je zařízení sloužící především k ochraně kanalizace před mechanickými problémy při zalepování potrubí tukem. Vhodnost lapáku z hlediska jeho použití s ohledem na kapacitu je dána jmenovitou velikostí (NG). Je bezrozměrné číslo udávající ověřenou schopnost lapáku zachycovat tuky a oleje při odpovídajícím průtoku. Určení jmenovité velikosti je výsledkem zkoušky typu uskutečněné dle ČSN EN 1825-1.

Požadavky na konstrukci zařízení

Minimální požadavky jsou uvedeny v ČSN EN 1825-1. Vedle konstrukčních a materiálových požadavků (např. víko musí odpovídat ČSN EN 128), jsou zde požadavky na minimální velikost jednotlivých prostorů, zabezpečující funkčnost lapáku. Aby v praxi nedocházelo k záměně jednotlivých jmenovitých velikostí (NG), je třeba posoudit, zda objemy odpovídají proklamovaným jmenovitým velikostem.

Objem kalového prostoru by měl být 100xNG (v litrech), objem odlučovacího prostoru 240xNG a objem zásobního prostoru 40xNG. Celkem tedy objem vody v lapáku by měl být minimálně 400xNG. Z toho vyplývá, že například lapák s deklarovanou jmenovitou velikostí NG 2, by měl mít celkový objem asi 800 l. Podle nové EN, nemusejí být prostory od sebe konstrukčně odděleny, ale celkový objem vyhovět musí.

Posouzení volby vhodné jmenovité velikosti

Postup jak zvolit odpovídající jmenovitou velikost (NG) je uveden v ČSN EN 1825-2. Výpočet by měl být součástí technické zprávy projektové dokumentace. Správně se provádí tak, že ze dvou výpočtů jmenovité velikosti uvedených v normě, tj. podle vybavení objektu a podle účelu objektu a počtu jídel, se vybere nepříznivější varianta. Výsledkem výpočtu je vhodná minimální jmenovitá velikost. Použitý lapák pak musí mít jmenovitou velikost stejnou nebo větší.

Požadavky na umístění

Základní požadavky jsou uvedeny v ČSN EN 1825-2 a jejich cílem je předcházet vzniku hygienických a provozních problémů. Lapák tuků musí být vždy odvětrán a to nad střechu, zpravidla přes vnitřní kanalizaci nebo venkovní odvětrávací potrubí. Nelze akceptovat pouze přisávací ventil, ten nezabezpečí odvětrání, a lapák pak může být zdrojem hygienických problémů, např. průchodem zápachu přes vodní uzávěry apod.

Do lapáku nesmí být zaústěny vody z WC, sprch, střechy, garáže, parkoviště apod. Do lapáku nesmí být bez odpovídající úpravy lapáku (podstatné zvětšení kalového prostoru) zaústěna kanalizace, do které jsou vypouštěny odpady z mělnícího zařízení umístěného zpravidla v kuchyni. Umístění lapáků je třeba posoudit z pohledu hygieny, zejména zvážit vhodnost typu s ohledem na způsob údržby a likvidace odpadů.

Jednoduché mechanické lapáky s ručním vyklízením se umístí zpravidla tam, kde při otevření lapáku nehrozí hygienické problémy. Tam kde by lapáky mohly při otevřeném lapáku způsobit hygienické problémy, tam by měly být upřednostněny lapáky s automatickým, nebo poloautomatickým vyklízením, kdy kal je odčerpán a lapák vypláchnut bez otevření lapáku.

Požadovaná dokumentace a označení výrobků

Lapák tuků je výrobek podléhající prokazovaní shody podle zákona č. 22/1997 Sb. O technických požadavcích na výrobky. Prohlášení o shodě musí u něj být prokázáno podle §8 NV163/2002 Sb., kterým se stanovují technické podmínky pro stavební výrobky.

Z toho pro výrobce vyplývá:

• výrobce musí s výrobkem dodat - návod k obsluze a prohlášení o tom, že na výrobek byla vydána shoda podle příslušného paragrafu a NV a konkrétně na základě "Stavebně technického osvědčení č ..." (STO) vydaného příslušnou autorizovanou osobou;
• výrobek musí být označen štítkem, na kterém je uveden výrobce (nebo dovozce) uvádějící výrobek na trh, dále jmenovitá velikost, objemy jednotlivých prostorů...

