30 staveb • 30 let ČKAIT • 30 let ČR

O stavbě

Stavba Nová vodní linka Ústřední čistírny odpadních vod v Praze (NVL ÚČOV) je bezesporu jednou z nejvýznamnějších vodohospodářských staveb posledních dekád v ČR. Hlavním podnětem pro její realizaci byla potřeba snížit množství dusíku a fosforu z odpadních vod, splnit tím podmínky legislativy EU a zároveň zvýšit kapacitu pražské čistírny odpadních vod na Císařském ostrově. Na stavbě byla aplikována řada výjimečných technologických řešení.

Kapacitu Ústřední čistírny odpadních vod na Císařském ostrově dokládá fakt, že je do ní přivedeno téměř 96 % odpadních vod, které vzniknou na území hlavního města Prahy. Zbytek produkce odpadních vod se čistí v celkem 28 lokálních čistírnách odpadní vody v okrajových částech města Prahy. ÚČOV bude schopná zvládnout nárůst obyvatel Prahy až na 1,6 milionu a tomu odpovídající rozšíření kanalizační sítě města Prahy, která má nyní délku zhruba 3 700 km.

Nová vodní linka (NVL) je první ze tří základních etap modernizace Ústřední čistírny odpadních vod pro hlavní město Praha (ÚČOV). Samotná realizace stavby se musela vypořádat s řadou specifik, včetně délky přípravy, omezeného prostoru pro realizaci, za plného provozu stávající Ústřední čistírny odpadních vod, a s dalšími riziky, například s možnými povodněmi. Vzniklo dílo moderní, funkční a v mnoha ohledech referenční pro zbytek republiky i Evropu nejen po technologické a technické stránce, ale i s ohledem na využití obnovitelných zdrojů energie a citlivý architektonický a krajinářský přístup. Vzhledem k tomu, že se investorovi, tedy hlavnímu městu Praha, nepodařilo získat na realizaci NVL dotaci z Evropské unie, byla celá náročná investice financována pouze z vlastních zdrojů investora. Na realizaci náročného celku NVL, jehož příprava včetně realizace trvala téměř patnáct let, navážou rozsáhlé úpravy stávající vodní linky (již v přípravě od roku 2019 – DUR) a následně i kalového hospodářství. Výčet dokládá časovou, projektovou, technologickou, koordinační i realizační náročnost spojenou s tímto typem vodohospodářské stavby.

Technologie Nové vodní linky byla založena na procesu nízko zatěžované kaskádové aktivace s odstraňováním nutrientů, s regeneračními nádržemi vratného kalu, doplněného o terciární stupeň čištění včetně srážení fosforu a o dávkování externího substrátu. Hlavním cílem projektu bylo dosáhnout u nejméně 50 % odpadních vod přiváděných do ÚČOV z území hlavního města Prahy požadované hodnoty celkového dusíku na odtoku z NVL nejvýše 10 mg/l (v ročním průměru).

Biologická část vodní linky byla navržena tak, aby byla schopna na tuto hodnotu vyčistit odpadní vody až do nátoku 4,1 m³/s, přičemž se využívá originální technologie „bioaugmentace nitrifikace in situ“. Hydraulicky je možné provést biologickou částí a třetím stupněm čištění až 6 m³/s. To by nastalo v případě, že by se během připravované modernizace stávající vodní linky v Nové vodní lince čistily veškeré odpadní vody.

Na mechanické části tzv. hrubého předčištění při dešťových událostech je možné mechanicky čistit odpadní vody do nátoku až 7,1 m³/s, přičemž odpadní vody v objemu až 3 m³/s jsou po snížení znečištění vypouštěny samostatně do vodního toku. Biologicky vyčištěné odpadní vody procházejí ještě třetím stupněm čištění s cílem snížit odtokové koncentrace fosforu a nerozpuštěných látek. Než odpadní vody opustí NVL, probíhá v odtokovém žlabu, ve kterém jsou osazeny trubice s UV zářením, hygienizace odtoku.

Návrh NVL skýtá významný inovační potenciál a v takovém rozsahu je, spolu s řadou dalších inovací (lamelové sedimentační nádrže, řešení biologické linky), v České republice použit poprvé.

