Využívání dešťové vody (I) - kvalita a čištění

Jelikož dešťové mraky vznikají odpařováním, mohla by být dešťová voda vlastně vodou destilovanou, tedy čistou bez rozpuštěných látek. Už v atmosféře však dochází ke kontaktu této vody s různými chemickými látkami. Její kvalita v tomto prostředí je zřetelně ovlivněna znečištěním vzduchu. Dešťová voda po průchodu zemskou atmosférou vykazuje hodnotu asi 5,6 pH, protože se váže mimo jiné také s CO₂, obsaženým ve vzduchu.

Znečištění již zachycené dešťové vody je trojího původu. Jsou to:

• rozpuštěné a nerozpuštěné látky v atmosférických srážkách
• znečištění, které se během bezdeštného období nahromadí na povrchu území a během dešťové události je odváděno s dešťovou vodou
• znečištění, které vzniká při kontaktu dešťové vody s materiály na povrchu území

Při stanovení velikosti znečištění v dešťovém odtoku je významná délka bezdeštného období, intenzita atmosférických srážek a objem dešťového odtoku. Téměř veškeré látkové znečištění, které se vyskytuje v dešťovém odtoku, vykazuje na začátku odtoku vyšší koncentrace než v jeho dalším průběhu (tzv. efekt "prvního splachu"). Je to důsledkem jednak toho, že na začátku deště jsou vyplavována atmosférická znečištění, dále je mobilizována suchá depozice a také od posledního deště vytvořené produkty koroze. Oddělení prvního splachu (přibližně první 1-3 mm deště) vede zpravidla k podstatnému snížení látkového zatížení v zachycené dešťové vodě.

Znečištění v atmosférických srážkách

Znečišťující látky v atmosféře jsou jednou z příčin znečištění dešťového odtoku, především ve velkých městech a v průmyslových oblastech. Během deště dochází k vymývání látkového znečištění ve vzduchu a tím k čištění atmosféry. Dešťová voda není tedy čistý kondenzát, odráží jak přirozené pozadí zemského povrchu (mořské soli, erozi půdy), tak i antropogenní znečištění především kouřovými plyny a dopravou. Látky obsažené v atmosféře mohou být přenášeny na velké vzdálenosti. V dešťové vodě se tak projevují jak vlivy ze vzdálených oblastí, tak i lokální znečištění.

Kyseliny a kyselinotvorné látky (kyselina sírová, dusičná, chlorovodíková), pocházející převážně z antropogenních zdrojů znečištění a převažují nad zásaditými látkami (uhličitan vápenatý a hořečnatý, amoniakální dusík) pocházejícími především z přirozeného prostředí. Zdrojem kyselin jsou především sloučeniny síry (zejména SO₂ a H₂S) a sloučeniny dusíku (N₂O, NO, NO₂) ze spalování fosilních paliv, z výfukových plynů motorových vozidel, a mikrobiální denitrifikací v půdě a ve vodě. Sloučeniny chloru vznikají ze spalování umělých hmot s obsahem PVC (městské a průmyslové spalovny). Zdrojem zásaditých látek je jednak zemědělství (amonné ionty v hnojivech) a přirozené pozadí (uhličitany). K ostatním látkám patří především těžké kovy (emise z průmyslu a spaloven), organické látky (především uhlovodíky z výfukových plynů motorových vozidel) a rostlinné živiny (např. fosfor a amonné ionty).

	Ca	Mg	Na	K	NH4+	SO42-	Cl-	N03-	Fe	Mn	Pb	Zn	F
mg/l	0,37	0,06	0,25	0,19	0,9	1,7	0,31	2,4	0,017	0,007	0,002	0,007	0,012

Tab. 1 - Chemické složení srážek v ČR - průměrné hodnoty koncentrací naměřené ČHMÚ ve stanici
Košetice v roce 2004

Znečištění hromaděné na střešních plochách během bezdeštného období

Pro střechy je dešťová voda jediným způsobem jejich očisty. Dešťová voda odtékající ze střechy objektu obsahuje vysoký podíl rozpuštěných kysličníků (CO₂ a SO₂) a proměnlivý podíl organických látek (pyl, klacíky, listí, ptačí trus, prach, choroboplodné zárodky). Podle dosavadních zkušeností je ale toto choroboplodné zatížení vody tak nepatrné, že při zodpovědném zacházení s dešťovou vodou nemůže dojít k ohrožení zdraví.

