CZ310326B6 - Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod - Google Patents
Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod Download PDFInfo
- Publication number
- CZ310326B6 CZ310326B6 CZ2024-287A CZ2024287A CZ310326B6 CZ 310326 B6 CZ310326 B6 CZ 310326B6 CZ 2024287 A CZ2024287 A CZ 2024287A CZ 310326 B6 CZ310326 B6 CZ 310326B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- roof
- wetland
- water
- outlet
- module
- Prior art date
Links
- 239000010797 grey water Substances 0.000 title claims description 14
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 16
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000010866 blackwater Substances 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 9
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 8
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 7
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 or from sources 1.1 Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
- E03B1/04—Methods or layout of installations for water supply for domestic or like local supply
- E03B1/041—Greywater supply systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
- E04D11/00—Roof covering, as far as not restricted to features covered by only one of groups E04D1/00 - E04D9/00; Roof covering in ways not provided for by groups E04D1/00 - E04D9/00, e.g. built-up roofs, elevated load-supporting roof coverings
- E04D11/002—Roof covering, as far as not restricted to features covered by only one of groups E04D1/00 - E04D9/00; Roof covering in ways not provided for by groups E04D1/00 - E04D9/00, e.g. built-up roofs, elevated load-supporting roof coverings consisting of two or more layers, at least one of the layers permitting turfing of the roof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/002—Grey water, e.g. from clothes washers, showers or dishwashers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/146—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use using grey water
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Public Health (AREA)
- Botany (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Střešní systém obsahuje přívodní potrubí (2) ze zdrojů (1) znečištěné vody, které je zaústěno do separační nádrže (3.1), ve které je umístěno čerpadlo (4) s výtlačným potrubím (5) a akumulační jímky (3.2) vyčištěné vody. Střecha je realizována jako zelená střecha (6). Výtlačné potrubí (5) je zaústěno do mokřadního žlabu (7) umístěného na vrstvě ochranné geotextilie (6.4) polointenzivní zelené střechy (6). Mokřadní žlab (7) se skládá z nátokového modulu (7.1) s uzavřenou vstupní stěnou (7.1.1) opatřenou průchodkou (7.1.2) nátoku pro zaústění výtlačného potrubí (5), kde nátokový modul (7.1) je těsně přes alespoň jeden střední modul (7.2) s koncovým modulem (7.3), ve kterém je kolmo na jeho podélnou osu upevněna dělicí přepážka (7.3.2) pro záchyt filtračního média (8), kterým je mokřadní žlab (7) vyplněn do úrovně výšky dělicí přepážky (7.3.2). Za dělicí přepážkou (7.3.2) je u dna umístěna pulzní klapka (7.3.1), jejíž výstup je přes uzavřenou výstupní stěnu (7.3.3) koncového modulu (7.3) napojen na potrubí (7.3.5) výtoku a odtud na perforované potrubí (10), které je vedeno po vrstevnici zelené střechy (6). Nespotřebovaná voda zelenou střechou (6) a mokřadním žlabem (7) je svedena na okapovou hranu (12) střechy nebo do střešní vpusti (13) a odtud je přes sestupné potrubí (11) zaústěna do akumulační jímky (3.2) vyčištěné vody.
Description
Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod
Oblast techniky
Vynález se týká střešního systému v podobě hybridní zelené střechy kombinující mokřadní a polointenzivní zelenou střechu, kde řeší přehřívání střešních konstrukcí, nedostatečný ochlazovací účinek vysušených zelených střech, efekt městského tepelného ostrova a nedostatek vody pro závlahu vegetace. Zejména je řešeno čištění odpadních, zejména pak šedých vod, pomocí přírodě blízkých procesů prostřednictvím kombinace střešního modulárního mokřadního žlabu v propojení s polointenzivní zelenou střechou a systémem akumulace vody pro další užitkové použití odpadní vody. Systém je funkční zejména při teplotách nad 5 °C.
Dosavadní stav techniky
Na světě existuje řada střešních systémů pro čištění splaškové či šedé odpadní a dešťové vody a některé z nich jsou založeny na umělých mokřadech. Systémy založené na přírodě blízkých procesech probíhajících v umělých mokřadech se liší především v uspořádání funkčních vrstev, avšak žádné řešení nenabízí variabilitu v podobě modulární skladby střešních mokřadních bloků jako zde popsaný vynález.
