Odvádění a čistění odpadních vod

Kanalizační síť

Historie kanalizace

Kdy a kde byla vynalezena vůbec první kanalizace na světě nemůžeme říci. První zmínky o existenci kanalizačního systému a odpadové jámě se vyskytují v mytologii semitských Akadů, kteří přesídlili do Babylonu okolo roku 2 600 př. Kr. V mezopotámských a protoindických městech budovali kolem roku 2 510 př. Kr. speciální kanalizační systémy na odvádění odpadních vod. Z vykopávek je známo, že v Mezopotámii byly používány splachovací záchody, z kterých byly fekálie splachovány přímo do kanalizace. Rovněž v městech na území tehdejší Sumerie byla budována městská kanalizace. Z ní byly vedeny přípojky do jednotlivých domů, kde byly ukončeny svislými šachtami. Do nich se pak vléval otvorem odpad. Přípojky byly budovány z hliněných trub, někdy byly čtvercového nebo obdélníkového průřezu z pálených cihel a byly přikryty čtverhrannými deskami. Měly značný sklon, aby voda mohla rychle odtéci. Hlavní stoky byly rovněž zděné. Dokonce již kolem roku 2 600 př. Kr. tehdejší stavitelé znali techniku valené klenby. Uliční stoky sváděly splašky buď přímo do velkých řek nebo do sběrných jam či rybníků.

Jak dokazují archeologické vykopávky učiněné v Knóssu na Krétě, byly tehdy (1 500 let př. Kr.) běžné koupelny, splachovací záchody a dokonce i oddílná kanalizace. Rovněž vykopávky z Kartága dokladují, že Féničané měli zavedenou kanalizaci (kolem roku 800 př. Kr.).

Na území Českých zemí jsou první zmínky o “odvádění” odpadu zachyceny z doby raného středověku. K likvidaci fekálních odpadů na hradech sloužily suché záchody. Jejich situování bylo takové, že z něho fekálie vypadávaly přímo na hradby. Tyto tzv. prevéty jsou jedním z nejstarších kanalizačních útvarů u nás.

Jinak splašková kanalizace nebyla. Po ulicích vedly otevřené rigoly, do kterých se vylévalo vše, co mělo tekutou konzistenci. Tento primitivní způsob likvidace odpadů byl původcem nejen nesnesitelného zápachu, který se šířil zejména v letních měsících městem, ale i zárodkem častých epidemií jako mor a cholera, které se vždy neblaze podepsaly na úbytku počtu obyvatelstva. To vedlo k potřebě stavět uzavřené kanalizace, zpočátku mělké, později hlubší a budovaných z klasických zdících materiálů (cihla, kámen). Tyto kanalizace obvykle končily v blízkých vodotečích nebo rybnících.

Technická vybavenost konce 19. století na území Království českého vystihovala strukturu osídlení. Kanalizace byly budovány jen pro měšťanské domy, stoky byly zděné, větší profily měly vejčitý nebo oválný tvar.

Vznik republiky nastartoval velký rozvoj vodovodů a kanalizací, které byly předpokladem pro další růst obcí a měst. Největší rozvoj byl na počátku 30 tých let minulého století. Bohužel hospodářská krize jej zastavila. K dalšímu rozvoji dochází až po válce.

 
Odkanalizování města Brna

Nároky na čistotu a osobní hygienu se lišily podle životní úrovně a vzdělání civilizace příslušné doby, filozofie doby a kulturnosti národa.

Historický vývoj kanalizace města Brna se nijak nelišil od vývoje kanalizace jemu podobných měst. Od 13. století sloužily v městě pro ukládání odpadu včetně fekálií odpadní jímky, které byly většinou v zadní části dvoru. Odpad tekutého charakteru byl vyléván na ulice, které začaly být od 14. století dlážděny. Ale dláždění ulic postupovalo velmi pomalu. Proto docházelo k situacím, kdy v době dešťů byly ulice mnohdy neschůdné. Ke zlepšení takto neutěšeného stavu se začaly budovat svodnice, stružky a rigoly, které měly zajistit odvedení nežádoucích vod mimo městskou zástavbu. Tyto se pak staly jakousi první primitivní kanalizací, neboť nesloužily jenom k odvádění srážkových vod, ale začaly se do nich vylévat i tekuté odpady z nemovitostí. Ani jejich pozdější zakrývání nemohlo zabránit šíření epidemií, které město postihly zejména v první polovině 15. století.

