Zařízení ke snížení znečištění dešťových vod AS-AKU FILTR

Novinka v nabídce firmy ASIO
Datum: 19.6.2013  |  Autor: Oldřich Pírek  |  Organizace: ASIO NEW, spol. s r.o.  |  Firemní článek

Úpravou dešťové vody rozumíme každý přirozený nebo uměle vyvolaný proces, který způsobuje snížení látkového zatížení. Zatím asi nejpropracovanější systém navrhování mají v Německu. Nadhled nad možnosti předčištění si můžeme udělat po prostudování směrnic DWA-M 153.

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno

tel.:548 428 111
e-mail:
web:www.asio.cz

V tabulkách A.4a, A.4b a A.4c (převzaté ze směrnice je uvádíme na závěr této statě) byly průsakovým, filtračním a sedimentačním zařízením přiřazeny takzvané průběžné hodnoty. Tyto hodnoty relativně klasifikují podíl nezadrženého zatížení odtoku, které se může vyskytovat jak v rozpuštěné formě, tak ve formě částic. Měřitelný stupeň účinnosti pro libovolnou látku z toho ovšem není možné odvodit, jelikož látky jsou nestejně zadržovány v různé formě výskytu, např. rozpuštěné soli, organické sloučeniny nebo minerální sedimenty. Průběžné hodnoty slouží pouze ke kvalitativnímu srovnání zařízení na úpravu.

Průtok půdou

Při průchodu vrstvami půdy jsou fyzikálními, chemickými a případně také biologickými procesy zadržovány znečišťující látky z protékající dešťové vody a jsou ukládány nebo odbourávány. Rozhodující pro čisticí kapacitu jsou adsorpční kapacita a homogenita účinné půdní vrstvy jakož i biologická aktivita. Což znamená, že ty nejúčinnější procesy se odehrávají v porostlé svrchní vrstvě (travní porost). Nevýhodou je jen to, že nelze tuto vrstvu cíleně regenerovat. Proto se průtok půdou používá zejména tam, kde je znečištění minimální nebo tam, kde jiná řešení by byl nákladnější než výměna svrchní vrstvy.

Filtrační zařízení

Filtrační zařízení slouží k předúpravě a filtraci dešťové vody (kombinace nádrže na čištění dešťové vody a filtrační nádrže). Velmi nutné je odstranění usaditelných látek a vzplývavých látek v předřazeném sedimentačním prostoru. Díky filtračnímu materiálu, síle filtru a ovlivnění doby průtoku mohou být, kromě látek ve formě částic, navíc odstraněny, pomocí biologických procesů a adsorpce, i rozpuštěné látky (půdní filtr).

Sedimentační zařízení

Jsou zařízení se sedimentačním prostorem, ve kterém poměry proudění umožňují, aby látky se specifickou hmotností vyšší než voda klesaly dolů a látky se specifickou hmotností nižší než voda vyplavaly nahoru.
Zadržené látky nerozpustné ve vodě by se dle možností neměly znovu smíchat s jiným proudem odpadní vody (např. ne s komunální splaškovou vodou), aby se zabránilo šíření nekoncentrovaných látek nerozpustných ve vodě a tím také škodlivin v sedimentačním zařízení. Vhodnou specifickou úpravou je například odvodňování a třídění, jakož i následná likvidace nebo zužitkování látek nerozpustných ve vodě (viz likvidace látek nerozpustných ve vodě při čištění kalových jímek nebo uličních odpadků / smetí).

Hydrodynamické odlučovače jsou zvláštním druhem dešťových usazovacích nádrží bez trvalého zadržování v provedení masivních nádrží. Jedná se o kruhové nádrže s tangenciálním přítokem. Díky tomu se vytváří stabilní točivé proudění, které vede k čištění dna nádrže a shromažďování sedimentů v kalovém zásobníku umístěném ve středu nádrže. Hydrodynamické odlučovače jsou tak méně citlivé na resuspendaci usazených látek nerozpustných ve vodě než jiné druhy provedení dešťových usazovacích nádrží bez trvalého zadržování. Obzvláště vhodné jsou pro menší sběrná území.

