Pilotní projekt I. - DESAR systém v podmínkách poloprovozu
Cílem Pilotního projektu I. bylo navrhnout, vybudovat, monitorovat a vyhodnotit separaci žlutých vod s ohledem na délku období, kdy byla žlutá voda uskladněna. Výsledkem je doporučení skladovat žluté vody v nádrži min. 6 měsíců, ideálně 9 měsíců před následujícím použitím v zemědělství.
1. ÚVOD
Na pojem decentralizované odvádění a znovu využití odpadových vod se v zahraničí používá akronym DESAR (DEcentralised SAnitation and Reuse). Jednotlivé DESAR koncepty (Obr. 1) poskytují různé varianty dělení odpadních vod z domácností (šedá, hnědá a žlutá voda).
Decentralizovaný přístup na rozdíl od centralizovaného představuje nový způsob nakládání s odpadními vodami. DESAR systémy udržují pevnou látku i kapalné frakce z odpadní vody blízko místa jejich vzniku, čímž umožňují zkrácení a uzavření vodního cyklu v domácnostech, a tím i značné úspory financí a pitné vody.
Článek se zabývá pilotním projektem (lokalita Žarošice) v oblasti decentralizovaného způsobu odvádění a čištění odpadních vod z domácnosti realizovaným v ČR.
Na vybrané lokalitě - provozovna Žarošice byl vybudován jednoduchý poloprovozní model, který zabezpečoval odvádění a akumulaci žlutých vod. Tento vybudovaný částečný DESAR systém (oddělování a akumulace žlutých vod) měl za úlohu zjistit, jak se chová separovaná a dlouhou dobu uskladněná žlutá voda (moč) v akumulační nádrži.
Na vybudování částečného DESAR systému byla pořízena akumulační nádrž a byl vybudován systém potrubí, který odváděl žluté vody z pisoáru do akumulační nádrže, která byla umístěna v zemi.
Obr. 1: Princip DESAR systému
Tento navrhnutý a realizovaný částečný DESAR systém je prvním krokem k decentralizovanému odvádění odpadních vod.
Cílem Pilotního projektu I. bylo navrhnout, vybudovat, monitorovat a vyhodnotit separaci žlutých s ohledem na délku období, kdy byla žlutá voda uskladněna. V průběhu celého pilotního projektu se monitorovaly jak hodnoty čerstvé moči, hodnoty žlutých vod napouštěných do akumulační nádrže a tak i hodnoty uskladněných žlutých vod.
Obr. 1: Zastoupení N,P,K v separovaných vodách
2. ŽLUTÉ VODY
Na separaci byl použit upravený klasický pisoár (Obr.3) s fotobuňkou na splachování. Úprava spočívala v přerobení potrubního systému - tj. nové potrubí odvádělo žluté vody do akumulační nádrže.
| Složka | Produkce (g.d-1) | Cm (mg.l-1) |
|---|---|---|
| Na | 5,00 | 3 300 |
| K | 2,20 | 1 465 |
| Ca | 0,20 | 133 |
| P | 1,20 | 800 |
| N (NH3+NH4+) | 0,58 | 387 |
Tab. 1 Průměrné složení moči při produkci 1500 ml na 1 obyvatele za 1 den [2]
Na 1 spláchnutí bylo použito 1,5 litru pitné vody, která byla dodávaná z veřejného vodovodu. V závodě pracovalo 15 lidí v jedné v pracovní směně.
Průměrné množství vyprodukované moči na 1 osobu na 1 použití toalety bylo 0,3 litru, průměrné použití toalety - 4x za pracovní směnu.
Akumulace zachycených žlutých vod byla zabezpečena pomocí akumulační nádrže (Obr. 4). Na zachycení žlutých vod byla použita plastová akumulační nádrž, která byla umístěna do země. Nádrž byla uzavíratelná pomocí šroubů a opatřena bezpečnostním přepadem.
Obr. 3: Pisoár - provozovna Žarošice
Nádrž byla plněna po dobu 5 měsíců (06-11/2006). V listopadu 2006 byla akumulační nádrž naplněna po bezpečnostní přepad a napouštění žlutých vod do akumulační nádrže bylo 01.11.2006 ukončeno.
Obr. 4: Akumulační nádrž - provozovna Žarošice
V průběhu pokusu byly sledovány a odebírány k rozborům jak vzorky žlutých vod (akumulační nádrž) tak i vzorky čerstvé moči.
Rozbory čerstvé moči byly odebírány na:
- chemické rozbory (akreditovaná laboratoř + laboratoř ÚVHO VUT FAST v Brně).
Vzorky žlutých vod byly odebírány na:
- bakteriologické rozbory (akreditovaná laboratoř);
- chemické rozbory (akreditovaná laboratoř+laboratoř ÚVHO VUT FAST v Brně).