Je znám dokument CN 208279379 U, který popisuje systém pro čištění splaškové odpadní vody pomocí přírodě blízkých procesů. Tento systém je tvořen septikem, střešní nádrží, fasádní kaskádou, a jezírkem v úrovní terénu a umožňuje čištění vody pomocí cirkulace v tomto systému. Nevýhodou daného řešení je, že střešní nádrž není modulárně řešena, což je její nevýhodou zejména při realizaci. Současně systém neintegruje plochu zelené střechy.
Dále je znám dokument CN 204588825 U, který popisuje střešní mokřadní jezírko pro čištění vody. Tento systém je tvořen pískovým filtrem, vegetační vrstvou a potrubním vedením přivádějícím a odvádějícím vodu a umožňuje její čištění přírodě blízkým způsobem. Nevýhodou daného řešení je, že systém není modulární a neumožňuje snadnou a adaptabilní instalaci na vybrané části střešní konstrukce a současně neintegruje plochu zelené střechy.
Dalším známým řešením je dokument CN 108609736 A, který popisuje systém horizontálního mokřadu se zabezpečením proti ucpávání sedimentem. Tento systém je tvořen nátokem a odtokem vody, sběrnou nádrží na vodu, odvodem sedimentu a potrubí pro výstup nečistot a umožňuje dlouhodobou funkčnost horizontálně protékaného umělého mokřadu bez zacpávání sedimentem. Nevýhodou daného řešení je, že řešení neintegruje plochu zelené střechy.
Rovněž je znám dokument CN 109502753 A, který popisuje střešní modulární systém intenzivního biologického čištění dusíku a fosforu s integrovaným systémem umělého mokřadu zelené střechy, který pracuje na principu mechanicko-biologické čistírny odpadních vod doplněné ultrafiltrací s tím, že horní části čistírny osazena vegetací a tvoří tak umělý mokřad. Tento systém je tvořen jednotlivými nádržemi, aerobní nádrží, anoxickou nádrží, ultrafiltrační nádrží a nádrží odstraňování dusíku a fosforu, systémem potrubí, aerační jednotkou. Systém umožňuje intenzivní čištění odpadních vod. Nevýhodou daného řešení je, relativně vysoká komplikovanost technického řešení blížící se systému mechanicko-biologické čistírny odpadních vod, množství modulů různého druhu, nutnost přítomnosti aerační jednotky a pravděpodobně poměrně vysoká cena celé technologie, a to že neintegruje plochu zelené střechy.
Dokument CN 202391027 U popisuje systém vertikálně protékaného střešního mokřadu pro čištění dešťové vody pro účely splachování toalet a závlahy zeleně. Tento systém je tvořen biofiltrem osazeným mokřadní vegetací a doplněným drenážní vrstvou, systémem rozvodného potrubí vody, nátokem a odtokem vody a umožňuje předčištění dešťové vody před jejím dalším
- 1 CZ 310326 B6 využitím. To vše je umístěno na voděodolné membráně. Nevýhodou daného řešení je, že neintegruje zelenou střechu a mokřadní plocha se rozprostírá v celé ploše systému, což snižuje možnosti druhové pestrosti rostlin na střeše a neumožňuje integraci dalších způsobů využití střešních ploch například pro pobytovou funkci. Systém rovněž vyžaduje vyšší převýšení pro umístění šachet a větší tloušťku skladby filtru pro vertikální skrápění filtru.
Dokument CN 104975684 A popisuje systém střešního mokřadu s plovoucím ložem pro čištění dešťové vody. Tento systém je tvořen biofiltrem, nátokem a odtokem dešťové vody a umožňuje její čištění. Nevýhodou daného řešení je, že neintegruje zelenou střechu a není modulární.
Další dokument CN 204198545 U popisuje střešní čistírnu odpadních vod. Tento systém je tvořen česlemi, umělým mokřadem, aerační a koagulační jednotkou, filtrací se zpětným praním a membránovou ultrafiltrací a umožňuje čištění většího množství odpadní vody. Nevýhodou daného řešení je, že relativně vysoká technologická a energetická náročnost a velké množství jednotlivých technologických modulů. Systém neintegruje zelenou střechu a není primárné založen na extenzivních přírodě blízkých procesech čištění odpadní vody.