Odlučovače lehkých kapalin slouží převážně k retenci látek ohrožujících vodu. Odlučovače vzplývavých látek je možno při úpravě dešťové vody používat v kombinaci s retenčními zařízeními na dešťovou vodu.

Dnešní stav v předčištění zasakovaných a akumulovaných vod v ČR

Projektanti by měli navrhnout, k ochraně zasakovacích a akumulačních objektů, co nejlepší systém předčištění. Kvalita předčištění přímo ovlivňuje životnost a vlastnosti takového zařízení. Nemělo by přece být jedno, jestli zasakovací objekt v řádech za milióny korun bude mít životnost namísto 20 roků jen roků 5.

Bohužel tlak na ceny stavebních prací je dnes takový, že často vítězí krátkozraká řešení. V podstatě prohlášením, že natékající voda je čistá, sice mohu vynechat nebo zmenšit přečištění a získat tak konkurenční výhodu, která je nutná pro to, abych vůbec zůstal mezi soutěžícími dodavateli. Z hlediska dlouhodobého v podstatě ale oklamu investora tím, že snížím užitnou hodnotu zařízení.

V takovém případě jsou předčistící objekty srážkových vod (vč. odlučovačů lehkých kapalin) v podstatě jen atrapy s minimální účinností. Útěchou, ale jen hodně malou, může být, že jsou hledána řešení, která se snaží konkurovat cenou a při tom nevzdávat požadavek na kvalitní přečištění. Takovou marketingovou zajímavostí ilustrující stav v této oblasti je to, že se výrobci předhání v dokazování toho, jak to, co mají ostatní, nefunguje. Už podstatně méně se ale snaží obhájit své vlastní nabízené řešení. Proč … to je asi jasné. Stačí si představit, jak by provoz měl probíhat v praxi.

AS-AKU FILTR

Abychom se jako firma zařadili mezi ty, hledající ekonomická a fungující řešení, navrhli jsme zařízení, které vychází z analýzy průběhu deště, procesů separace a z požadavků na prodejní cenu.

Analýza dešťů

Většina srážek naprší nižší intenzitou, menší část pak intenzitou vyšší. Při návrhu jsme se tedy orientovali na stanovení ekonomické hranice pro návrhovou intenzitu a pak na to, aby v případě vyšších intenzit nebylo vynášeno již zachycené znečištění. Rovněž byl zohledněn poznatek, že v začátku deště je spláchnuto více nerozpuštěných látek, i když to nemusí být vždy pravidlo.

Analýza procesů separace

Účinek zachycení je dán prouděním (např. u hydrocyklonů) a dobou zdržení. Při návrhu bylo vycházeno z toho, že dobu zdržení lze na začátku deště prodloužit o dobu postupného plnění akumulačního prostoru zařízení. Odtok v této době je minimální. Proces separace pevných částic po naplnění je pak podpořen vírovým pohybem obsahu akumulačního prostoru a odtokem ze středu nádrže.

Analýza ceny

Cena objektu je přímo úměrná především objemu nádrže, uspořit lze také sloučením jednotlivých funkcí do jediného objektu. Výhodou takto navrženého objektu je řešení současně funkce – předčištění, regulace odtoku i možnost údržby a čištění …. vše, co je obvykle řešeno ve více šachtách.

Výsledný návrh

Návrh zohledňuje poznatky z výše uvedených analýzy. Průběh deště, průběh změn koncentrace a procesů separace je zohledněn postupným plněním AS-AKU FILTRu – v době nátoku největších koncentrací je doba zdržení největší. Po naplnění akumulačního prostoru je pak využito efektu vírové sedimentace a při tom je zabráněno odnášení již zachycených částic. Plnění vedlejšího zasakovacího a/nebo akumulačního objektu se pak již děje předčištěnou vodou.