Základní údaje - Žarošice, pilotní projekt I.
| Místo: | Provozovna Žarošice |
| Typ osazeného zařízení: | pisoár |
| Počet osob: | 15 |
| Objem 1 dávky moči na 1 osoby: | 0,3 l |
| Počet použití pisoáru za 1 pracovní den/os: | 4x |
| Vyprodukované denní množství moč: | 18 l |
| Typ splachovací vody: | pitná voda |
| Množství vody použité na 1 splach: | 1,5 l |
3. VÝSEDLEDKY ROZBORŮ
3.1. Čerstvá moč - chemické rozbory
Od dubna do prosince 2007 bylo odebráno 10 vzorků čerstvé moči, které byly podrobeny chemickým rozborům.
Základní údaje- čerstvá moč:
Ca M = 5,0 mmol.l-1
Mg M = 2,1 mmol.l-1
(Ca+Mg)M = 7,1 mmol.l-1
Pcelk.= 26,6 mmol.l-1
Ncelk.= 764 mmol.l-1
pH = 5,3
Do akumulační nádrže nám vstupuje Ca+Mg obsažený v moči, ale i Ca+Mg ve splachovací (pitné) vodě.
Základní údaje - splachovací (pitná) voda:
Ca PV = 2,0 mmol.l-1
Mg PV = 0,6 mmol.l-1
(Ca+Mg)PV = 2,6 mmol.l-1
Celková bilance Ca a Mg na vtoku do akumulační nádrže:
Ca M = 2,5 mmol.l-1
Mg M = 0,85 mmol.l-1
(Ca+Mg)M = 3,35 mmol.l-1
Pcelk. = 4,4 mmol.l-1
Ncelk =127,3 mmol.l-1
pH = 5,5
Žlutá voda byla v akumulační nádrži uskladněná. Údaje o hodnotách sledovaných ukazatelů uskladněné žluté vody jsou v následujícím přehledu.
Akumulační nádrž - uskladněná žlutá voda:
CaU = 0,2 mmol.l-1
MgU = 0,1 mmol.l-1
(Ca+Mg)U = 0,3 mmol.l-1
Celkový přehled výše uvedených vypočtených ukazatelů Ca a Mg ("čerstvá" moč, splachovací voda, voda na přítoku do akumulační nádrže, uskladněná žlutá voda) jsou názorně shrnuty v následujícím grafu.
Graf 1 Žarošice - přehled hodnot Ca, Mg
5. ZÁVĚR
Z výsledků lze konstatovat, že ve uskladněné žluté vodě nastaly tyto změny Pcelk.:
- po 6 měsíčním uskladnění nastal 31,6% pokles hodnoty Pcelk;
- po 9 měsíčním uskladnění nastal 9,6% pokles hodnoty Pcelk.;
- po 12 uskladnění nastal 5,2% pokles hodnoty Pcelk. oproti hodnotě na vtoku do akumulační nádrži.
Z výsledků lze konstatovat, že ve uskladněné žluté vodě nastaly tyto změny Ncelk.
- po 6 měsíčním uskladnění nastal 61,7% nárůst hodnoty Ncelk.;
- po 9 měsíčním uskladnění nastal 75,8% nárůst hodnoty Ncelk.
- po 12 měsíčním uskladnění. nastal 76,1% nárůst hodnoty Ncelk. oproti hodnotě na vtoku do akumulační nádrži.
Doba uskladnění žlutých vod v akumulační nádrži ovlivňuje výsledky sledovaných parametrů. Dle zahraničních studií je postačující doba uskladnění 6 měsíců, ale dle mých měření nastávají mezi 6 a 9 měsíci ještě změny některých sledovaných ukazatelů znečištění. Rozdíly sledovaných ukazatelů mezi 9 a 12 měsících uskladnění těchto vod jsou již nepatrné. Proto doporučuji uskladnit žluté vody v nádrži min. 6 měsíců, ideálně 9 měsíců před následujícím použitím v zemědělství.
Literatura
[1] MIFKOVÁ TATIANA: Nové metody odvádění odpadních vod z decentralizovaných území, disertační práce, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodního hospodářství obcí, 2009 (obhájeno 2010).
[2] Pitter, P.: Hydrochemie. Praha: STNL Nakladatelství technické literatury, 1990, Ochrana životního prostředí. ISBN 80-03-00525-6.
RECENZE ING. KAREL PLOTĚNÝ:
Článek se zabývá problematikou dělení vod, zejména oddělením žlutých vod z komunálních vod – tj. problematikou skladování, hygienického zabezpečení a možností použití oddělené moči. Pokus i vyhodnocení bylo provedeno profesionálně, se znalostí věci a prokázal, že oddělení moči je do budoucna perspektivní postup využitelný v řadě praktických situací. Moč totiž obsahuje velký podíl amoniaku a díky tomu působí problémy při biologickém čištění odpadních vod – oddělení a separátní zpracování může být velmi efektivním řešením jak tento problém řešit na lokalitách s produkcí vod obsahujících vysoký podíl moči.
In the pilot project was built a model for partitioning and accumulation of yellow water. The object of the pilot project was to design and to verify an appropriate length of storage of yellow water so that it can be used in agriculture. The result is a recommendation to store 6-9 měsíclů yellow water before use.