Znečištění vzniklé při kontaktu dešťové vody s různými materiály

Kvalita vody závisí také na druhu povrchu, ze kterého stéká. Tím, že přichází do kontaktu se střešní krytinou, odpadními troubami, filtry, apod. je tato voda znečištěna.

Opotřebováním stavebních částí budov (vliv vody, slunce, mrazu, deště) se uvolňují částečky krytiny střech, cihel, betonu, kovů, barev, asfaltu, skla apod. Tyto částice tvoří značnou část znečištění v dešťovém odtoku. Rozsah znečištění závisí na stavu staveb a použitém materiálu.

Z některých druhů střešních krytin (např. eternit nebo lepenka) se mohou do vody uvolňovat nežádoucí látky, proto je jistější dát přednost jiným materiálům. Dešťový odtok ze střech, které obsahují materiály s pesticidy, nebo nátěry s obsahem pesticidů musí být zaústěn do kanalizace s odtokem na čistírnu odpadních vod.

Z nátěrů střech a okapů se uvolňuje měnící se množství částic opět závislé na místních podmínkách (stav a stáří nátěru, použitá nátěrová hmota a technika provedení nátěru). Dešťové okapy a další kovové součásti střech korodují a uvolňují toxické látky jako měď, chrom, zinek.

Značnou roli pro náhradu nevhodných materiálů mohou sehrát i předpisy pro povinné předčištění dešťového odtoku ze střech, obsahující vysoký podíl znečišťujících látek, např. mědi a zinku. V těchto případech je stavebník ochoten, resp. nepřímo donucen použít náhradní, pokud možno inertní materiály.

Požadavky na kvalitu dešťové vody

Užíváním dešťové vody z hlediska jejího složení nesmí dojít:

• k ohrožení zdraví uživatele
• k ohrožení kvality pitné vody (v důsledku event. chybných instalací)
• k omezení komfortu užívání vody
• ke kontaminaci životního prostředí (především půdy a podzemní vody)

Druh znečištění	Požadavky na složení dešťové vody ze střech
	Závlahy	Úklid	WC	Praní prádla
Nerozpuštěné látky	Inertní NL jsou neškodné	Při vyšších koncentracích nevhodné	Zpravidla bez významu	Zpravidla nutná úprava (filtrace)
Organické látky	Inertní a lehce odbouratelné jsou neškodné	Zpravidla bez významu		V obvyklých koncentracích bez významu
Těžké kovy	Nebezpečí akumulace v půdní vrstvě
Pesticidy	Ohrožení rostlin a půdních organismů
Mikroorganismy	Zpravidla bez významného vlivu		Zpravidla bez významného vlivu	Zpravidla bez významného vlivu
Barva			Zpravidla bez významu	Nebezpečí obarvení
Zápach				Zpravidla bez významu
Agresivita vody				Podle složení vody a typu pračky
Celkové posouzení	Dešťová voda ze střech je často mnohem vhodnější než pitná voda	Použití zpravidla bez omezení	Použití zpravidla bez omezení	V případě nadbytku dešťové vody a v kombinaci s pitnou vodou pro poslední fázi pracího procesu

Tab. 2 - Z hlediska jednotlivých způsobů užívání dešťové vody jsou požadavky na její látkové složení různé:

Čištění dešťové vody

Chceme-li používat dešťovou vodu především na zahradě na zalévání nebo na mytí auta, postačí systém, nevyžadující žádnou zvláštní filtraci vody, je vhodné pouze zabezpečit, aby do akumulační nádrže nebylo splavováno listí a další větší nečistoty, které by nádrž zanášely. Využití dešťové vody např. na praní už vyžaduje podstatně kvalitnější filtraci.