První stoky z cihelného nebo kamenného zdiva byly vybudovány v druhé polovině 17. století.

Zřízení pisáreckého vodovodu v roce 1872 vedlo k značnému nárůstu množství odpadních vod z domácností. Usnesení obecního výboru města Brna v roce 1882 hovořilo o vypracování projektu na městskou kanalizaci. Projekt byl předložen až téměř po deseti letech a tak v roce 1892 se začalo s plánovaným budováním soustavné kanalizační sítě. To však již město mělo postaveno 19 300 metrů cihelných a 15 100 metrů betonových stok.

Z té doby pocházejí první velké sběrače.Východní sběrná stoka vedla od začátku ulice Bratislavské ulicemi Koliště a Uhelná a u železničního mostu tratě Brno – Břeclav byla vyústěna do Svratky. Sběrač začínal od dnešní ulice Údolní, vedl Husovou třídou, ulicemi Pekařská a Křížova a ukončen byl výtokovým objektem na levém břehu řeky Svratky u mostu na ulici Vídeňské. Vzhledem k tomu, že Svratka měla odjakživa malou vodnatost toku, v roce 1896 nařídilo tehdejší ministerstvo orby vybudování sběrače, který propojoval obě stoky a odváděl odpadní vody za město do místa, kde měla být vybudována čistírna odpadních vod. Lhůta pro vybudování nové stoky byla stanovena na pět let. Za tuto dobu však byla postavena jenom betonová stoka kruhového průřezu DN 1 500, jejíž kapacita činila 1 850 l.s-1 a vyústěna byla do Svratky pod mlýnem Královkou v Komárově.

Počátkem minulého století byl již prakticky odkanalizován celý střed města. Celkem 75 km stok, převážně vejčitého a tlamového průřezu odvádělo odpadní vody mimo městskou zástavbu. V roce 1919 bylo k městu připojeno 22 okrajových obcí, čímž vzrostla plocha území Brna na 12 380 ha. Z připojených obcí pouze dvě (Královo Pole a Husovice) byly odkanalizovány vlastní kanalizací. Proto městský stavební úřad vypracoval v roce 1922 generální projekt kanalizace města s připojením většiny městských čtvrtí na dosavadní stokovou síť, který uvažoval s vybudováním čistírny odpadních vod na soutoku řek Svratky a Svitavy a později na území obce Modřice.

Po ukončení první světové války dochází k rozvoji výstavby kanalizace. Zpočátku pozvolně, od roku 1926, kdy začíná v důsledku zavádění vodovodu do okrajových obcí rozmach výstavby obytných a rodinných domů, má tempo vzrůstající tendenci. Zatímco v roce 1926 to bylo 14,5 km, v roce 1928 téměř dvojnásobek. Během prvních deseti let po první světové válce se postavilo 97,6 km stok. Tempo se nezpomalovalo ani v dalších desetiletích. V průběhu třicátých let až do roku 1938 se brněnská kanalizační síť rozrostla o 144,3 km nově vybudovaných stok. Tento rozmach byl ukončen druhou světovou válkou.

První poválečná léta jsou ve znamení budování a opravy nejnutnějších úseků stok, aby bylo zajištěno odkanalizování městské zástavby a průmyslových objektů. V padesátých letech je pozornost soustředěna na budování kanalizace v předměstích Brna. Důležitým krokem je prodloužení kmenových stok k nově budované kanalizační čistírně v Modřicích. Počátkem druhé poloviny minulého století bylo na veřejnou kanalizační síť napojeno 294 tisíc obyvatel. Celková délka sítě bez přípojek vzrostla v období 1960 – 1963 téměř o 11 km na 407,3 km. V uvedeném období bylo dále provedeno 633 kanalizačních přípojek o celkové délce přes 4 km. Počátkem sedmdesátých let je rozšiřování kanalizační infrastruktury orientováno na vybavení nových sídlišť na okraji města, k  jejichž budování dochází během dalších dvaceti let. Rovněž je investováno do dobudování vodohospodářských zařízení v předměstských obcích (Tuřany, Brněnské Ivanovice, Líšeň, Kohoutovice, Slatina a pod.).

K dalšímu útlumu v budování kanalizace dochází koncem devadesátých let po změně politicko–společenského zřízení, které nejen změnilo vlastnické vztahy v oblasti vodohospodářské infrastruktury, ale mělo i dopad do ekonomické oblasti společnosti.
 