Dokument CZ PV 2015-423 A3 popisuje celoplošnou střešní mokřadní čističku splaškové odpadní vody pro rovné střechy. Tento systém je tvořen biofiltrem sestávajícího z vrstvy voděodolné membrány pokryté geotextilií a vrstvou pěnového skla frakce 5 až 20 mm, separační mřížky a přitěžovací vrstvy štěrku. Do vrstvy pěnového skla jsou zasazeny mokřadní rostliny a umožňuje čištění odpadní vody. Mokřadní střešní čistírna je napojená na vstup znečištěné vody přes přívodní potrubí, čerpadlo a septik na zdroj znečištěné vody z budovy. Výstup mokřadní čistírny je propojen přes sestupné potrubí na nádrž s vyčištěnou vodou Nevýhodou daného řešení je, že pokrývá celou střešní konstrukci, neintegruje zelenou střechu a neumožňuje instalaci fotovoltaiky z důvodu celoplošné přítomnosti vysoké mokřadní vegetace, má omezenou možnost druhové pestrosti rostlin na střeše a neumožňuje integraci pobytové funkce na střechu.
Řešení uvedené v dokumentu US 9884780 B2 popisuje střešní mokřad s doplňkovou estetickou funkcí. Tento systém je tvořen funkčním souvrstvím biofiltru s navrstvenými třemi materiály. Spodní vrstvu tvoří štěrk, na něm je uložena vrstva kameniva a na ní vrstva písku a na něm vrstva půdy, ve které je zasazena vegetace a umožňuje čištění odpadních vod z domácností. Nevýhodou daného řešení je, že neumožňuje modulární návrh a integraci se zelenou střechou pro umístění fotovoltaiky.
Je znám také článek „Performance study of an innovative innovative concept of hybrid constructed wetland-extensive green roof with growing media amended with recycled materials“ publikovaný v Journal of Environmental Management, Petreje et al., Volume 331, 1 April 2023, 117151. Tento článek popisuje dřívější vývojovou řadu systému hybridní mokřadně-extenzivní zelené střechy pro čištění šedé vody pomocí přírodě blízkých procesů v kombinaci se zavlažovanou zelenou střechou. Tento experimentální systém je umístěn na vyvýšeném podstavci a je tvořen svařovanou nerezovou vanou s oddělenými částmi umělého mokřadu a zelené střechy. Systém je určený pro šedou vodu předčištěnou jiným způsobem mimo popsané řešení. Předčištěná šedá voda je dočištěna v umělém mokřadu umístěném na podstavci. Z mokřadu protéká přes přepážku z děrovaného nerezového plechu do distribučního kanálu, odkud pomocí soustavy přelivů ve tvaru V přetéká na zelenou střechu. Nevýhodou daného řešení je, že systém je vyhotoven z finančně nákladného nerezového plechu, střešní žlab není modulárně řešen a neumožňuje tak přizpůsobení pro specifické stavební realizace. Distribuční kanál má velkou plochu otevřené hladiny, která umožňuje nežádoucí líhnutí komárů. Kromě toho distribuční systém převádějící vodu z mokřadu na zelenou střechu vyžaduje velmi precizní horizontální vyrovnání, které není v prostředí stavby jednoduše dosažitelné.
- 2 CZ 310326 B6
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody odstraňuje střešní systém hybridní zelené střechy pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod, podle předkládaného řešení. Systém obsahuje přívodní potrubí ze zdrojů znečištěné vody, které je zaústěno do separační nádrže, ve které je umístěno čerpadlo s výtlačným potrubím a akumulační jímku vyčištěné vody, která může být samostatná nebo jako součást separační nádrže. Střecha má minimální sklon 1 % a je realizována jako zelená střecha. Podstatou řešení je, že výtlačné potrubí je zaústěno do mokřadního žlabu umístěného v horizontální poloze tak, aby vyústění z mokřadního žlabu bylo výškové umístěno nad zavlažovanou polointezivní zelenou střechou. Žlab může mít libovolnou orientaci, s tím, že při umístění na skloněném povrchu je vyrovnání dosaženo podkladními klíny. Mokřadní žlab se skládá z nátokového modulu s uzavřenou vstupní stěnou opatřenou průchodkou pro zaústění výtlačného potrubí, který je těsně propojen pomocí spojů přes alespoň jeden střední modul s koncovým modulem. V koncovém moduluje kolmo na jeho podélnou osu upevněna dělicí přepážka pro záchyt filtračního média, kterým je mokřadní žlab vyplněn do úrovně výšky dělicí přepážky. Za dělicí přepážkou je u dna koncového modulu umístěna pulzní klapka, jejíž výstup je přes uzavřenou výstupní stěnu koncového modulu napojen přes prostup výtoku na potrubí výtoku a odtud na perforované potrubí. Perforované potrubí je pak vedeno po vrstevníci polointenzivní zelené střechy. Nespotřebovaná voda polointenzivní zelenou střechou a mokřadním žlabem je svedena na okapovou hranu střechy nebo do střešní vpustí s obsypem s kačírku a odtud je přes sestupné potrubí zaústěna do akumulační jímky vyčištěné vody. Mokřadní žlab je zhotoven z voděodolného a UV stabilního materiálu s minimální pevností v tahu 30 MPa a jednotlivé moduly mají shodné příčné průřezy.
