NASS – Nekonvenční aranžování sanitárních systémů

Příspěvek zároveň poskytuje návod, jak těchto nekonvenčních způsobů využít ke splnění požadavků na jakost čištěné a vypouštěné „odpadní“ vody s ohledem na odstranění nutrientů.

Úvod

Předpokládá se, že v budoucnu bude v ČR cca milión lidí řešit čištění odpadních vod decentrálně, což představuje asi 80 tis. ks malých a domovních čistíren. (V současnosti je údajně v ČR, podle průzkumu MŽP, nainstalováno cca 30 tis. čistíren). Toto číslo je výsledkem ekonomických analýz a odhadů zdůvodňujících posun v rozhodování mezi centrálními a decentrálními řešeními. Skoro zákonitostí je také to, že s posunem k řešení „co nejblíže zdrojům“ se ukazuje, že jsou i další možnosti řešení sanitace, které vedou k dalšímu zlevňování odvádění odpadních vod a lepšímu využití zdrojů. Doposud se těmito způsoby zabývalo spíše jen pár „ekologických“ nadšenců, ale dnes se ukazuje, že to může být cesta k řešení neřešitelného (nekompromisní požadavky na nutrienty vypouštěné v odpadních vodách) a také to, že z dlouhodobého hlediska je to po stránce využití zdrojů řešení „nejudržitelnější“, a to navíc nejen v kombinaci s decentrálem.

Také v ČR, obdobně jako v jiných evropských zemích, se již několik desetiletí vede debata o tom, jak co nejoptimálněji řešit odvádění odpadních vod z objektů, které není možné jednoduše napojit na veřejné kanalizace. Na předpisech v Německu je zřetelně vidět vývoj pojetí této problematiky. Ještě v roce 1997 bylo v ATV směrnicích (ATV A200) konstatováno, že decentrální řešení nešetří žádné náklady a výhledově se předpokládalo zavedení centrálního řešení odvádění odpadních vod pro celé území Německa. Postupně se pohled měnil podle toho, jak při rozhodování stoupal význam nákladů, a to jak investičních, tak pak i provozních. Po velkém střetu „centrálu s decentrálem“ a upřednostnění sociálních témat po sjednocení Německa byla vzata na milost decentrální řešení.

Díky tomu, že začala být věnována pozornost decentrálním řešením, jsme se v podstatě od drahého septiku posunuli k domovním čistírnám, které umí denitrifikovat nebo i vyrábět vodu na úrovni dešťové vody, a to za stále nižších investičních a provozních nákladů (domovní ČOV je v současnosti účinnější a 2× levnější než byla před 20 lety) a pak zase zpět k septikům a nízkým provozním nákladům s nimi a vertikálními biofiltry spojenými.

V poslední době se ale ukazuje, že tím vývoj v sanitaci neskončil a pokračuje v duchu toho, jak si to představuje vize EU – k řešením přímo na místě (viz NASS). Ukazuje se, že tento vývoj má i své prokazatelné ekonomické přednosti. Existuje řada demonstračních projektů, na kterých se ukazuje, že v budoucnosti bude již sanitace řešena jinak, mnohem efektivněji, a že nově vznikající velkoměsta ve světě by nemohla být řešena stávajícím „evropským přístupem“. Tzv. „cities of future“ (města budoucnosti) jsou ale výzvou i pro Evropu, pokud nemá zůstat jen u plánů a vizí o (re)cyklickém hospodaření.

Posun v myšlení, dokonce i v Německu, je možno demonstrovat i na článku „Nové systémy sanitace jako hospodárná alternativa ke konvenčním decentrálním systémům na venkově“ uveřejněném v Korespondenz Abwasser (KA) 12/2013. Zajímavé a převratné jsou na tomto článku hned dvě skutečnosti – to, že se již nevymezuje v tomto případě centrální vůči decentrálnímu způsobu odvádění odpadních vod, ale decentrální způsoby vůči NASS (Neuartige Sanitärsystemen), tj. vůči novým způsobům sanitace. A také to, že v článku na základě ekonomického zdůvodnění vodárenská společnost obhajuje rozhodnutí nepřipojit na veřejnou kanalizaci část obce, která je pro připojení nevhodná z hlediska demografického vývoje, respektive z hlediska ekonomičnosti provozování v budoucnu. Některé argumenty z článku, protože mají obecnou platnost, jsou použity v následujícím textu.

Nové způsoby sanitace (NASS)

Vedle v současnosti obvykle nabízených decentrální systémů, které jsou veřejnosti známy, potřebuje pojem NASS krátké vysvětlení, a to i včetně představení možností použití. Firma ASIO, spol. s r.o., která se snaží o to, aby také v Česku byl zaveden akronym NASS, vysvětluje zkratku NASS jako „Nekonvenčně Aranžované Sanitární Systémy“, to kvůli netradičnímu přístupu k sanitaci a také proto, že by se tyto systémy měly přímo „aranžovat“ podle místních podmínek, tak jako např. kuchyně, koupelny nebo obývací pokoje.