Při čištění dešťové vody se uplatňují dva procesy:

• filtrace
• sedimentace

Sedimentace probíhá buď v samotné akumulační nádrži na dešťovou vodu, nebo v nádrži usazovací, předsazené nádrži akumulační.

Pro filtraci můžeme použít dva typy filtrů - interní nebo externí. Externí filtry jsou samostatné filtrační šachty, které se napojují mezi okapový svod a jímku. Zpravidla umožňují spojení dvou větví okapových svodů a po přefiltrování vody umožní odtok čisté vody do jímky a v případě samočistících filtrů odtok přebytečné vody a nečistot do kanalizace. Interní filtry jsou umístěny uvnitř nádrže, mají jeden přítok, odtok vyčištěné vody do nádrže a možnost napojení přepadového sifonu pro odtok přebytečné vody.

Používáme-li dešťovou vodu na praní, nebo splachování WC, kde voda prochází jemnými tryskami, je možné použít jemný filtr pro montáž do tlakového potrubí za čerpadlem.

Typy zařízení na čištění dešťové vody

Okapové filtrační jednotky

a) Filtrační podokapový hrnec

je určen pro filtraci vody z jednoho okapového svodu. Při instalaci se zapouští do země a ukládá se na vrstvu betonu nebo štěrku. Tělo filtru může být tvořeno ze silnostěnného polypropylenu. Filtrace je zajišťována sítkem, na kterém je umístěna cca 5 cm vrstva filtračního materiálu (kameniva), na jejichž povrchu se zachytávají nečistoty. Mezi kamenivem a filtračním sítkem je umístěna filtrační vložka z netkané textilie. Tento typ filtrů je určen pro vodu na zavlažování, na doplňování rybníčků nebo na vsakování.

Obr. 1 - Filtrační hrnec

b) Okapový filtr

se nasazuje na okapový svod. Okapové filtry jsou určeny k odfiltrování hrubších nečistot jako je listí, klacíky, plody ovoce, mech apod. Jemné části jako prach, písek apod. se sice z části mohou na filtru zachytit, ale z části propadnou a budou sedimentovat na dně nádrže. Filtry jsou samočistící a není tedy potřeba jejich kontrola a údržba. Nečistoty jsou odplavovány zbytkovou vodou do kanalizace.

Obr. 2 - Svodové okapové filtry

Košíčkové filtry

Universální košíčkové filtry jsou vhodné pro všechny druhy využití dešťové vody. Košíčková filtrace zajistí 100% výtěžnost přefiltrované vody, neboť na rozdíl od samočistících filtrů proteče veškerá voda skrz filtr do nádrže. Košíčky je možné použít jak samostatně, tak jako součást filtrační šachty. Samostatně zavěšený košíček představuje technicky nejjednodušší a cenově nejpříznivější filtrační jednotku. Nevýhodou je nutnost údržby a snížení využitelného objemu nádrží.

Jednou možností využití košíčkového filtru je umístění sítka do tělesa filtru. Filtrační jednotka je tvořena plastovým sítkem s poutkem pro snadnou manipulaci. Tato varianta má 3 předpřipravené otvory, dva nad úrovní síta a jeden při dně. Otvory nad sítem jsou prakticky ve stejné úrovní a lze je použít jako nátok a přepad do kanalizace nebo jako dva nátoky od dvou okapových svodů (v tomto případě musí mít jímka vlastní přepadový otvor).

Obr. 3 - Filtrační koš v tělese filtru

Další možností využití košíčkového filtru je umístění sítka do akumulační nádrže (interní provedení). Přepadový sifon z akumulační nádrže by měl být umístěn cca 5 cm pod filtračním košíčkem, aby v případě plné nádrže mohla voda odtékat pod košíčkem ven z nádrže.

