Na první pohled jde o běžnou čistírnu odpadních vod. Nádrže, potrubí, technika, kterou bychom čekali v každém podobném provozu. Jenže právě tady, v Čertouziích, se odehrává něco, co může zásadně proměnit způsob, jakým se v Česku – i jinde ve světě – čistí voda. Poprvé se tu totiž testuje technologie MABR, tedy membránový aerovaný biofilmový reaktor. A ačkoliv název zní složitě, princip je překvapivě srozumitelný – i pro laika.
Základem celého systému jsou speciální membrány, které na první pohled připomínají svazky jemných vláken. Odborníci je přirovnávají k balíčku špaget. Každé z těchto vláken je duté a vyrobené ze speciálního materiálu s mikroskopickými póry. Právě skrz ně prochází kyslík – ale jen jeho molekuly. Ostatní složky vzduchu se zpět uvolňují do okolí. Tento detail je přitom klíčový.
„Kyslík se k bakteriím dostává přímo skrz membránu – bez ztrát, bez bublinek, s maximální účinností.“
MARTIN SRB, TECHNOLOG PVK
Na povrchu těchto vláken se postupně vytváří biofilm – tenká vrstva mikroorganismů, především bakterií, které jsou zodpovědné za rozklad znečištění ve vodě. Tento biofilm funguje jako jejich přirozené prostředí, „domov“, kde mají stabilní podmínky pro život i práci. A právě tady začíná zásadní rozdíl oproti klasickým technologiím.
V běžných čistírnách se kyslík do vody dostává pomocí provzdušňování – tedy ve formě bublinek. Ty ale musí projít vodním sloupcem, než se rozpustí, a velká část kyslíku se tak vůbec nevyužije. Naproti tomu technologie MABR přivádí kyslík přímo skrz membránu rovnou k bakteriím. Bez bublinek, bez ztrát. Jako by každá bakterie měla vlastní „přívod kyslíku“ – obrazně řečeno malé brčko.
Tento způsob přívodu kyslíku má hned několik zásadních dopadů. Tím prvním je výrazně vyšší účinnost. Bakterie mají k dispozici přesně tolik kyslíku, kolik potřebují, a to přímo v místě, kde žijí. Druhým efektem je možnost kombinovat procesy, které byly dříve oddělené. V nádrži, která je primárně určena pro denitrifikaci (tedy proces bez kyslíku), může současně probíhat i nitrifikace – proces, který kyslík vyžaduje. To bylo u klasických systémů prakticky nemožné.
Další klíčovou výhodou je koncentrace biomasy. Membrány fungují jako nosiče biofilmu, takže bakterie nejsou odplavovány proudem vody, jak se to může dít u aktivovaného kalu. Díky tomu je možné na relativně malém prostoru udržet mnohem větší množství mikroorganismů. Jinými slovy – do stejné nádrže se „vejde“ větší čisticí výkon.
„Technologie umožňuje dostat více čisticí kapacity do stejného prostoru, bez nutnosti rozšiřovat čistírnu.“
PETR SÝKORA, TECHNICKÝ ŘEDITEL PVK
Právě to je jeden z hlavních důvodů, proč se technologie testuje. V mnoha čistírnách dnes naráží kapacita na své limity, zejména kvůli přísnějším požadavkům na odstraňování dusíku. Stavba nových nádrží je ale finančně i prostorově náročná. MABR nabízí jinou cestu – intenzifikaci stávajících systémů bez nutnosti rozsáhlých stavebních zásahů.
Celý proces je přitom technologicky velmi sofistikovaný. Systém pracuje se dvěma režimy přívodu vzduchu. První, takzvaný míchací režim, zajišťuje jemné promíchávání prostředí, aby se k biofilmu dostaly živiny. Druhý režim, označovaný jako oklepový, využívá vyšší intenzitu vzduchu k tomu, aby odstranil přebytečnou vrstvu biofilmu. To je důležité – pokud by biofilm příliš narostl, snížila by se účinnost přenosu kyslíku i celého procesu.
Právě řízení tloušťky biofilmu je jedním z klíčových parametrů, které odborníci sledují. Technologie je v Čertouziích instalována teprve několik měsíců, a proto se pravidelně provádějí kontroly. Membrány se vyjímají z nádrže a analyzuje se, jak rovnoměrně je biofilm rozložen – zda roste stejně uprostřed i na okrajích, zda není příliš silný nebo naopak nedostatečný.
Součástí testování je také detailní mikrobiologická analýza. Odborníci odebírají vzorky biofilmu a sledují složení bakteriálních populací. Zajímají je především nitrifikační a denitrifikační bakterie – tedy ty, které přímo ovlivňují schopnost systému odstraňovat dusík. Právě jejich poměr a aktivita rozhodují o tom, jak efektivně technologie funguje.
Zajímavostí je, že ačkoliv jde o první realizaci v Česku, technologie MABR už má své místo v zahraničí. Významně se využívá například ve Velké Británii, kde se osvědčila právě při modernizaci stávajících čistíren.
Projekt v Čertouziích tak není jen lokální inovací, ale součástí širšího trendu. Trendu, který reaguje na rostoucí tlak na kvalitu vody, přísnější legislativu i potřebu udržitelnějšího provozu. Nižší energetická náročnost, vyšší účinnost a lepší využití stávající infrastruktury – to jsou faktory, které budou v následujících letech klíčové.
A právě tady se ukazuje, že budoucnost čištění odpadních vod možná neleží v budování větších a větších zařízení, ale v chytřejším využití těch stávajících. Stačí k tomu někdy jen „balíček špaget“ – a za ním špičková věda.