Použitím NASS mohou být sledovány různé cíle, k nimž patří redukce spotřeby vody, zpracování odpadů, dělení vod a také možnost přizpůsobení řešení odpadních vod místním podmínkám. Koncepce umožňují například využití zdrojů, které se v odpadních vodách vyskytují. Na místě se dá např. kal využít jako hnojivo v zemědělství, šedé vody na zálivku nebo jako užitková voda v domácnosti. Problematické stopové prvky lze efektivně zachytit a díky koncentrovanému proudu znečištění (viz německá směrnice DWA-A 272) eliminovat.

Použití NASS již bylo odzkoušeno v některých sídlištích v rámci pilotních projektů a ukázalo se jako prosaditelné a smysluplné (např. ekologické sídliště Bielefeld-Waldquelle, ekologické sídliště s kompostovacími toaletami Allermöhe, Hamburk).

V původních představách byl potenciál NASS spatřován především pro těžko přístupné a náročné vesnické oblasti s nevýhodným prostorovým rozložením a nadstandardními ekologickými požadavky. V současnosti existují průzkumy a analýzy, které zkoumají, jaký přínos mohou tyto systémy mít při zohlednění stávajících prostorových sociodemografických a technologických aspektů a jaké mohou mít ekonomické výhody ve srovnání s jinými decentrálními řešeními v oblasti odvádění odpadních vod. Speciálně ve vztahu k použití v zemědělských oblastech slibují systémy NASS, díky jednoduché a na infrastruktuře nezávislé funkci, výhody oproti stávajícím decentrálním řešením. Díky bezvodým a úsporným systémům se zmenšuje množství odpadních vod a úměrně i s tím spojené náklady. Také ve vztahu k demografickému vývoji slibují tyto systémy díky flexibilitě, přizpůsobivosti a struktuře nákladů výhody pro uživatele. I přes zjevné výhody NASS stále ještě nepatří ke standardizovaným způsobům odvádění odpadních vod. Zatím se ještě know-how jak tyto systémy navrhovat a používat nerozšířilo tak, aby se staly standardem, ale díky výzkumným a pilotním projektům již podklady pro navrhování (PPN) jsou, např. pro české poměry je má zpracované firma ASIO, spol. s r.o. jako „ASIO PPN NASS“. Nevýhodou je, že nejsou universální. Naopak charakteristickým rysem pro použití NASS je individuálnost řešení, tj. je nutno vždy každou lokalitu řešit („aranžovat“) individuálně, a je nutné přijmout skutečnost, že neexistuje nějaké možné paušální tvrzení o tom, co je nejlepším způsobem řešení. Vždy je třeba si udělat více variant a výsledek posuzovat z více pohledů – viz příklad řešení informačního střediska v CHKO na konci příspěvku.

Na některých lokalitách to dokonce suverénně vyhrají např. jímky na vyvážení nebo kanalizace s čerpáním na vzdálenou čistírnu a naopak v některých případech to budou suverénně nejdražší řešení neakceptovatelná pro obyvatele.

Přehled některých možných využitelných technologií a postupů NASS
– těch v praxi nejčastěji využívaných

1. Oddělení a využití šedých vod

Oddělení a využití šedých vod vede k nižší produkci odpadních vod tím, že se čistí šedé vody (voda z koupelen) a následně se jako bílá voda používají na zálivku nebo mytí podlah, mytí techniky, splachování záchodů atd. Výhodné je použití tam, kde je nedostatek vody nebo se voda nedá vypouštět a je nutné odpadní vody odvážet. Výhody – ekonomické řešení, zejména ve spojení s recyklací tepelné energie, ale i ochrana životního prostředí. Ekonomické přednosti vyniknou u staveb, kde se hospodaří s větším množstvím teplé vody (wellness, bazény). Recyklace šedých vod má již řadu sofistikovaných řešení (nejčastěji s využitím membránových technologií), ale přirozeně intuitivně vznikly postupy zcela amatérské – nabrat z vany po osprchování hrníčkem vodu do kýble a použít ji ke spláchnutí záchodu nebo si umývat ruce nad splachovací nádržkou toalety. Za zvážení stojí, zda z pohledu výhodnosti recyklace vyřadit z šedých vod vody z kuchyní (podstatné navýšení nákladů na čištění) a praní (navýšení RAS a někdy nevhodné pH).

