Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Ostrovní systémy – aneb jak řešit vodu v lokalitách bez veřejných sítí – část I.

Ing. Karel Plotěný, Ing. Jan Vacek

Recenzovaný

Stále častěji se v praxi setkáváme s lokalitami, které nejsou napojeny na veřejné sítě a je třeba je řešit individuálně. Zároveň přibývá i technických řešení umožňujících se s tímto úkolem vypořádat co nejefektivněji a s přihlédnutím k individuálním požadavkům. Rozsah řešení pak odpovídá potřebě – od malých úspor ve spotřebě až po totální náhradu pitné vody, od využití šedých vod na splachování až po jejich úplnou recyklaci.

1. Úvod

Stále častěji se v praxi setkáváme s lokalitami, které nejsou napojeny na veřejné sítě hospodařící s vodou. Chybí buď vodovod, nebo kanalizace nebo dokonce není ani kam vypouštět použitou vodu. V nejhorším případě jsou hydrogeologické poměry natolik nepříznivé, že problémy vzniknou již jen tím, že když se postaví dům, tak není kam odvést srážkové vody ze střech. Je pravda, že problematika vody by měla být řešena už v rámci územních plánů, ale v praxi to tak není a voda se řeší až ve stadiu, kdy jsou pozemky prodané budoucím majitelům. Ti si teprve po rozhovoru s hydrogeologem uvědomí, že jsou tak trochu v pasti. Někteří lehkomyslně kývnou na jímku na vyvážení a nedopočítají si náklady a možné následky z nereálného hospodaření se srážkovými vodami, jiné to vyprovokuje k hledání únosného řešení z hlediska provozu a možnosti ohrožení sousedů.

2. Systémové řešení

Asi nejrozumnější je udělat si bilanci možných vstupů, výstupů a možných vnitřních recyklů. Za zdroje vody je možné považovat veřejný vodovod (pokud je k dispozici), studnu, nějakou vodoteč a srážkové vody. Za výstupy pak opět srážkové vody a použitou vodu, jejichž likvidaci lze řešit odparem (evapotranspirací), zásakem nebo vypuštěním do vodoteče. Z analýzy zdrojů a inventury možností vypouštění vznikne celá řada kombinací, které jsou pak různě náročné investičně a provozně. Při výběru té nejvhodnější pak rozhodují jak objektivní (tj. dopočitatelné) argumenty, tak subjektivní názory a často také neznalost nebo lenost hledat optimální řešení – za což je pak budoucí uživatel po zásluze více či méně potrestán.

2.1 Vstupy

Veřejný vodovod – je standardní řešení tam, kde je možné bezproblémové napojení. Zároveň je i nejméně konfliktní z hlediska hygienických požadavků na vodu použitou k přímé spotřebě. Nabízí se tak celá škála využití pitné vody z veřejného vodovodu, od generálního použití až po použití jen na pití, vaření a mytí nádobí.

Studna – voda ze studny má stejné použití jako voda z veřejného vodovodu, avšak při posuzování hodně záleží na vydatnosti zdroje a jeho kvalitě, a tedy potřebě její případné úpravy.

Vodoteč – je dalším možným zdrojem, v tomto případě bude vždy nutná úprava a použití jako zdroj pitné vody bude v případě domácností hodně omezené, ačkoli s použitím jako užitkové vody lze často uvažovat. Nejčastější bude využití na závlahu.

Srážkové vody – jsou dalším zdrojem, který tak jako tak musíme řešit, a často se nabízí takové kombinace, které přímo vyhovují termínu hospodaření se srážkovou vodou. Jejich použití je dané jejich složením (jsou relativně čisté s nízkou tvrdostí) a mohou v řadě funkcí s výhodou nahradit vodu pitnou. Nový přístup a nové technologie předčištění umožňují rozšířit rozsah jejich použití i na osobní hygienu.

2.2 Výstupy

Vypouštění do veřejné kanalizace – je opět standardní postup tam, kde je splašková kanalizace k dispozici. Někdy sice není nejlevnější variantou, ale stát tuto variantu podporuje i legislativně – viz Zákon o vodovodech a kanalizacích, kde obcím umožňuje nařídit majitelům nemovitostí napojení se na veřejnou kanalizaci.