Převážná část města, téměř 2/3 celkové rozlohy, je odkanalizována jednotným systémem. Tento systém se zachoval z období prvního budování kanalizace, kdy veškeré odpadní vody byly odváděny do řek Svratky a Svitavy, resp. do místních vodotečí (Ponávka, Komínský potok, Medlánecký potok, Cacovický náhon, Ivanovický potok, Leskava, Svitavsko – svratecký náhon apod.). Realizací čistírny odpadních vod došlo ke změně, vody již nevytékaly volně do řek či potoků, ale byly odvedeny až do čistírny, kde byly vyčištěny. Aby nedocházelo za dešťů k přetížení a nežádoucímu ovlivňování biologických procesů (přílišné zředění odpadních vod) na ČOV, jsou součástí jednotného systému odlehčovací komory, zajišťující po příslušném naředění odlehčení odpadních vod do recipientu ještě než přitečou do čistírny. Poměr ředění musí být takový, aby nedošlo odlehčovanými vodami k nežádoucímu ovlivnění života v toku. Město Brno bohužel nemá nejvhodnější podmínky pro tento systém, protože všechny využívané recipienty trpí nízkou vodnatostí.

Obrovská stavební exploze obytných sídlištních souborů v sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století a tím pádem značný nárůst produkce odpadních vod z těchto komplexů by nadměrně zatížil stávající jednotný systém včetně čistírny odpadních vod. Proto se začíná v sídlištích s budováním oddílného systému. Do stávající sítě jsou odváděny pouze splaškové vody a srážkové jsou vedeny samostatnou kanalizací přímo do toku. Oddílný systém je vybudován téměř ve všech sídlištích (Bohunice, Komín, Bystrc, Líšeň, Vinohrady, Kohoutovice, Komárov).

Základ stokové sítě města tvoří šest kmenových stok, označených “A” – “F”.

Kmenová stoka “A”, která je dlouhá 7,48 km, je situováná na pravém břehu Svratky a odvádí odpadní vody přímo na čistírnu z Přízřenic, Dolních a Horních Heršpic, Bohunic, Starého Lískovce a části Starého Brna zvaného Štýřice. Rovněž jsou do ní napojeny odpadní vody z města Modřice.

Kmenová stoka “B”, jejíž délka je 15,92 km, vede po levém břehu Svratky. Začíná v prostoru ulice Kaštanové napojením do stoku “D”. Odkanalizuje část Komárova, střed města, část Starého Brna, Nový Lískovec, Kohoutovice, Jundrov, Žabovřesky, Komín, oblast Jiráskovy čtvrti, Bystrc, Kníničky a zástavbu v  oblasti Brněnské přehrady.

Kmenová stoka “C” je svými 16,78 km nejdelší. Na ulici Křenové začíná zaústěním do “déčka”. Jsou do ní svedeny vody z části vnitřního Brna (Koliště, Vlhká), dále z území zvaného Ponava, z Králova Pole, Medlánek, Řečkovic a Lesné. Je vedena podél potoka Ponávka až do čerpací stanice v Kuřimi, kde jsou do ní napojeny odpadní vody z města Kuřim.

Kmenová  stoka “D” je dlouhá 7,46 km. Začíná v prostoru zvaném Královka napojením na stoku “E” a dále je vedena po pravém břehu řeky Svitavy. Zajišťuje odkanalizování části Komárova, části vnitřního města, Zábrdovic, Černých Polí a Husovic.

Kmenová stoka “E” svojí délkou 13,06 km patří k těm delším. Přivádí vody přímo do čistírny odpadních vod Brno - Modřice. Svým situováním na levém břehu Svitavy zajišťuje odvodnění Brněnských Ivanovic, Černovic, části Slatiny, Juliánova, Židenic, Maloměřic, Obřan.

Kmenová stoka “F” – 6,24 km dlouhá, začíná přímo v ČOV a přivádí hlavně splašky z východní části města. Odkanalizuje území Chrlic, Holásek, Tuřan, části Brněnských Ivanovic, Slatiny a Líšně, kde je ukončena. Jsou do ní svedeny rovněž vody ze Šlapanic, Bedřichovic, Podolí a dalších obcí východně od Brna.