2. Závlaha odpadní nebo vyčištěnou vodou

Pro nás Evropany možná nejkontroverznější způsob likvidace odpadních vod, protože se nám „příčí“ zabývat se svými vlastními produkty – vycházíme z filosofie „co odteče, to neznečistí můj pozemek a dům“. Je pravdou, že nás v minulosti nic nenutilo s vodou šetřit, tak jako jiné národy. Například Australani, kteří si musí vodu koupit půl roku předem, aby ji pak měli, když ji budou potřebovat, se na vodu dívají jinak – je pro ně hmatatelně konkrétním zdrojem nutným k žití. Z nadhledu je docela paradoxní, jak si znečistíme vodu nečistitelnými „sajrajty“ kvůli tomu, abychom měli prádlo voňavější, a jak pak bojujeme proti tomu, aby tato voda byla použita na závlahu vlastního pozemku, a zdůvodňujeme to nějakými pravidly, která jsme si sami nastavili… a vedle toho propagujeme vize o udržitelnosti.

Když se vrátíme zpět do reality, oprostíme se od vizí a vezmeme to prakticky, pak závlaha vede k redukci množství odpadní vody a má tedy stejné výhody jako využití šedých vod, navíc je zřejmá i úspora energie a efekt využití nutrientů. Naopak nutrienty nekontaminují povrchové vody – pro logicky uvažující je to ideální zkratka od použité vody k použitelné vodě. Např. v Austrálii obvykle likvidují (využijí) až 1 m³/rok vody na závlahu 1 m² trávníku. V podmínkách České republiky lze za vegetační období, pokud chceme vyhovět podmínce bezpečného nevypouštění do vod podzemních, zlikvidovat (použít) vody od 1 EO na 100 m² trávníku.

3. Oddělení moči

Oddělení moči vede k redukci nutrientů v odpadních vodách, což má pak za následek lepší odtokové parametry a investiční a provozní náklady na čištění vod – např. na ČOV pro 500 EO by oddělením moči z vod vznikla úspora na investičních a následně i na provozních nákladech až 50 %. Oddělením moči je pak možné řešit i jinak neřešitelné lokality s nerovnoměrným provozem a vysokou produkcí moči (objekty navštěvované za účelem vymočení se). Oddělením moči v podstatě odpadne problém s řešením požadovaných odtokových parametrů v parametru dusík, a to jak N_amon, nebo i N_celk.

4. Kompostovací toalety, bezvodé toalety nebo toalety s minimální potřebou vody

Řešení využívající kompostovací toalety vedou k redukci odpadních vod i k redukci nutrientů. Díky zachycení a vyřešení těchto odpadů mimo proces čištění odpadních vod dojde ke zlevnění procesu čištění – čistí se např. jen šedé vody, které se ještě z velké části mohou recyklovat. Exkrementy se pak přímo vyvážejí s tím, že lze pomocí různých bakteriologických přípravků redukovat množství vyvážené hmoty.

5. Spořiče vody

Spořiče vody vedou ke snížení produkce odpadních vod – často velice jednoduchá zařízení, která dokáží (zejména u veřejných budov) podstatně snížit produkci odpadních vod a následně tím i náklady. Zejména tam, kde by se odpadní vody měly odvážet, mohou být úspory značné a návratnost investice do nich skoro okamžitá.

Kombinace NASS s dalšími způsoby řešení odpadních vod

NASS se kombinují často s různými typy domovních čistíren, jako jsou:

• septik – pokud je dobře navržený, pak v kombinaci s oddělením moči v NASS lze dosahovat i hodnot pro vypouštění do toků;
• anaerobní ČOV (AS-ANASEP, AS-ANACOMP) – dtto jako septik;
• vertikální biofiltry (AS-ZEON) – mohou mít v případě NASS podstatně menší plochu;
• klasické aktivační domovní ČOV (AS-VARIOcomp), membránové domovní ČOV, vegetační ČOV (horizontální a vertikální) – mohou být dimenzovány mnohem ekonomičtěji.

Vedle toho existují i způsoby, jak likvidovat odpadní vody bezodtokovými způsoby:

• evapotranspirací – způsob využívaný i v našich podmínkách pro menší objekty;
• obrácený déšť – způsob používaný v zemích, kde aerosol nemůže způsobit hygienické problémy (v našich podmínkách spíše jen jako zajímavost).

Právě zpravidla kombinací decentrálu a NASS se dosahuje těch největších ekonomických efektů. Zajímavý způsob likvidace odpadní vody, i když v našich podmínkách ne moc využitelný, je např. zmíněný obrácený déšť. Lze na něm ale hezky dokumentovat to, že nebude jednoduché se s mnohoznačností vyrovnat a že se otvírá nová skříňka s možnostmi a bude záležet na uživatelích, nakolik to bude skříňka Pandořina a nakolik to bude bedna s pokladem.