Požadavky na parametry pro vypouštění

Při stanovování parametrů se vychází z požadavků kanalizačních řádů. Při tom je však třeba si i uvědomit, jaké reálné hodnoty je možno od jednotlivých typů zařízení při dnešním stavu techniky očekávat.

U mechanických lapáků jsou u dobře fungujících a udržovaných lapáků hodnoty na odtoku zpravidla kolem 200 mg/l EL. Dosažení nižších hodnot zvětšením lapáku apod. není, s ohledem na používané emulgační prostředky, reálné. Hodnoty nižší je možno dosáhnout pouze vyšším naředěním, což je v rozporu se zákonem.

V některých státech EU je obvyklé u lapáků do velikosti NG 10 požadovat pouze to, aby lapák odpovídal normě a teprve u větších lapáků se předepisuje hodnota parametru na odtoku a to do 250 mg/l EL. Požadavky na další ukazatele jsou diskutabilní, protože zařízení není určeno a ani navrhováno z hlediska dalších ukazatelů.

Obecně se dá říci, že se zde zachytí podstatná část nerozpuštěných látek (až 80%) a tím dojde i ke snížení ukazatele CHSK a BSK (zpravidla do 30%).

Požadavky na kontrolu při vodoprávním řízení

• Zkontrolovat, zda výrobek (viz štítek a jeho vzhled - tvar, objem) odpovídají dokumentaci, podle které je výrobek schvalován - projekt a prohlášení shody
• Zkontrolovat na základě výpočtu v projektové dokumentaci a předpokládanému účelu stavby, zda zvolená jmenovitá velikost odpovídá
• Zkontrolovat, zda je k dispozici provozní řád a zda četnost odkalení v něm předepsaná je minimálně 1x/měsíc. (viz požadavek ČSN EN 1825-2)
• Zkontrolovat, zda na výrobek byla prohlášena shoda a postup prohlašování shody odpovídá NV... tj. zda bylo postupováno dle §8... respektive dle STO, které vydala AO.
• Zkontrolovat kompletnost výrobku, dokumentaci a značení výrobku
• Zkontrolovat vstup do zařízení - poklop z pohledu bezpečnosti a únosnosti a s ohledem na místní podmínky.
• Zkontrolovat, zda dodané zařízení odpovídá technické specifikaci v projektové dokumentaci

Požadavky na provozování

Požadovat ve vodoprávním rozhodnutí vedení záznamu o provozu zařízení (provozní deník), ve kterém budou uvedeny činnosti související s provozem zařízení - údržba, odkalení, opravy), který bude na požádání předložen vodoprávnímu úřadu.

Lapáky tuků s biologickou degradací tuků

Poměrně často se lze potkat s reklamou na biologické preparáty odstraňující tuky. Představa, že nasypu nebo naliji přípravek a tuk zmizí je hodně zjednodušená a zkreslená. Protože jsme se touto tématikou poměrně podrobně zabývali, tak několik závěrů.

Experimenty ukázaly, že rozklad tuků probíhá pouze v aerobním prostředí, a že tedy nasypání přípravku do lapáku tuků problematiku snížení obsahu tuků neřeší, pouze vede k emulgování tukové vrstvy.

Na druhé straně se ukázalo, že účinnost zkoušených přípravků byla obdobná a že použití přípravků k redukci obsahu tuků je možné. Pro jejich použití však musí být vytvořeny vhodné technologické podmínky - zejména je nutné aerobní prostředí a dostatečně dlouhá doba zdržení.

Využití těchto poznatků v praxi

Pokud opravdu má dojít k snížení odtokových hodnot je třeba nainstalovat fungující zařízení sestávající z provzdušňovaného reaktoru, zařízení ve kterém se připravují mikroorganismy a dávkovacího zařízení, kterým jsou mikroorganismy přidávány pravidelně do reaktoru.

Používání biologických preparátů

Argumenty proti:

• blízkost potravin
• chybí kontrola bakterií (často nefunkční prostředky)
• hygienické požadavky
• chybí zhodnocení tuků
• bilance (tuk jde dál, jen v jiné formě)

Argumenty pro:

• úspora za likvidaci tuků

Zkušenosti

Zkušenosti zatím nejsou velké, ví se však, že funkční jsou jen prostředky v aerobní oblasti. Konkrétně byly provedeny pokusy naším spolupracovníkem ve Francii.