Ve výhodném provedení je zelená střecha tvořená vrstvou hydroizolace, na ní položenou ochrannou geotextilií, drenážní vrstvou s vysokou propustností a střešním půdním substrátem s vegetací. V tomto případě je perforované potrubí vedeno drenážní hydroakumulační vrstvou z minerální vaty a nespotřebovaná voda zelenou střechou a mokřadním žlabem je svedena na okapovou hranu střechy nebo do střešní vpusti.
Nátokový modul, střešní moduly a koncový modul jsou s výhodou navzájem spojeny přírubovými nebo zámkovými spoji.
Filtrační médium může tvořit štěrk a/nebo keramzit a/nebo drcené pěnové sklo o velikosti zrn 2 až 16 mm.
Pokud jde o materiál mokřadního žlabu, je ze skupiny plast, sklolaminát, pozinkovaný plech.
Průřez jednotlivých modulů je s výhodou ve tvaru ve tvaru otevřeného obdélníku tedy ve tvaru U, případně ve tvaru otevřeného lichoběžníku.
Další možností je rozšíření systému pro použití pro černou odpadní vodu. V tomto případě je do přívodního potrubí zaveden výstup ze zdroje černé vody, který je do separační nádrže zaústěn přes vícekomorový septik černé vody. Variantou je, že přímo separační nádrž je vytvořena jako vícekomorový septik.
Velkou výhodou výše popsaného systému je jeho modulární design, který umožňuje snadnou instalaci a adaptabilitu na různé střešní plochy.
Další velkou předností je propojení mokřadního systému a polointenzivní zelené střechy. Voda je nejdříve čištěna v umělém střešním mokřadu, ze kterého přetéká polointenzivní zelenou střechu se speciální skladbou tvořenou drenážní vrstvou s vysokou propustností, zpravidla hydrofilní minerální vatou nebo případně drenážní rohoží z plastového recyklátu, substrátem s výhodou s příměsí recyklovaných materiálů a vegetační vrstvou. Minerální vata distribuuje vodu
- 3 CZ 310326 B6 rovnoměrně po celé ploše polointenzivní zelené střechy, čímž je zajištěna závlaha. V souvrství polointenzivní zelené střechy navíc dále pokračují přírodě blízké čisticí procesy.
Výhodné rovněž je, že systém závlahy pomocí pulzů vyčištěné vody do vrstvy s minerální vatou umožňuje kapilární distribuci vody po ploše zelené střech bez nutnosti promývat substrát, čímž je sníženo vyluhování nutrientů ze souvrství.
Výhodou systému je rovněž, že lze mokřadní žlab na střeše umístit na místo, které je vhodné z pohledu únosnosti konstrukce nebo jiného využití střechy, přičemž toto místo nemusí být umístěno v bezprostřední blízkosti zavlažované polointenzivní střechy.
Oproti známým řešením předkládané řešení nabízí variabilitu v podobě modulární skladby střešních mokřadních modulů, a to v propojení s polointenzivní zelenou střechou při zachování nízkého zatížení střešní konstrukce. Systém umožňuje osazení pestřejší a náročnější vegetace odpovídající polointenzivní zelené střeše. Zvýšené zatížení představují pouze lokálně umístěné mokřadní moduly.