Zajímavosti

• Nová vodní linka aktuálně zpracovává zhruba 50 % množství odpadních vod přivedených do Ústřední čistírny odpadních vod v Praze; druhou polovinu zpracovává stávající vodní linka.
• Z hlediska investičního objemu bylo cca 60 % rozpočtu alokováno na stavební část a cca 40 % na technologická řešení.
• Objekty NVL jsou zapuštěny pod terénem a na takto vzniklé střeše je provedena parková úprava.
• Stavba NVL byla navržena a realizována v aktivní zóně záplavového území. Pro zajištění protipovodňové ochrany bylo použito ojedinělé řešení pomocí kontejnmentu (část stavby je vodotěsně oddělená od okolního prostoru), který chrání vlastní celou NVL.
• Celá NVL dle zadání investora odolá povodni do úrovně roku 2002 (až 500leté vodě), přičemž může být v provozu při povodni do Q₂₀ (povodeň s periodicitou 20 let).
• Podmínkou pojištění stavby po dobu realizace bylo ochránit staveniště před povodní do Q₂₀. Bylo zvoleno řešení vodotěsné pažení hlavní stavební jámy s horní úrovní právě Q₂₀, které bylo poté součástí ochranné hráze, v jejíž koruně byla provedena obslužná staveništní komunikace.
• Hlavní pažená stavební jáma byla v délce cca 560 m a šířce cca 125 m. V období výstavby byla tato jáma plošně největším paženým výkopem v České republice.
• V rámci zemních prací bylo vytěženo a z prostoru staveniště odvezeno cca 382 000 m³ hornin.
• V zadání investora byl požadavek přemístit vytěžený výkopek lodní dopravou, proto bylo na úrovni NVL vybudováno překladiště a většina vytěžené zeminy přes něj byla dopravena na 35 kilometrů vzdálenou trvalou skládku do prostoru Mělníka.
• Podstatnou část stavebních prací představovaly železobetonové konstrukce, do nich se uložilo přes 190 000 m³ betonu a 18 000 tun ocelové výztuže.
• Výšky železobetonových stěn nádrží dosahovaly od 5 do 11 m s extrémem až 14 m, jejich tloušťky se pohybovaly až do 700 mm.
• Celkem bylo využito 19 stacionárních věžových jeřábů a dále byl instalován i jeden jeřáb kolejový. Většina jeřábů měla výložník s dosahem 50 metrů.
• Pro montáž prefabrikátů na zastřešení objektu hrubého přečištění musel být použit vůbec největší mobilní jeřáb v ČR o nosnosti 750 tun.
• Projektová dokumentace pro provádění stavby obsahovala téměř 11 000 příloh.
• Na NVL byly prováděny individuální a komplexní zkoušky, kterých bylo celkem 18 500 v systému individuálního vyzkoušení a celkem 73 v systému komplexního vyzkoušení.
• Stavba byla realizována ve smluvním režimu The Yellow Book FIDIC – Design, Build and Operate – „Navrhni, postav a provozuj“.

Jak probíhá samotné čištění odpadních vod v NVL

Odpadní vody jsou na NVL čerpány z Hlavní čerpací stanice potrubím do budovy hrubého předčištění, kde procházejí strojně stíranými česlemi pro odstranění hrubých mechanických nečistot.

Primární sedimentaci v rámci hrubého předčištění zajišťuje šest lamelových nádrží s předsazenou částí pro usazování písku a srážení tuků. Mají maximální kapacitu 7,1 m³/s při dešťových událostech a účinnost 60 % v hodnotách chemické spotřeby kyslíku a nerozpuštěných látek. Objekt hrubého předčištění obsahuje také zahušťovače pro primární kal, homogenizační nádrže, turbozahušťovač přebytečného kalu a další technologie a provozy. Objekt chemické dezodorizace zajišťuje čištění vzduchu z budovy hrubého předčištění pomocí chemických látek – výkon je 71 tisíc m³ za hodinu.

Biologický stupeň čištění zahrnuje čtyři linky aktivačních nádrží o objemu celkem 143 tisíc kubických metrů, v nichž je osazeno 72 pomaloběžných míchadel, 24 rychloběžných míchadel a 16 dmychadel na magnetických ložiscích s celkovým maximálním výkonem 73 tisíc m³/h.

V každé aktivační nádrži je instalováno 3934 aeračních elementů. Stanice vzduchotechnických jednotek čistí vzduch z aktivačního procesu prostřednictvím tzv. kůrových filtrů.

Další částí biologického stupně čištění jsou protiproudé pravoúhlé dosazovací nádrže o rozměru 54 × 6 m – NVL jich obsahuje celkem 40.

Ve třetím stupni čištění se v biologicky vyčištěných odpadních vodách snižuje odtoková koncentrace fosforu a nerozpuštěných látek. Biologická část vodní linky dokáže vyčistit odpadní vody až do objemu 4,1 m³/s.

Než odpadní vody opustí NVL do Vltavy, probíhá v odtokovém žlabu, ve kterém jsou osazeny trubice s UV zářením, hygienizace odtoku vyčištěné odpadní vody.

NVL nemá vlastní kalové hospodářství. Primární a přebytečný kal se po úpravě čerpá na kalové hospodářství ÚČOV.

Zkušebním provozem NVL se prokázalo plnění všech parametrů vyčištěné odpadní vody na odtoku, které byly investorem zadány.

Historie Ústřední čistírny odpadních vod

Základy moderního kanalizačního systému města Prahy byly položeny již před koncem 19 století za pomoci progresivních návrhů britského inženýra Williama Heerleina Lindleye.

