Biologické čištění odpadních vod: Jak funguje a jaké jsou jeho výhody

V článku se dočtete:

• Co je biologické čištění odpadních vod

• Jaké mikroorganismy čistí vodu?

• Jak funguje biologické čištění odpadních vod

• Kam odchází vyčištěná voda?

• Proč je biologické čištění odpadních vod důležité

• Alternativy biologického čištění

• Výhody a nevýhody biologického čištění

• Budoucnost biologického čištění

• Jak probíhá biologické čištění v domácích čističkách

• Proč vsadit na biologické čistírny odpadních vod

Co je biologické čištění odpadních vod

Biologické čištění odpadních vod – jak už název napovídá – využívá k čištění vody biologické procesy, které známe z přírody. „Biologické“ se mu říká proto, že se k odstraňování odpadních látek a kontaminantů ve vodě používají živé mikroorganismy.

Jaké mikroorganismy čistí vodu?

Jaké mikroorganismy se na čištění podílejí? Základním stavebním kamenem čištění jsou bezpochyby bakterie, které rozkládají organické látky (bílkoviny, cukry, tuky) pomocí biochemických procesů. Tyto procesy dělíme na tzv. aerobní (s přístupem kyslíku) a anaerobní (bez přístupu kyslíku).

Kromě bakterií se na čištění podílejí také houby, plísně, kvasinky, nitrifikační bakterie či vláknité mikroorganizmy. Z vyšších mikroorganismů se jedná o tzv. protozoa, jednobuněčné organismy, které pomáhají udržovat kvalitu čištěné vody tím, že konzumují bakterie a jiné drobné částice. Nelze opominout ani vířníky, hlístice a různé druhy prvoků.

Jak funguje biologické čištění odpadních vod

Biologické čištění odpadních vod je obvykle druhým stupněm čištění. V první fázi je totiž třeba z odpadní vody odstranit pevné částice, tuky a další znečištění, které je možné zachytit pomocí mechanických filtrů.

Biologické čištění, jež následuje po mechanické filtraci, dělíme na dva typy procesů: aerobní a anaerobní.

Aerobní procesy vyžadují kyslík. Proto je v této fázi voda obohacena kyslíkem (pomocí čerpadla), který pomáhá mikroorganismům konzumovat a rozkládat organické látky. V této části čištění dochází také k tzv. nitrifikaci – procesu, při němž amoniak oxiduje na nitrit a nitrát.

Následuje anoxické čištění odpadních vod. Odpadní (tzv. černá) voda se při něm udržuje v podmínkách s nízkým obsahem kyslíku. Jako zdroj kyslíku proto mikroorganismy využijí nitrit a nitrát, jež vznikly během aerobní fáze čištění. Během toho se tyto sloučeniny redukují zpět na dusík. Tomuto procesu se říká denitrifikace.

Jak naznačuje pojem „anaerobní“, v této fázi se odpadní voda čistí bez přístupu kyslíku. Odehrává se proces tzv. defosfatace, při němž mikroorganismy redukují fosfát na fosfan.

Poslední fází po aerobním, anoxickém a anaerobní čištění je sedimentace. K ní obvykle dochází ve speciální, tzv. sedimentační komoře. Aktivovaný kal zde klesne na dno nádrže, odkud se přečerpává na začátek čisticího procesu. Celý koloběh se následně opakuje.

Kam odchází vyčištěná voda?

Jakmile je biologické čištění odpadních vod hotové, je třeba přečištěnou vodu opět vypustit do přírodního koloběhu. U velkých čistíren se k tomu nejčastěji využívá blízká řeka. Právě proto se čistírny odpadních vod většinou staví v blízkosti vodních toků.

Typickým příkladem je pražská čistírna odpadních vod, postavená na ostrově uprostřed Vltavy (Císařský ostrov), nebo brněnská čistírna, stojící na břehu řeky Svratky v Modřicích.

Voda z menších domovních čističek odpadních vod se může likvidovat jak vypuštěním do povrchových vod (blízká řeka, potok či rybník), tak vsakováním na pozemku. V takovém případě je však před stavbou domovní čističky nutný hydrogeologický posudek, který zhodnotí, zda je lokalita vhodná pro vsakování a nedojde k ohrožení okolních zdrojů vody.

Proč je biologické čištění odpadních vod důležité

Biologické čištění odpadních vod má hned několik výhod. Díky napodobení procesů, jež se odehrávají přirozeně v přírodě, při něm není potřeba používat chemikálie, které můžou potenciálně ohrozit životní prostředí. Naopak vedlejší produkty biologického čištění lze dále využít.

Přebytečný kal často putuje do kalového hospodářství, kde se dále zpracovává v kompostárnách, bioplynových stanicích nebo jako hnojivo v zemědělství – největší využití nacházejí dusík a fosfor, kal však slouží také jako zdroj energie. Pokud se likviduje ve spalovnách, popel lze využít k recyklaci fosforu nebo jako součást stavebního materiálu. Biologické čištění odpadních vod tak skvěle zapadá do principů moderní cirkulární ekonomiky.

Biologické čištění odpadních vod navíc vyžaduje menší spotřebu energie než chemické či fyzikální alternativy.