Objasnění výkresů
Příklad provedení střešního systému pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod je uveden na přiložených výkresech, ve kterých na:
obr. 1 je znázorněno blokové schéma celého systému;
obr. 2A je znázorněn půdorys zelené střechy s umístěným mokřadním žlabem, čehož příčný řez je na obr. 2B;
obr. 3 je znázorněn podélný řez zelenou střechou s mokřadním žlabem; a obr. 4A, 4B a 4C jsou vyobrazeny jednotlivé moduly mokřadního žlabu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je uvedeno blokové schéma střešního systém pro čištění odpadních vod, podle předkládaného řešení. Systém obsahuje přívodní potrubí 2 ze zdrojů 1 znečištěné vody, které je zaústěno do separační nádrže 3.1, ve které je umístěno čerpadlo 4 s výtlačným potrubím 5 a akumulační jímku 3.2 vyčištěné vody. Akumulační jímka 3.2 může být samostatná, viz obr. 1, nebo může být součástí separační nádrže 3.1. Střecha, na které je systém realizován, má minimální sklon 1 % a je realizována jako zelená střecha 6. Polointenzivní zelená střecha 6, obr. 2B, je v tomto příkladu tvořená vrstvou 6.5 hydroizolace, na ní položenou ochrannou geotextilií 6.4, drenážní hydroakumulační vrstvou z minerální vaty a střešním substrátem 6.2 s vegetací 6.1. Výtlačné potrubí 5 je zaústěno do mokřadního žlabu 7, který je umístěn na vrstvě ochranné geotextilie 6.4 zelené střechy 6. Složení zelené střechy 6 může být i jiné, například dále uvedené perforované potrubí 10 může být zaústěno do skladby zelené střechy o větší mocnosti substrátu. V závislosti na tom může být použita různá vegetace. Bylo prokázáno, že výše popsaná skladba vrstev zelené střechy 6 je nejvýhodnější.
Mokřadní žlab 7, obr. 2A, obr. 3 s detaily na obr. 4A až 4C, se skládá z nátokového modulu 7.1 s uzavřenou vstupní stěnou 7.1.1 opatřenou průchodkou 7.1.2 nátoku pro zaústění výtlačného potrubí 5, kde nátokový modul 7.1 je těsně propojen pomocí spojů 9 přes alespoň jeden střední modul 7.2 s koncovým modulem 7.3. V koncovém modulu 7.3 je kolmo na jeho podélnou osu upevněna dělicí přepážka 7.3.2 pro záchyt filtračního média 8, kterým je mokřadní žlab 7 vyplněn až do úrovně výšky dělicí přepážky 7.3.2. Za dělicí přepážkou 7.3.2 je u dna koncového
- 4 CZ 310326 B6 modulu 7.3 umístěna pulzní klapka 7.3.1. Výstup pulzní klapky 7.3.1 je přes uzavřenou výstupní stěnu 7.3.3 tohoto koncového modulu 7.3 napojen přes prostup 7.3.4 výtoku na potrubí 7.3.5 výtoku a z něho na perforované potrubí 10. Perforované potrubí 10 je vedeno po vrstevnici polointenzivní zelené střechy 6 drenážní vrstvou 6.3 z minerální vaty polointenzivní zelené střechy 6. Nespotřebovaná voda polointenzivní zelenou střechou 6 a mokřadním žlabem 7 je přes drenážní vrstvu 6.3 svedena na okapovou hranu 12 střechy nebo do střešní vpusti 13 s obsypem z kačírku. Odtud je pak napojena na sestupné potrubí 11, které je zaústěné do akumulační jímky 3.2 vyčištěné vody. Mokřadní žlab 7 je z voděodolného a UV stabilního materiálu s minimální pevností v tahu 30 MPa. Jednotlivé moduly 7.1, 7.2, 7.3 mají stejné příčné průřezy a jsou uvedeny v detailu na obr. 4A, obr. 4B a obr.4C.
Mokřadní žlab 7 může být umístěn na libovolném místě střechy, tak aby vyústění z mokřadního žlabu bylo výškové umístěno nad zavlažovanou polointezivní zelenou střechou. Žlab může mít libovolnou orientaci, s tím, že při umístění na skloněném povrchu je vyrovnání dosaženo podkladními klíny.
Nátokový modul 7.1, střední moduly 7.2 a koncový modul 7.3 jsou navzájem spojeny například přírubovými nebo zámkovými spoji.
Filtrační médium 8 tvoří štěrk a/nebo keramzit a/nebo drcené pěnové sklo o velikosti zrn 4 až 16 mm. Materiál mokřadního žlabu 7 je tvořen plastem nebo sklolaminátem, případné pozinkovaným plechem. Průřez modulů 7.1, 7.2, 7.3 je většinou ve tvaru ve tvaru otevřeného obdélníku, tedy ve tvaru U, případně ve tvaru otevřeného lichoběžníku.
Střešní systém může být rozšířen tak, že do přívodního potrubí 2 je zaveden výstup ze zdroje 1.1 černé vody, který je zaústěn do separační nádrže 3.1 realizované jako vícekomorový septik.
