Monitoring malých domovních čistíren odpadních vod v povodí řeky Stonávky a jejich vliv na kvalitu vody v tocích.

Lukáš Klimša

Doctoral thesis

Monitoring of Domestic Wastewater Treatment Plants in the Stonavka River Basin and their Influence on Water Quality in Streams.

Abstract:

Tato disertační práce se zabývá malými domovními čistírnami odpadních vod (MDČOV) a jejich vlivem na kvalitu vody v recipientech. V laboratorních podmínkách při řízeném provozu MDČOV fungují bez větších problémů a dosahují účinnosti i více než 90 %. Realita je ovšem jiná a v běžném provozu se účinnost odstraňování celkového fosforu pohybuje okolo 40 %, u amoniakálního dusíku okolo 27 % a u BSK5 je to okolo 50 %, a to za podmínek, které umožnují správnou funkčnost MDČOV. Rizikem pro ŽP je hlavně celkový fosfor a dusíkaté sloučeniny, které způsobují eutrofizaci. Z dusíkatých sloučenin je největším rizikem nedisociovaná forma amoniaku, který je toxický pro vodní organismy. Špatně vyčištěné odpadní vody mohou svým chemickým složením zhoršovat kvalitu povrchových vod a ohrožovat vodní organismy, a tím i narušovat stabilitu ekosystému. Tyto látky se mohou ukládat do sedimentu, a tím ohrožovat další skupinu živočichů, či se postupně uvolňovat a zhoršit kvalitu vody. V teoretické části práce je přehled legislativních předpisů, které musí MDČOV splňovat a dodržovat. Dále jsou zpracovány způsoby a metody čistění pro 50 EO a méně. Dále je zde podrobný popis aktivovaného kalu a jeho běžné složení. V praktické části je popsána lokalita monitoringu řeka Stonávka, zdokumentovány MDČOV (počet a rozmístění) v zájmové lokalitě, zpracována chemická analýza povrchové vody v recipientech spolu se vstupní odpadní vodou a vypouštěnou vyčištěnou vodu z čistíren. Na základě těchto výsledků byla spočítána účinnost testovaných čistíren a ovlivnění recipientů vyčištěnou odpadní vodou. Sediment byl analyzován pro ověření ukládání chemických sloučenin, pocházejících z MDČOV, do říčních sedimentů. V rámci této analýzy byla testována nová metodika analýzy fosforu a jeho forem a ta se srovnává s metodikou JPP ÚKZÚZ – Analýzy půd. Byla provedena analýza aktivovaného kalu v obou čistírnách. Na základě všech výsledků byly vypracovány doporučená opatření pro vlastníky čistíren a byl vytvořen ideový návrh MDČOV (model LUPE 22).

Abstract:

This dissertation deals with small domestic wastewater treatment plants (SWWTP) and their impact on water quality in recipients. In laboratory conditions, during controlled operation, SWWTP’s function without major problems and achieve efficiencies of more than 90%. However, the reality is different and in normal operation the efficiency of total phosphorus removal is around 40%, for ammoniacal nitrogen around 27% and for BOD5 it is around 50%, under conditions that allow the proper functioning of SWWTP. The risk to the environment is mainly total phosphorus and nitrogen compounds, which cause eutrophication. Of the nitrogenous compounds, the greatest risk is the undissociated form of ammonia, which is toxic to aquatic organisms. Poorly treated wastewater can, due to its chemical composition, worsen the quality of surface waters and harm aquatic organisms, and thus disrupt the stability of the ecosystem. These substances can be deposited in the sediment, thus endangering another group of animals, or gradually release and degrade water quality. The theoretical part of the thesis is an overview of legislative regulations that SWWTP must meet and comply with. Furthermore, cleaning methods and methods for 50 EO and less are elaborated. There is also a detailed description of activated sludge and its common composition. The practical part describes the monitoring site of the river Stonávka, documented SWWTP (number and distribution) in the locality of interest, processed chemical analysis of surface water in recipients together with the input wastewater and discharged treated water from treatment plants. Based on these results, the efficiency of the tested treatment plants and the influence of the recipients on the treated wastewater were calculated. The sediment was analyzed to verify the deposition of chemical compounds originating from SWWTP in river sediments. Within this analysis, a new methodology for the analysis of phosphorus and only forms was tested and it is compared with the methodology of JPP ÚKZÚZ - Soil analysis. The analysis of activated sludge was performed in both treatment plants. Based on all the results, the recommended measures for the owners of treatment plants were developed and the conceptual design of SWWTP (model LUPE 22) was created.

Keywords

domovní čistírna odpadních vod, aktivační proces, analýza vod, bakterie, aktivovaný kal, říční sediment

Keywords

domestic wastewater treatment plant, the activation process, water analysis, bacteria, activated sludge, river sediment

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 8. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 11. 3. 2021
• Supervisor: Silvie Heviánková
• Reader: Malgorzata Labus, Radmila Kučerová, Peter Andráš

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Inženýrská ekologie / Ochrana životního prostředí v průmyslu