Zásak – je nejčastějším řešením tam, kde veřejná kanalizace není, ačkoli má být jen výjimečným řešením. Důvod je zřejmý – vedení kanalizace přes sousední pozemky je často nereálné z důvodu stanoviska majitelů pozemků.

Vypouštění do toku – další z možných řešení, obvykle z hlediska odtokových parametrů méně náročné, a tedy i méně nákladné z hlediska použité technologie čištění. Hodně pak záleží na délce kanalizace mezi ČOV a místem vypouštění.

Odvoz naakumulovaných odpadních vod – je z hlediska stavebních přepisů logicky až tím posledním řešením, protože provoz fekálních vozů v obcích a následné problémy na čistírnách jsou, pokud vyčíslíme vliv na životní prostředí, obvykle tím nejhůře hodnoceným řešením.

2.3 Možnosti minimalizace vstupů a výstupů

Úspory vody – v podstatě se dají rozdělit na:

Přímé – vhodným použitím zařizovacích předmětů, závlahových systémů nebo dodatečnými zařízeními dodávanými k nim (např. spořiči), příp. jednoduše a bez investic změnou návyků, šetříme přímo spotřebu pitné vody.

Nepřímé – část vody, která byla používána jako pitná, nahradíme z jiného zdroje, přičemž tento zdroj může být např. studna, srážková nebo recyklovaná voda, příp. i přímo upravená odpadní voda.

Využití srážkových vod

Srážkové vody, „dešťovku“, lidé využívali od prvopočátku. Nejčastější bylo její využití na zálivku (nezasoluje půdy a je i optimální z hlediska potřeby rostlin), na praní (umožňuje úsporu pracích prášků) a dále jako užitkovou vodu např. na mytí vozidel. Lidé ji také často používají na sprchování – viz jednoduchá zahradní zařízení, ve kterých se zároveň v létě přirozeně ohřívá voda. Amatérská řešení jako barel, sud nebo nějakou nádrž najdeme pod okapem skoro v každém domě. Nedostatek vody, snaha ušetřit a stále častěji i zdravotní důvody (kožní problémy dětí, alergie na chlor) nebo prostě jen ovlivnění ekologickými trendy nás nutí přemýšlet nad tím, jak se tohoto fenoménu ujmout profesionálně, a to i z hlediska obhájitelnosti u tradičně opatrných hygieniků. Technických řešení máme celou řadu a tak je jen věcí ekonomičnosti, jak rychle se tato řešení budou šířit. Vedle klasických způsobů využití se postupně objevují i další nápady a technická řešení, např. využití srážkové vody na přípravu jídel a pití nebo využití srážkové vody na chlazení.

Tab. 1: Investice, úspory a návratnost jednotlivých úsporných opatření [1]
Opatření	Investice	Úspora	Návratnost	Změna stávajícího objektu	Pozn.
Změna návyků	+	+++	+++	+++
Omezovače průtoku a úsporné spotřebiče	+	++	+++	+++
Bezvodé toalety a pisoáry	++	+++	++	+	1
Využití srážkových vod na závlahu	++	++	+++	+++
Využití srážkových vod na WC apod.	+++	++	++	+	2
Využití srážkové vody jako pitné vody	++	+	+++	+	3
Kapková závlaha (pitnou i šedou vodou)	++	++	++	+++
Využití šedých vod jako vody provozní	+++	++	++	+	4
Využití vyčištěných odpadních vod na závlahu	+++	++	+	+++	5
Přímé využití odpadních vod na závlahu	+++	++	+	+++	5
+ minimální (nebo nulová) úroveň nebo vhodnost ++ střední úroveň nebo vhodnost +++ vysoká úroveň nebo vhodnost

Poznámka k tabulce – variabilnost jednotlivých opatření a i vhodnost je velmi rozdílná a liší se zejména podle konkrétních podmínek, a to podstatně. Dále je třeba při zvažování použití některého z opatření brát do úvahy i to, že např. zmenšením odběru pitné nedojde jen k úspoře pitné vody, ale i nákladů za likvidaci odpadní vody. Diskutabilní je i aplikace opatření ve stávajících budovách – obvykle je výrazně vyšší návratnost tam, kde se budova rekonstruuje nebo staví nová; samotná aplikace opatření k úspoře vody invazivními způsoby vyjde často po stránce hodnocení návratnosti jako nevýhodná. V současnosti je u nových staveb časté i takové rozhodnutí, že se připraví rozvod provozní vody, ale zařízení na recyklaci šedých vod bude nainstalováno dodatečně.