Kmenové stoky doplňují kmenové sběrače, které slouží např. k převedení splaškových vod z okrajové sídlištní výstavby starou zástavbou co nejblíže k  ČOV. Na soustavu kmenových stok  a sběračů je napojen systém hlavních stok, umožňujících odvodnění jednotlivých dílčích povodí. Detailní odkanalizování povodí zabezpečují uliční stoky.
Nedílnou součástí každé kanalizační sítě jsou shybky, odlehčovací komory, vírové separátory, retenční nádrže, čerpací stanice, revizní resp. lomové šachty a další objekty (lapače splavenin, horské vpustě, proplachovací objekty).


Monitoring

V posledních letech je v oblasti provozu stokové sítě věnována mimořádná pozornost monitoringu.

Provoz má k dispozici dvě nejmodernější monitorovací soupravy typu RCA 90 od firmy Rausch, obě jsou je vybaveny tzv. satelitní kamerou, umožňující revizi přípojek i z profilů neprůlezných stok.

Od roku 1989 je zajišťována systematická revize pomocí inspekčního kamerového zařízení. Ročně je takto prohlédnuto kolem 100 km stok, to odpovídá cyklu revize celé sítě 1 x za 12 let, což je velmi slušný výkon i v měřítku nejvyspělejších zemí Evropy.

Opravy kanalizačním robotem

Z dosavadních letitých zkušeností, získaných při opravách vážných poruch na stokové síti víme, že příčiny vzniku havárií se opakují a mívají původ mnohdy v drobných lokálních závadách.

Dnes, v době reálných  možností provádění systematické inspekce kanalizace zejména TV kamerou, lze tyto defekty aktivně vysledovat, včas odstraňovat a vzniku havárií tak předcházet.

K tomu nabízejí řadu možností zejména nejrůznější bezvýkopové technologie, z nichž v této oblasti nejvýznamnější je použití tzv. kanalizačních robotů. Tímto zařízením lze provádět opravy stok a přípojek DN 200 – 800 mm.

Kompletní sestava je umístěna ve skříňové nástavbě nákladního vozidla, pracovní prostor je rozdělen na dílnu, místnost operátora a strojovnu. Vlastní robot je samohybné zařízení o hmotnosti cca 80 kg s dosahem až 200 m. Jeho činnost řídí operátor s pomocí průmyslové televizní kamery. Do základního příslušenství patří dále speciální frézovací zařízení, vrtací nástavec, utěsňovací zařízení pro uzavírání přípojek a tmelící zařízení se specielním ramenem s bednící plochou pro provádění tmelení spojů, trhlin nebo jiných netěsností.

Jako sanační materiál se používá dvousložková epoxidová pryskyřice SikaRoboTec 56, která je vhodná pro opravu betonových, železobetonových a kameninových trub. Systém lze používat i pro sanaci pod vodou, tj. za nepřerušeného provozu stoky.

Každoročně na stokové síti města Brna opraveno kanalizačními roboty kolem 800 lokálních závad. Opravovány byly převážně stoky ze železobetonových trub DN 300 – 600 mm oddílného systému v brněnských sídlištích ze 70. – 80. let minulého století. Oprava místních poškození následuje vždy pokud možno co nejdříve po kamerovém průzkumu a je prováděna systematicky po ucelených oblastech resp. jednotlivých sídlištích.

Oprava většiny lokálních závad, odstraňovaných dnes pomocí kanalizačních robotů, má charakter předcházení havarijním stavům a svůj výraznější efekt přinese až za několik let. Bylo by však velkou profesní chybou odpovědného provozovatele nevyužít dnešních moderních bezvýkopových metod a včasným, po všech stránkách šetrným a relativně levným zásahem zjištěné závady neodstranit.


Čištění hydromechanizací

K udržení řádné provozuschopnosti stokové sítě je nutné ji pravidelně čistit. Zejména v oblasti MČ Husovic, Židenic, Černovic, Komárova a Starého Brna, které leží v údolních nivách podél řek Svratky a Svitavy a jednotlivé stoky zde mají minimální spády, je třeba kanalizaci čistit opakovaně i několikrát ročně.

Společnost má k dispozici 6 kanalizačních kombinovaných vozidel nové generace. Tyto vedle funkce čištění tlakovou vodou zajišťují i odsávání sedimentů a jsou vybaveny i tzv. recyklací, umožňující využívání předčištěných odpadních vod.
 

Jeřábkový vůz při čištění vpustíZ historie výstavby stokové sítěkanalizační vozidlo s recyklacíOdlehčovací komora obložená čedičemRetenční nádrž na ulici Trnkova v BrněTlamový profil kmenové skoky obložené keramikou