Co se týká ceny, tím, že akumulační prostor je prostor, který je možné odečíst z vypočteného prostoru akumulace a tím, že do jedné šachty jsou sloučeny všechny funkce, tak ve většině případů dojde k úspoře nákladů, nebo jen k jejich mírnému navýšení, což je bohatě vyváženo zvýšením životnosti objektu. Navíc je možno AS-AKU FILTRu využít k čištění objektů – nečistoty vyplavované z akumulačních prostorů během čištění je možné zachytit a pohodlně odčerpat.

Výběrem velikosti AS-AKU FILTRu se dá reagovat na požadavek týkající se kvality předčištění – výhodou však v každém případě bude to, že AS-AKU FILTR bude obhájitelný, pokud se budou srovnávat v poměru užitná hodnota / cena.

Tabulka A.4a: Průběžné hodnoty (D) u plošného průsaku
Průběžné hodnoty u průchodů půdou
PříkladyTypZatížení ploch 1)
Au : As
  abcd
průsak 30 cm porostlé svrchní vrstvy půdy D1 0,10 0,20 0,45 2)
průsak 20 cm porostlé svrchní vrstvy půdy D2 0,20 0,25 0,60 2)
průsak 20 cm porostlé svrchní vrstvy půdy D3 0,45 0,60 0,80 2)
dlažba a zatravňovací mřížky s porostlou svrchní vrstvou půdy 3)
průchod půdou pod jamkami („muldami“), rigoly, šachtami aj. plošně průběžnými krycími vrstvami s mohutností alespoň
  • 3 m, propustnost Kf = 10-4 až 10-6 m/s
    (např. jemný písek, jílovitý písek, písčitohlinitý jíl
  • 5 m, propustnost Kf = 10-3 až 10-4 m/s
    (např. písčitý štěrk, hrubý písek, středně hrubý písek)
D4 0,35 0,45 0,60 0,80
průsak plochami přes propustné nánosy na alespoň 30 cm silném mrazuvzdorném horním povrchu, jako např.
  • dlažba s neporostlými, propustnými spárami
  • porézní krycí vrstvy (např. drenážní betonová dlažba)
  • drceným pískem plněné mřížky nebo „plástve“
D5 0,80 1,00
průsak plochami bez zohlednění dalších průchodů půdou přes
  • menší krycí vrstvy než jsou uvedeny ve skupině D4
  • rigoly, průsakové šachty, aj.
D6 1,00
1) Vysvětlivky k zatížení ploch Au : As ve sloupcích a až d
(poměr nepropustné plochy Au k průsakové ploše As)
a: ≤ 5:1zpravidla širokoplošný průsak
b: > 5:1 až ≤ 15:1zpravidla decentrální plošný průsak a průsak přes jamky („muldy“)
c: > 15:1 až ≤ 50:1zpravidla centrální průsak přes jamky („muldy“) a jímky
d: > 50:1  
U dlažby a mřížek se považuje za průsakovou plochu propustná část, u průsaků přes trubky a rigoly musí být zatížení plochy v jednotlivém případě zjištěno.
2) Porostlá svrchní vrstva půdy této mohutnosti není bez nepřípustně vysoké příměsi písku dostatečně propustná pro plánové hydraulické zatížení. Snížení hydraulického zatížení a tím zařazení do sloupce C je možné dostatečnou retencí dešťové vody.
Tabulka A.4b: Průběžné hodnoty (D) filtračních zařízení
Průběžné hodnoty u porostlých filtračních nádrží s předčištěním a retenčním prostorem
Příklady Typ Hodnota
retenční zařízení s půdním filtrem k další úpravě dešťové vody v separačním systému dle návodu DWA-M 178 D11 0,15
sedimentační zařízení 1) s následně napojenou filtrační nádrží 2) z 60 cm písku zrnitosti 0/2 D12 0,25