Připravovaná legislativa a možnosti využití NASS

V připravovaném NV pro vypouštění do vod podzemních se předpokládají následující požadavky na emisní standardy pro odpadní vody vypouštěné z jednotlivých staveb pro bydlení a rekreaci:

Tab. 1: Ukazatele a emisní standardy

Velikostní kategorie [EO] *	„m“ ** [mg/l]
	CHSKCr	BSK5	N-NH4+	NL	Ncelk
< 10	150	40	20	30	x
10–50	150	40	x	30	30
> 50	130	30	x	30	20

Například co se týká dusíku, dojde ke zpřísnění, což znamená, že nároky na proces čištění a tedy úrovně použití techniky (BAT) se zvednou. Anebo máme ještě jinou možnost, jinou cestu – vodu rozdělit a znečištění nevypouštět. A tady se otvírá možnost pro NASS. Jen se tím asi ale zvýší nároky na všechny účastníky procesu povolování – nejvíce asi na projektanty, no a pak logicky i na úředníky, kteří by se měli dostatečně poučit, aby věděli, co povolují. A také na legislativce, kteří by měli vytvořit dostatečně pružné zákony umožňující co nejefektivnější řešení a co nejefektivnější kontrolu – bez kontroly by takové zpřísnění bylo zase jen plácnutí do vody, které by poškodilo ty, kteří se snaží parametrům vyhovět oproti těm, kteří se budou snažit nařízení obejít.

Několik příkladů z praxe

Dům na místě, kde nelze zasakovat a v podstatě ani vypouštět do povrchových vod
K nejekonomičtějším řešením by mohlo patřit oddělení moči, oddělení šedých vod (jejich minimalizace a použití na závlahu a splachování) a vyvážení hnědých vod nebo přímo kompostovací toaleta.

Horská chata, občasně obývaná
V podstatě by se dalo aplikovat NASS tak, aby řešení bylo bezodtoké. Kompostovací toaleta a šedé vody předčištěné na vertikálním biofiltru, použité na závlahu – např. podzemní kapková závlaha aplikovaná na trávník i stromy.

Informační středisko v CHKO na frekventovaném místě
Předpokládá se jen sezónní provoz – v době největších návštěv se předpokládá cca 300–400 návštěv pisoárů a 100 návštěv klozetů. V rámci zvažování řešení byly připraveny čtyři varianty, s vypouštěním do vod podzemních (parametry viz stávající nařízení vlády – z hlediska připravovaného NV se varianta a) a b) ještě značně prodraží).

Varianta a) – klasická vybavenost splachovacími zařizovacími předměty a hight tech řešení (membrány – MBR, dávkování substrátu, úprava pH, zasakovací objekt).
Varianta b) – klasická vybavenost a čištění sestavou septik + vertikální biofiltr (bez denitrifikace) + zasakovací objekt.
Varianta c) – sanitace s oddělením moči – tj. septik, minimalizovaný vertikální filtr a nádrže na moč (je možné dosáhnout i parametrů na N_celk) a zasakovací objekt.
Varianta d) – sanitace s využitím bezvodých toalet a bez vypouštění vod – jímky na vyvážení jako řešení.

Investiční a provozní náklady jednotlivých variant:
Srovnány jsou náklady na zařizovací předměty, prvky na čištění a skladování exkrementů, moči, a pak celkové náklady na provoz. Ve variantě a) jsou i náklady na zdroj energie. Závěr – ta nejméně ovlivňující životní prostředí je i ta nejlevnější.

Příklad řešení obdobného problému z Austrálie

Závěr

Teď, když jsme se seznámili s možnostmi NASS, otevírá se nám hned několik cest, jak dosáhnout cíle, kterým je bezkonfliktní a efektivní řešení pro odpadní vody. Jde jen o to, jak se dokážeme s možnou mnohoznačností vypořádat. Obecně platí pravidlo – mnohoznačnost a svoboda rozhodování by měla odpovídat vyvolané odpovědnosti. Tj. s propagací těchto metod by mělo být spojeno i vytváření odpovědnosti, a to jak u uživatelů, tak i u úředníků. Odpovědnost je pak mimo jiné spojena i se znalostí věci.

Poděkování

Výzkum použití některých prvků NASS je prováděn za finanční podpory agentury NAZV, Národní agentura pro zemědělský výzkum. Ev. číslo projektu: QJ1320234.

Literatura

• Walther S., Milke H., Geyler S., Lautenschläger S. und Holländer R. (2013). Neuartige Sanitärsysteme als wirtschaftliche Alternative zur konventionellen dezentralen Entsorgung im ländlichen Raum. Korrespondenz Abwasser, Abfall 2013 (60), Nr. 12, 1054–1060

Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku konference „Rekonštrukcie stokových sietí a ČOV (Podbanské, 13.–15. 10. 2015)“.