V letech 1897–1914 byly vybudovány hlavní stoky a v roce 1906 byla uvedena do provozu podzemní mechanická čisticí stanice v Praze-Bubenči. Po vydání vodoprávního rozhodnutí v roce 1901 její příprava a stavba trvala 5 let. Krásná secesní stavba patřila k nejmodernějším čistírnám odpadních vod v Evropě, kalojemy měla na Císařském ostrově.

Mechanická čisticí stanice v Praze-Bubenči byla v provozu až do 60 let 20 století. V letech 1927–1930 proběhla její úprava pro zvětšení hydraulické kapacity. Dnes je technickou památkou, dokumentem historie architektury, techniky a vodohospodářství.

Současná Ústřední čistírna odpadních vod (ÚČOV) byla postavena na Císařském ostrově v blízkosti původní bubenečské mechanické čisticí stanice. Vznikla v průběhu 60 let 20 století (byla uvedena do provozu v roce 1967) jako klasická mechanicko-biologická čistírna s jednostupňovým biologickým procesem, s kapacitou mechanického stupně 5 m³/s a biologického stupně 2,5 m³/s a s vlastním kalovým hospodářstvím.

Kapacita ÚČOV byla poměrně rychle vyčerpána, proto bylo v letech 1973–1974 posuzováno osm nových lokalit pro přemístění pražské čistírny mimo Prahu severním směrem. Výhledově byla vybrána lokalita Hostín (jihovýchodně od Mělníka).

Nezávisle na tom se v letech 1974–1985 uskutečnily postupně dvě intenzifikace provozu ÚČOV, a to přístavbou dalších čistírenských jednotek a objektů kalového hospodářství, které postupně zajistily zvýšení kapacity biologického stupně z původní hydraulické kapacity 2,5 m³/s na 4,6 m³/s a mechanického stupně z 5 m³/s na 8,7 m³/s.

Pro vybranou lokalitu Hostín byl v průběhu 80 let připraven projekt nové čistírny odpadních vod se zdvojeným tunelovým přivaděčem dlouhým cca 22 km. První stavba přivaděče – shybka u Císařského ostrova pod ramenem Vltavy do oblasti zoologické zahrady Praha – byla dokončena již v roce 1990.

Po společenských změnách v roce 1989 převzalo zodpovědnost za přípravu celého projektu hlavní město Praha. Bylo rozhodnuto, že lokalita Hostín již nesplňuje svůj hlavní účel jako centrální regionální čistírna, neboť do roku 1990 v mnoha blízkých obcích se zamýšleným připojením na přivaděč do Hostína byly postaveny samostatné čistírny odpadních vod. Proto byla hledána nová lokalita blíže k Praze. Formou studií byly posouzeny dvě nové podzemní varianty, a to v místě lomu Klecany a v lokalitě Holosmetky ve Zdibech-Brnkách.

Přemístění ÚČOV mimo Prahu se ale postupně z mnoha důvodů stávalo obtížně projednatelné, proto se muselo přikročit k další intenzifikaci existující čistírenské linky. Koncepce intenzifikace ÚČOV zahrnovala již požadavky na vyšší odstranění dusíku a řešení kalové koncovky. Intenzifikace byla uskutečněna v letech 1994–1997, ale z původního projekčního návrhu byla provedena pouze část. Bylo sice dosaženo hlavního cíle – biologického čištění všech přitékajících odpadních vod v tehdy předpokládaném množství 7 m³/s – na biologickém stupni ale nebylo zajištěno plnění znovu zpřísněných legislativních požadavků – především odstraňování dusíku. A také nebyla intenzifikována kalová koncovka.

V letech 1999–2002 byla předložena řada projekčních variant s různým řešením intenzifikace ÚČOV v areálu stávající čistírny, ze kterých bylo v roce 2002 vybráno pět k podrobnějšímu rozpracování. Nicméně ještě v roce 2003 vznikl poslední pokus o přemístění ÚČOV z Císařského ostrova – návrh podzemní čistírny v lokalitě Čimice. I tento záměr se ukázal jako neprojednatelný kvůli územním problémům.

Proto bylo v roce 2004 rozhodnuto s definitivní platností o umístění nové ÚČOV na území města Prahy. Paradoxně ke konečnému rozhodnutí napomohla katastrofická povodeň v roce 2002, která způsobila totální poničení části Císařského ostrova východně od stávající ÚČOV.

Tím byla otevřena cesta pro realizaci NVL, která byla uvedena do zkušebního provozu v roce 2018 a do trvalého provozu v roce 2021.

V současné době je systém odvádění odpadních vod tvořen gravitační, hloubkově uloženou a převážně jednotnou kanalizační soustavou v centru města, ve většině nových částí města je však již vybudována oddílná stoková soustava (na předměstích a v okrajových částech města). Pražská kanalizační síť sestává z cca 3 700 kilometrů stokové sítě, 68 800 přípojek, 74 čerpacích stanic a 143 dešťových oddělovačů. Veškeré odpadní vody vypouštěné do kanalizace jsou čištěny.