DIVLAND TAČR ČZU FŽP

Denitrifikační bioreaktory

Katalog opatření na posílení stability a resilientní schopnosti krajiny

Denitrifikační bioreaktory

Skupina:

Zařízení sloužící k odstraňování dusičnanového znečištění ze zemědělských smyvů

Denitrifikační bioreaktory, nebo biofiltry, jsou zařízení založená na principu umělých mokřadů a nebo reaktivních bariér. Jejich účelem je odstranění dusičnanů z povrchových nebo podpovrchových vod, které jsou produkovány v zemědělských oblastech. Typicky se staví do míst, kde ústí zemědělské drenáže do vodních toků a nebo do hlavních odvodňovacích zařízení. Principiálně se jedná o hydrozilovanou nádrž naplněnou filtračním materiálem s příměsí organického materiálu (dřevní štětka, piliny, sláma). Drenážní vody s vysokým obsahem dusičnanů, které však mají nízké koncentrace organických látek, protečou skrze tento filtr, v němž dochází k rozkladu organického materiálu. Ten poskytuje zdroj uhlíku pro růst mikroorganismů, které v anoxických podmínkách denitrifikují dusičnanový dusík. Z reaktoru pak odtéká voda zbavená jak dusičnanů, tak organického znečištění.

Výhody: Zlepšení kvality vody, Vysoká účinnost, Nízká cena, Kompatibilita s jinými řešeními

Nevýhody: Omezený prostor, Riziko neefektivity, Možné negativní ekologické dopady, Závislost na místních podmínkách

Podmínky implementace:

Denitrifikační biofiltry v závislosti na jejich velikosti musí podléhat povolení ze strany úřadů a to kvůli nakládání s vodami. Jejich velikost by měla být důkladně navržena s ohledem na průtok a míru znečištění. Vzhledem k postupné degradaci média je rovněž nutné počítat s jeho výměnou v horizontu min. 5 až 10 let.

Složka ŽP: voda

Složka ŽP (přesah): půda

Aplikační potenciál: střední

Rozsah / velikost: Plošný střední rozsah

Náročnost realizace: Snadné

Kvantifikace dopadu: Střední

Časový horizont dopadu: Krátkodobý

Problematika invazních druhů:

Nerelevantní.

Cena: 2000 - 15000 Kč/m3

Návaznost:

  • Akumulační drenáž
  • Přečerpávání vody v mikropovodí
  • Umělé mokřady
  • Biofiltry
  • Hrazení hlavních odvodňovacích zařízení
  • Malé vodní nádrže

Střet:

  • Zemědělství
  • Vlastnické vztahy

Jiné střety:

Kategorie dopadu změny klimatu:

  • Kontaminace anorganickými polutanty

Vedlejší kategorie dopadu změny klimatu

  • Sekvestrace uhlíku
  • Kontaminace organickými polutanty
  • Kontaminace anorganickými polutanty
  • Kontaminace emergentními polutanty

Cíle udržitelného rozvoje (SDG)

  • 12. Odpovědná výroba a spotřeba
  • 13. Klimatická opatření
  • 14. Život ve vodě

Historie:

V ČR se Denitrifikační bioreaktoru objevují až s výzkumnými projekty po roce 2010, i když jejich historie v zahraničí sahá až do pozdních 80. let. Momentálně v ČR nenalezneme žádný plně provozní denitrifikační bioreaktor.

Reference:
Testování směsného organického materiálu pro použití v denitrifikačních bioreaktorech

Kontaktní osoba: Michal Šereš (NBS expert)

Příklady realizace

Název příkladu: Green county (USA)

Popis (Česky):

Jedním z konkrétních příkladů využití denitrifikačního bioreaktoru s dřevní štěpkou pro čištění zemědělských drenážních vod je zařízení v okrese Greene County ve státě Iowa, USA. Tento bioreaktor je navržen jako zapuštěný příkop (bed-style), který je naplněn dřevní štěpkou, jež slouží jako zdroj organického uhlíku pro denitrifikační bakterie. Drenážní voda z polí je vedena přes tento příkop, kde bakterie redukují dusičnany na plynný dusík, který uniká do atmosféry. Bioreaktor ošetřuje drenážní vodu z polí o rozloze 10–20 hektarů, s délkou konstrukce mezi 9,8 a 23 metry a šířkou 1,8 až 5,8 metru. Ročně dokáže odstranit 5,4 až 168 kg dusíku, což odpovídá 12–98 % dusičnanů přivedených do systému. Průměrná rychlost odstranění dusíku byla zaznamenána mezi 5 a 7 gramy na metr krychlový a den. Systém nevyužívá čerpání, průtok je řízen pouze gravitačně a pomocí regulačních prvků. Po zhruba devíti letech provozu bylo nutné dřevní štěpku vyměnit kvůli degradaci a sedimentaci.

Webová stránka: http://dx.doi.org/10.13031/trans.14011

Lokace: V zahraničí