Alternativy biologického čištění

Chemické čištění odpadních vod vyžaduje k odstranění znečišťujících látek chemikálie. Mezi tyto chemikálie patří například flokulanty – látky, jež pomáhají shlukovat znečištění do větších částic, které lze pak snáze odstranit.

Fyzikální čištění využívá mechanické a fyzikální procesy. Sem patří sedimentace, flotace a filtrace. Fyzikální čištění se často používá jako první stupeň před čištěním biologickým a je účinné především k odstraňování pevných částic, olejů a tuků.

Výhody a nevýhody biologického čištění

Jak už jsme naznačili výše, existuje více způsobů, jak odpadní vody zbavit nečistot. Jak se mezi sebou liší a jaké jsou jejich hlavní výhody a nevýhody?

Budoucnost biologického čištění

Aktivační proces (základ biologického čištění) byl objeven v roce 1913, ovšem v České republice (tehdy v Československu) se začaly městské čistírny ve velkém instalovat až v průběhu 60. let 20. století. Do té doby bylo běžnou praxí dnes nemyslitelné – vypouštění odpadních vod do přírody bez jakéhokoliv čištění.

Biologické čištění odpadních vod se navíc neustále vyvíjí. Jedním z možných budoucích směrů je membránový reaktor s aerovaným biofilmem (zkráceně MABR), který rapidně snižuje energetickou náročnost biologického čištění. Výsledkem by mohla být až 90% úspora energie, a tím pádem mnohem menší ekologický dopad na planetu.

Na rozdíl od současného přístupu využívajícího aktivovaný kal funguje technologie MABR na principu pasivní aerace. To znamená, že kyslík se dostává do systému prostřednictvím difuze skrz membrány. Během tohoto procesu se na membránách tvoří aerobní nitrifikační biofilm, který zároveň umožňuje nitrifikaci i denitrifikaci. Tento mechanismus efektivně redukuje problém s nedostatkem uhlíku a přispívá k nízkému obsahu dusíku ve vypouštěné vodě.

Jak probíhá biologické čištění v domácích čističkách

Když dojde na biologické čištění v domácích čističkách odpadních vod, v zásadě se nabízejí dvě technologie:

• Klasické čištění pomocí oddělených komor

• SBR čištění v jednom reaktoru

Klasické mechanicko-biologické čištění odpadních vod

Základem biologického čištění je u klasických domovních čistíren odpadních vod cyklus odehrávající se postupně v několika komorách.

První komora (A) je tzv. usazovací a slouží k mechanickému odstranění nečistot prostřednictvím sedimentace a filtrace. Do následné – aerobní – části čištění se tak dostává voda bez plovoucích částic nebo sedimentů.

Následuje biologická část čištění za přístupu vzduchu v tzv. aktivační nádrži (B).

V poslední fázi se voda opět nechává usadit v dosazovací nádrži (E). Kal, který klesne ke dnu, se odčerpává zpět do aktivační nádrže. Vyčištěná voda může zamířit buď do retenční nádrže (pokud je určená k dalšímu využití, například k zálivce zahrady), nebo rovnou do přírodního koloběhu.

Moderní čištění na principu SBR

Nejmodernější čističky odpadních vod – například Monocomp nebo Topas – dnes využívají čištění pomocí technologie SBR (z anglického sequencing batch reactor). Principem je střídání jednotlivých procesů čištění v jediné komoře. To přináší jisté výhody: čističky na bázi SBR dokážou lépe reagovat na změny v průtoku odpadních vod (nepravidelný provoz, nárazově vyšší nátok) i na různé koncentrace znečišťujících látek.

Tip: Přečtěte si vše o fungování domovní čističky odpadních vod.

Proč vsadit na biologické čistírny odpadních vod

Jak je vidět, domovní čistírny odpadních vod (často nazývané čističky nebo „ČOVky“) založené na biologickém čištění jsou spolehlivým zařízením, které dokáže nahradit kanalizační přípojku na místech, kde není možné ji zbudovat.

Technologie čištění i uživatelská přívětivost čističek se navíc neustále zlepšují. Mnohé domovní čističky disponují řídicí jednotkou, často dokonce i mobilní aplikací. Provoz domovní ČOV tak můžete bez potíží ovládat z mobilu kdykoliv je třeba. Výrobci se snaží usnadnit také nezbytné odkalování čističky, a to pomocí jutových košů nebo odvodňovacích boxů.

Pořiďte si čističku odpadních vod se ZAKRA

Nemáte kanalizační přípojku a chcete efektivní, ekologický a ekonomický způsob, jak vyčistit odpadní vody z domácnosti? V tom případně je domovní čistička odpadních vod ideální zařízením. V ZAKRA vám s jejím pořízením pomůžeme od projektu přes stavbu až po pravidelný servis.

• Vytvoříme vám projekt ČOV

• Zprostředkujeme hydrogeologický posudek

• Vyřídíme za vás povolení k čističce

• Pomůžeme vám s výběrem čističky i s jejím nákupem

• Čistírnu odpadních vod vám rádi postavíme na klíč

• Postaráme se o pravidelní servis domovní ČOV

Máte otázky? Rádi vám poskytneme bezplatnou a nezávaznou konzultaci, kde probereme všechno, co vás zajímá. Stačí vyplnit kontaktní formulář a my se vám co nejdříve ozveme.