Obr. 4 - Filtrační jednotka v interním provedení

Samočistící filtrační jednotky

Je-li přepad jímek napojen na veřejnou kanalizaci, je možné použít tzv. samočistící filtrační vložky. Samočistící filtry fungují na principu válce nebo desky z filtračního materiálu, skrz které protéká znečištěná voda. Výtěžnost přefiltrované vody je v tomto případě cca 90 - 95% podle typu filrační vložky.

Samočistící filtr v interním provedení je tvořen plastovým tělem se dvěma nátoky, odtokem do jímky a odtokem do kanalizace. Filtrační jednotku tvoří třívrstvá vložka s oky 0,35 mm. Na mírně zaoblenou hranu natéká znečistěná voda, čistá voda proteče skrz filtrační plochu do nádrže a nečistoty jsou se zbytkovou vodou odplaveny do kanalizace.

Obr. 5 - Samočistící filtr v interním provedení

Šachtový filtr je tvořen plastovým tělem se dvěma nátoky, odtokem do jímky a dvěma odtoky do kanálu. Filtrační jednotku tvoří drátěné síto, na které dopadá znečistěná voda. Čistá voda proteče skrz filtrační plochu do nádrže a nečistoty jsou se zbytkovou vodou odplaveny do kanalizace.

Obr. 6 - Šachtový filtr

Filtry pro montáž do tlakového potrubí

Filtry se zpětným proplachem zajišťují nepřetržitou dodávku filtrované vody i během procesu čištění filtru. Jemné filtrační sítko redukuje množství cizích částic ve vodě, například úlomků rzi, nebo písečných zrnek. Umísťují se na výtlačné vedení za čerpadlo a díky 0,1 mm hustotě síta zajistí bezproblémový chod WC a pračky.

Obr. 7 - Jemný filtr se zpětným proplachem
pro montáž do potrubí za čerpadlem

Skladování zachycené dešťové vody

Filtrováním dešťové vody pomocí různých filtrů dochází k odstranění nečistot a v nich přebývajících bakterií. Dešťový odtok je zaústěn do nádrže (cisterny). K udržení hygieny zachycené vody také pochopitelně přispívá, pokud je zachycovaná dešťová voda uskladněna na chladném místě a není vystavena přímému slunečním záření. Nádrže na povrchu terénu jsou většinou levnější, jsou však vystaveny vlivu kolísání teplot, světla a eventuelnímu znečištění. Z těchto důvodu se doporučují (především u nových nebo rekonstruovaných objektů) cisterny umístěné v zemi. Umístění nádrží ve sklepech se nedoporučuje (vliv vyšší teploty a event. světla), pokud se voda ve sklepě skladuje, nemá teplota sklepního prostoru přesáhnout 18°C, aby nevzniklo nebezpečí rozvoje mikroorganismů. Pro vodu v cisternách platí zásada: pokud možno nejméně světla a nejnižší možná teplota. Také se doporučuje z hygienických důvodů neskladovat vodu v akumulační nádrži příliš dlouho.

Faktory, ovlivňující kvalitu vody a hygienu při využívání dešťových vod:

• jímání ze střešních ploch bez zvláštních zatížení, např. holubů
• filtrační systém mezi záchytnou plochou a dešťovým zásobníkem
• sedimentace v zásobníku vlivem uklidněného přítoku
• ochrana proti přístupu světla do zásobníku
• těsné zakrytí zásobníku
• ochrana zásobníku před plyny ze stok
• ochrana zásobníku proti hmyzu a vzdutí z kanalizace
• odběr dešťových vod alespoň 15 cm nade dnem zásobníku
• pravidelné kontroly a údržby zařízení

Pokud jsou tyto faktory brány na zřetel a zařízení na dešťové vody zřízeno a udržováno podle stavu technologie, jsou dešťové vody bez omezení použitelné na místech potřeby a pro zmíněné způsoby využití.