sedimentační zařízení 1) s následně napojenou filtrační nádrží 2) z 60 cm štěrkopísku zrnitosti 0/4 D13 0,30
1) Filtrační zařízení vyžadují k zajištění funkčnosti navíc k zádržnému prostoru ve filtrační nádrži předřazení sedimentačního zařízení. Toto musí být dimenzováno pro zatížení povrchu qA = 10 m3/ (m2.h) při intenzitě deště rkrit = 15 l/(s.ha). Jeho účinek je již obsažen v průběžných hodnotách.
2) Filtrační nádrže jsou dimenzovány na následující hodnoty na m2 filtrační plochy:
hydraulické zatížení plochy ≤ 40 m3/(m2.a),
škrcený odtok dešťové vody ≤ 0,015 l/ (s.m2) = 0,015 mm/s = 0,054 m/h
Tabulka A.4c: Průběžné hodnoty (D) sedimentačních zařízení
Průběžné hodnoty sedimentačních zařízení
PříkladyTypkritická intenzita deště
  abcd
zařízení s max. 9 m3/(m2.h) zatížení povrchu při zásadách dimenzování s intenzitou deště r(15,1),
například odlučovače pro lehké kapaliny dne RiStWag (FGSV-514)
D21 2) 2) 2) 0,20
zařízení s vyprazdňováním a čištěním po skončení deště a max. 10 m3/(m2.h) zatížení povrchu při rkrit, např. dešťové usazovací nádrže bez trvalého zadržování, hydrodynamické odlučovače D22 0,50 0,40 0,35 2)
zařízení s max. 10 m3/(m2.h) zatížení povrchu a max. 0,05 m/s horizontální rychlostí při rkrit, např. porostlé boční stoky s kolísající vodní hladinou nebo průchody vegetací (délka > 50 m) D23 0,60 0,50 0,45 0,25
zařízení s trvalým zadržováním nebo stálým přívodem vody a max. 10 m3/(m2.h) zatížení povrchu při rkrit, např. dešťové usazovací nádrže, rybníky D24 0,65 0,55 0,50 2)
zařízení s trvalým zadržováním a max. 18 m3/(m2.h) zatížení povrchu při rkrit, např. usazovací zařízení před průsakovými nádržemi nebo dešťovými retenčními nádržemi (viz odstavec 7.4) D25 0,80 0,70 0,65 0,35
dešťový odtok z ulic přes vpusti se sedimentačním prostorem D26 2) 2) 2) 0,9
standardní odtoky z ulic pomocí vpustí D27 2) 2) 2) 1,0
1) Vysvětlivky ke kritické intenzitě deště rkrit ve sloupcích a až d
a:15 l / (s.ha)
b:30 l / (s.ha)
c:45 l / (s.ha)
d:rkrit (15,1) (intenzita deště s 15 minutami trvání deště a ročním opakováním)
2) Dimenzování těchto zařízení je pro uváděné intenzity deště neobvyklé.

Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku k seminářům ASIO, spol. s r.o. „Srážkové a šedé vody aneb „colors of water““ (leden,únor 2013).

 

Datum: 19.6.2013
Autor: Oldřich Pírek   všechny články autora
Organizace: ASIO NEW, spol. s r.o.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcích 


Projekty 2017

Partneři - Voda, kanalizace

logo MEA
logo NICOLL ČR
logo ASIO
logo GRUNDFOS
logo AUSTRIA EMAIL
logo WAVIN EKOPLASTIK
 
 

Aktuální články na ESTAV.czJak bezpečněji bydlet se dozvěděli účastníci konference ESTAV.czDruhý den právní poradny zdarma na stánku ESTAV.czJaké jsou nejlepší výrobky a stánky na veletrhu FOR ARCH 2017? A kdo je architektem roku?Dotace na využívání dešťové vody stát přerozděluje i po 14 dnech