VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Kořenové čistírny (z původního anglického názvu „root-zone method“, dnes se používají spíše výrazy „reed-bed system“ v Evropě a „subsurface-flow constructed wetland“ ve Spojených státech) patří dnes v mnoha zemích k běžnému způsobu čištění odpadních vod. Největší počet těchto systémů je v provozu v Dánsku, Německu, Velké Británii a Spojených státech.

V současné době jsou kořenové čistírny provozovány ve většině evropských zemí. V České republice se tento způsob čištění odpadních vod nemohl dlouho prosadit - první kořenová čistírna byla dána do provozu až v roce 1989 (Petrov u Jílového). Určité změny v posuzování vhodnosti způsobu čištění odpadních vod ze strany vodohospodářských orgánů však přinesl velký rozvoj výstavby kořenových čistíren. Je jen velmi těžké určit přesný počet kořenových čistíren v České republice, ale podle posledního průzkumu, který jsem provedl, je v provozu minimálně 18 kořenových čistíren, dalších nejméně 8 je ve výstavbě a přibližně 50 kořenových čistíren je ve stadiu projektu či studie. Praxe ukázala, že od vyhotoveného a schváleného projektu může být k realizaci ještě velmi daleko. Hlavní příčinou jsou nedostatečné finanční prostředky investora (výstavba kořenových čistíren není vesměs podporována dotacemi z Fondu životního prostředí). Dalším důvodem je v současné době změna majitele objektu, pro který byla čistírna navržena, spojená se změnou využití objektu.

Kořenová čistírna je v podstatě umělý mokřad, a proto je nutné si tento pojem „definovat“. Velmi zjednodušeně lze mokřad definovat jako oblast, která produkuje rostliny schopné růst v zamokřené, a tedy anaerobní (bezkyslíkaté půdě). Mezi tyto rostliny (tzv. vodní makrofyta) patří řada velmi běžných druhů, jako např. rákos obecný, orobince, ostřice, zblochan vodní nebo sítiny. Mokřady tvoří přechod mezi čistě vodním a čistě suchozemským prostředím a kombinují se v nich chemické, fyzikální a biologické procesy z obou prostředí. Výsledkem toho je nesmírně dynamický systém, který patří k nejproduktivnějším ekosystémům na zeměkouli. Mokřady jsou pro svou schopnost čistit odpadní vody používány již mnoho desítek let. Zpočátku se uplatňovaly mokřady přirozené, ale zvýšené nároky na kontrolu kvality vyčištěné vody a zabezpečení zdrojů pitné vody před kontaminací vedly k rozvoji tzv. umělých mokřadů. V těch probíhají stejné procesy jako v mokřadech přirozených, navíc však lze některé procesy stimulovat použitím vhodného zemního substrátu a vegetace či optimálními hydraulickými parametry. Jedním z typů umělých mokřadů je i kořenová čistírna.

Kořenová čistírna je v podstatě štěrkové či štěrkopískové lože, kterým horizontálně protéká mechanicky předčištěná odpadní voda. Při průchodu vody substrátem dochází k odstraňování znečištění, na čemž se podílí komplex fyzikálních, chemických a biologických procesů. Hladina vody je hydraulickými prvky udržována pod úrovní povrchu (15-30 cm), takže vlastní povrch kořenové čistírny je suchý a nehrozí zamrzání v zimním období. Kořenová čistírna je osázena vhodnou vegetací (u nás a také v ostatních evropských zemích je to nejčastěji rákos obecný, v Severní Americe se nejvíce uplatňují různé druhy orobince). Hlavní význam přítomnosti vegetace netkví v odčerpávání živin, ale především v transportu kyslíku z nadzemních částí rostlin do kořenů a oddenků (odkud kyslík difunduje do okolního prostředí), což je jedna ze základních adaptací mokřadních rostlin na anaerobní prostředí, ve kterém jsou jejich podzemní části. Další význam rostlin je v zateplování povrchu kořenové čistírny, v prevenci proti šíření plevelných terestrických rostlin, v poskytování organického substrátu pro denitrifikaci a v poskytování specifických podkladů pro růst různých druhů bakterií ve filtračním loži. Kořenová čistírna je oddělena od podloží nepropustnou bariérou, nejčastěji kombinací PVC-fólie a geotextilie. Kořenové čistírny jsou využívány především pro čištění splaškových odpadních vod ze sídel do 500 obyvatel. V poslední době jsou kořenové čistírny využívány úspěšně i pro čištění odpadních vod ze zemědělství, z celulózek a výroby papíru, průsaků ze skládek pevných odpadů a popelovin a dešťových splachů. Obdobná je i situace v České republice. Také zde je většina kořenových čistíren postavena či navržena při čištění: odpadních vod z pekárny, mlékárny, chladicích vod, technologických vod z cukrovaru, dešťových vod a průsaků ze skládky pevných odpadů.

Kořenové čistírny, které jsou v České republice již v provozu, byly navrženy pro 4 až 1 400 ekvivalentních obyvatel, jejich plochy se pohybují od 20 do 5 430 m². Z dosavadních údajů vyplývá, že lze jen obtížně stanovit investiční náklady na stavbu kořenové čistírny podle počtu obyvatel či plochy. Cena za 1 m² se pohybuje v rozmezí 340 - 2 000 Kč, cena na 1 ekvivalentního obyvatele se pohybuje v rozmezí 1 000 - 7 500 Kč. Tyto rozdíly jsou kromě cenových relací jednotlivých firem dány především množstvím zemních prací (někde je možno využít terénu), vzdáleností, na kterou se dováží štěrk či štěrkopísek, možností využít vlastní techniku apod.

Bohužel ne všechny kořenové čistírny, které byly uvedeny do provozu, jsou pravidelně sledovány. První kořenová čistírna v Petrově, kde bylo dosahováno velmi dobrých čisticích efektů (BSK₅ 94 %, CHSK_Cr, 82,4 %, nerozpuštěné látky 97,7 %, celkový fosfor 93,2 %, amoniak 96,9 %, celkový dusík 68 %), není v současné době využívána. Druhá kořenová čistírna, která byla postavena pro dočišťování odpadních vod z mlékárny v Kačici u Kladna byla z důvodů přetížení a následného zacpání filtračního lože prakticky vyřazena z provozu (proti plánovaným průměrným hodnotám BSK₅ na přítoku 350 mg.l^-1 byla průměrná hodnota BSK₅ na přítoku 600 mg.l^-1 s maximy přes 1 000 mg.l^-1, místy i přes 2 000 mg.l^-1).

Nejvíce výsledků je prozatím k dispozici z kořenové čistírny v Ondřejově u Prahy. Tato čistírna je sledována od července 1991 a průměrné hodnoty čisticího efektu za období od května 1993 jsou následující:

• BSK₅ : 80,6 % - zimní období (XI-III) 78,2 %, letní období (IV-X) 81,0 %, průměrná koncentrace na odtoku 29,8 mg.l^-1),
• CHSK_Cr: 80,4 % (zimní období 76,4 %, letní období 82,3 %, průměr na odtoku 73 mg.l^-1),
• nerozpuštěné látky: 86,4 % (zimní období 73,5 %, letní období 93,9 %, průměr na odtoku 8,9 mg.l^-1),
• celkový dusík: 27,5 %, celkový fosfor: 15 %.

Další kořenové čistírny, které jsou pravidelně sledovány (Chmelná, Spálené Poříčí, Koberovy) vykazují také velmi dobrou účinnost. Prozatím je ještě brzy na konečné hodnocení zkušebních provozů těchto čistíren, ale zdá se, že dosavadní výsledky prokazují dobré funkce kořenových čistíren.