Poznámky:

Podstatná úspora i na likvidaci odpadních vod; většinou stojí po stránce ekonomické prioritně za zvážení využití bezvodých pisoárů ve veřejných budovách.
Využití srážkových vod jako provozní vody je spíše dlouhodobou investicí (s návratností kolem deseti roků). Má smysl v případě nových domů nebo rekonstrukce starších, jako samostatná akce ke zvážení podle místních podmínek.
Využití srážkové vody jako vody pitné, tj. na sprchování a případně i jako vody pitné, je spíše ve speciálních případech, kdy by náklady na zajištění pitné vody byly neúměrné nebo kdy si to vyžádá uživatel např. z důvodů zdravotních.
Využití šedých vod jako vod provozních má smysl u větších objektů s vyšší spotřebou provozní vody, protože efektivnost roste s velikostí objektu. Např. u hotelů je návratnost kolem deseti roků, v případě současného využití tepla se pak návratnost ještě zkracuje.
Využití vyčištěných nebo jen mechanicky upravených odpadních vod vyžaduje speciální přístup. Zejména je třeba zohlednit hygienické požadavky a s ohledem na ně i způsob aplikace – např. nečištěné odpadní vody se nemohou aplikovat rozstřikem, ale pomocí kapkové závlahy je využívat lze – efektivnost pak závisí na tom, zda nahrazují i čištění odpadních vod nebo jen snižují jejich produkci po část roku atd.

Využití objektů pro odvádění srážkových vod i pro zásobování budov provozní vodou

Obr. 1: Příklad řešení nádrží na zabezpečení požadavků HDV a současně i akumulace pro využití srážkových vod v domě [1]

Díky relativně nízké ceně vody z veřejných vodovodů vychází obvykle návratnost použití zařízení na využití srážkových vod nevýhodně (někde kolem 20 roků), a tak motivace pro využití srážkových vod je obvykle daná kombinací několika výhod – lepšího působení na životní prostředí, menší spotřebou pracích prášků atd. V současnosti využití srážkových vod podpořila i povinnost řešit HDV u nových staveb a rekonstrukcí. V podstatě je řešení odvádění srážkových vod obvykle spojeno s jejich akumulací a odtud už je jen kousek k jejich dalšímu využití, protože skladování srážkových vod je tou největší položkou v pořízení systému na využití srážkových vod. U nádrží na dešťovou vodu se dá zkombinovat akumulace a retence v jedné nádobě a šetřit tak jak potřebný objem, tak finance. Část objemu nádrže slouží pro akumulaci a zbytek na zdržení přívalového deště a ochranu stokové sítě proti přetížení. Regulace odtoku z retence může být provedena škrtícím otvorem nebo čerpáním pro případ, že výškové poměry nedovolí gravitační napojení na dešťovou kanalizaci.

Využití srážkové vody jako vody na osobní hygienu a jako vody pitné

Využití srážkové vody jako vody pitné je další možnost, jak se zcela zbavit závislosti na veřejném vodovodu. Klasické řešení spočívá v tom, že se přímo pod příslušné výtokové ventily nainstaluje zařízení, které zabezpečí jakost pitné vody – doporučuje se zahrnout poddřezovou reverzní osmózu spojenou s UV lampou a mechanickou předfiltrací. Co se týče senzorických vlastností, pokud by voda měla být používána na pití, a to přímo jako pitná voda, pak je možné ještě doplnění zařízením, které by ji obohacovalo o minerály. Zpravidla je však pro pokrytí potřeb lidského organismu jednodušší a levnější nákup minerálních vod.