V tomto konkrétním případě jsou preparáty dávkovány do vod při výrobě salátů a díky použití tohoto zařízení byl interval pro vyvážení tuků prodloužen z jednoho týdne na 3 měsíce.

Zařízení na dávkování bakterií

V současnosti ASIO dodává, zejména do Francie, zařízení na přípravu a dávkování mikroorganismů a sice pod obchodním názvem AS - REDOS. Princip činnosti spočívá v tom, že do zařízení se umístí bakterie v koncentrované form, z níž se pomalu uvolňují. V nádrži, do které je postupně dodávána odčerpaná voda, je udržována nastavená teplota, a tak se bakterie množí v optimálních podmínkách. Dávkování roztoku s obsahem bakterií se pak děje dávkovacím čerpadlem a to v intervalech nastavených na relé.

Flotátory

Flotace je fyzikální děj, při kterém na rozdíl od usazování, dochází k vynášení pevných, ve vodě suspendovaných částic jemnými bublinkami vzduchu na hladinu. Na hladině se postupně vytváří kompaktní vrstva zhuštěného kalu, která se stírá.

Flotátor je zařízení určené zejména k předčištění koncentrovaných potravinářských odpadních vod. S vynikajícími výsledky je provozován v masných závodech, jatkách, drůbežářských závodech, mlékárnách a jiných provozovnách potravinářského průmyslu.

Flotací je výrazně redukováno především extrahovatelné znečištění (tuky), významné jsou i redukce ukazatelů organického znečištění BSK5 a CHSK. Flotátoru bývá zpravidla předřazeno rotační síto jako první stupeň předčištění (zbavuje vodu natékající do flotátoru hrubých, nerozpuštěných nečistot - např. části kostí, kůže, štětin, skla, papíru apod.).

Elektroflotace

Ve flotační nádrži jsou umístěny elektrody odolné vůči elektrolýze. K nim je připojen zdroj stejnosměrného napětí 4 - 6 V. Elektrolýzou se vytvářejí přímo z odpadní vody velmi jemné bublinky vodíku a kyslíku, které jsou extrémně malé a vytvářejí se v celé ploše nádrže. Tím mohou optimálně přilnout k částečkám nerozpuštěných látek nebo kalu, případně k vločkám hydroxidů, jako plováky a vytvořit tak vztlak, nezbytný pro separaci.

Nevznikají žádné vtokové nebo expanzní turbulence, jako je tomu např. u tlakovzdušné flotace, kterými by se rozbíjely hydroxidové vločky citlivé na střih. Při tlakovzdušné flotaci je vedle středních vzduchových bublinek přítomný i velký podíl malých a velkých bublin, jak to odpovídá Gaussovu rozdělení pravděpodobnosti, což vede k různě velkým rychlostem stoupání, čímž se separace nerozpuštěných látek zhoršuje.

Voda přiváděná k elektroflotaci se přítokovým žlabem a přepadovou hranou rozděluje rovnoměrně po celé délce elektroflotační nádrže. Přes nornou stěnu přitéká odpadní voda do flotačního prostoru. Tam dochází k intenzivnímu promíchávání odpadní vody způsobenému plynovými bublinami produkovanými na elektrodách. Tyto plynové bubliny se zachycují na znečišťujících částicích, resp. vločkách hydroxidů v odpadní vodě. Vločky nadlehčené vzduchem jsou pak obdobně jako u tlakové flotace vynášena na hladinu a shrabovacím zařízením shrabovány do kalového prostoru.

Závěr

Jak správci kanalizací, tak i vodohospodářské orgány by si měly uvědomit, že přehnané požadavky k zlepšení stavu nevedou. V zahraničí se osvědčil postup uvedený např. v ATV A115, tj. pro malé zdroje stačí mechanické předčištění na jednoduchých lapácích, protože i vyšší koncentrace při malém množství není problémová, a naopak u velkých zdrojů je třeba vyžadovat nízké koncentrace. Jednak proto, že při velkém množství vypouštěné vody je i nízká koncentrace problémová a také z důvodů ekonomických. V ekonomice velkého podniku nebo velkovýrobě, se flotace či jiný způsob neprojeví tak drasticky, jako by se projevil např. u malé restaurace...