Na letošním veletrhu IFAT byla prezentována revoluční novinka týkající se k přístupu ke srážkovým vodám – upravit veškerou srážkovou vodu na pitnou vodu (pomocí membránové filtrace a UV filtru) a pitnou vodu z veřejného vodovodu (nebo dováženou pitnou vodu) používat jen jako doplněk v době, kdy je srážkové vody nedostatek. Při hodnocení tohoto řešení se ekonomika výrazně mění, i když ekonomické využití bude zase hlavně v případech, kdy pitné vody z veřejného vodovodu nebo studny bude nedostatek. Nejradikálnější zastánci využití srážkových vod však vyrazili do ulic s dalším argumentem – srážková voda je nejčistší voda co se týče obsahu reziduí (léků, hormonů, složitých organických látek) a tak asi část ekologicky zaměřených lidí touto alternativou osloví.

Obr. 2: Příklad systému s využitím dešťovou vodou na osobní hygienu [1]

Poznámka:

filtr dešťové vody,
regulace (zklidnění) přítoku
plnicí čerpadlo,
výtlak čerpadla,
nádrž membránové filtrace,
stanice membránové filtrace,
ovládací jednotka membránové filtrace,
plovákový spínač,
nádrž na čistou vodu,
manipulační skříň

Praktickým příkladem domu, kde je srážková voda využívána na koupání a současně také jako zdroj pitné vody, může být nemovitost v Belgii. Jedná se o klasický rodinný dům po rekonstrukci pro 4 trvale žijící obyvatele. Dům je podsklepen (technická místnost), další patro a podkroví jsou obyvatelné.

Voda v domě je řešena velice zajímavě. Dešťová voda ze střechy a malého přístřešku je svedena do podzemní retenční nádrže o objemu 8 m³, která je umístěna před domem v parku. V nádrži je umístěna vestavba MBR pro filtraci dešťové vody. Po filtraci je voda čerpána do nadzemní nádrže o objemu 300 l (na prostředním Obr. 3 vpravo), umístěným v technické místnosti. Tato voda je posléze přes UV lampu čerpána čerpadlem (na prostředním Obr. 3 vpravo nahoře) do rozvodu vody. Na řídící a doplňovací jednotku je možno napojit přes volný výtok i vodu pitnou (splňuje EN 1717), a to v případě, že je nedostatek dešťové vody. Velkou zajímavostí je, že tato voda je přednostně používána na sprchování a praní, nikoliv na splachování toalet. Její hygienizace je zaručena MBR filtrací a zároveň UV lampou.

Šedá voda je svedena od sprch a vany taktéž do technické místnosti. Pro šedou vodu jsou osazeny dvě nádrže o objemu 300 l (na prostředním Obr. 3 vlevo). První nádrž je brána jako akumulační/bioreaktor. V této nádrži je osazena membránová vestavba. Po mechanickém předčištění voda natéká do nádrže, kde se biologicky čistí a v přesně stanovených intervalech je přes membrány odtahována do druhé nádrže – zásobní. Velkou výhodou systému MBR je možnost zpětného proplachu membrán, a to až do tlaku 3 bary. Toto řešení zásadně prodlužuje životnost membrány a zabraňuje razantnímu snížení průtoku vlivem zanášení. Již vyčištěná voda je používána pro splachování toalet a pro zálivku zahrady.

Pitná voda je používána pouze na vaření, a pokud není dostatek vody, i pro sprchování.

Takovéto zapojení umožňuje plně využít jak dešťovou vodu, tak i vodu šedou. Pro srovnání je možno uvést, že roční spotřeba pitné vody v této domácnosti je cca 10 m³.

Obr. 3a: Zařízení AS/GW instalované v rodinném domě [1]

Obr. 3b: Umístění nádrží v technické místnosti [1]

Obr. 3c: Schéma systému s membránami [1]

Obr. 3: Zařízení AS/GW instalované v rodinném domě (vlevo), umístění nádrží v technické místnosti (uprostřed) a schéma systému s membránami (vpravo) [1]

English Synopsis

Isolated systems - dealing with drinking water in locations without utilities

In practise we meet more and more places that are not connected to the utility network and must be dealt individually. At the same time number of technical solutions which can tackle this task as effectively as possible and take individual requirements into account is increasing. Solutions range reaches from small savings in water consumption to total replacement of drinking water, from the use of gray water for flushing to its full recyclation.