Střešní systém slouží pro čištění vody ze zdrojů 1 zejména šedé vody, případně ze zdrojů 1.1 černé vody. Odpadní voda ze zdrojů 1 je svedena pomocí přívodního potrubí 2 do separační nádrže 3.1, která slouží k mechanickému předčištění odpadní vody od hrubých nečistot, jakými jsou v případě šedé vody zejména vlasy, písek apod. V separační nádrži 3.1 je umístěno čerpadlo 4 zajišťující výtlak mechanicky předčištěné vody na střechu přes výtlačné potrubí 5. Separační nádrž 3.1 může integrovat funkci akumulační jímky 3.2 vyčištěné vody. V takovém případě je již vyčištěná voda míšena s nevyčištěnou vodou ze zdroje 1. Akumulační jímka 3.2 je častěji samostatnou nádrží sloužící výhradně k akumulaci vyčištěné vody čekající na využití jako užitková voda. Výtlačné potrubí 5 je na střeše zaústěno do mokřadního žlabu 7. Hlavní funkcí mokřadního žlabu 7 fungujícího na principu horizontálně protékané kořenové čistírny odpadních vod je čištění mechanicky předčištěné vody ze zdroje 1 znečištěné vody. Mokřadní žlab 7 osazený mokřadní vegetací 6.1 plní rovněž estetickou funkci a významně přispívá k evapotranspiraci vody a tím k celkovému ochlazování budovy a okolního prostředí. Mokřadní žlab 7 se skládá ze tří modulů naplněných filtračním médiem 8, na jehož povrchu sídlí bakterie rozkládající organickou hmotu obsaženou ve zdroji 1 znečištěné odpadní vody. Nátokový modul 7.1 s uzavřenou vstupní stěnou 7.1.1 opatřenou průchodkou 7.1.2 nátoku pro zaústění výtlačného potrubí 5 představuje začátek mokřadního systému pro čištění odpadní vody, kde nátokový modul 7.1 je vodotěsně propojen pomocí spojů 9 přes alespoň jeden střední modul 7.2 s koncovým modulem 7.3. Střední modul 7.2 umožňuje změnou počtu modulů libovolnou velikost systému. Počet středních modulů 7.2 může být přizpůsoben na základě prostorových možností střechy, statiky budovy, požadavků na další využití střechy a požadavku na množství čištěné odpadní vody. V koncovém modulu 7.3 je kolmo na jeho podélnou osu upevněna dělicí přepážka 7.3.2 pro záchyt filtračního média 8. Přítomnost filtračního média 8 v části koncového modulu 7.3 s umístěnou pulzní klapkou 7.3.5 je nežádoucí z důvodu zanášení potrubí výtoku 7.3.5. Pulzní klapka 7.3.5 umožňuje pulzní dávkování předčištěné vody do perforovaného potrubí 10 rozvádějící vodu do zelené střechy 6 přes prostup výtoku 7.3.4 ve výstupní stěně 7.3.3 koncového modulu 7.3. Vytvořený pulz vody umožňuje naplnění celého perforovaného potrubí 10 a tím rovnoměrnou distribuci vyčištěné vody přes všechny perforace tohoto potrubí do
- 5 CZ 310326 B6 hydroakumulační vrstvy z minerální vaty. Perforované potrubí 10 je vedeno do míst, kde je nárok na závlahu polointenzivní zelené střechy 6 drenážní vrstvou 6.3 zelené střechy 6. Nejčastěji je perforované potrubí 10 vedeno po vrstevnici polointenzivní zelené střechy 6, aby byla zabezpečena závlaha do všech částí polointenzivní zelené střechy 6. Zelená střecha 6 představuje ozeleněnou plochu zavlažovanou vyčištěnou vodou z mokřadního žlabu 7. Hydroakumulační vrstva z minerální vaty rozvádí kapilárními silami vodu vyčištěnou v mokřadním žlabu 7 po celé ploše zelené střechy 6.
Nespotřebovaná voda zelenou střechou 6 a mokřadním žlabem 7 je přes drenážní vrstvu 6.3 svedena na okapovou hranu 12 střechy nebo do střešní vpusti 13 s obsypem z kačírku, které slouží pro odvod nadbytečné vyčištěné vody a srážkové vody ze střechy. Odtud je pak napojena na sestupné potrubí 11 převádějící vodu ze střechy do akumulační jímky 32 vyčištěné vody. Akumulační jímky 3.2 vyčištěné vody slouží pro skladování vyčištěné vody pro další využití jako vody užitkové. Tím může být zejména závlaha, úklid a údržba zahradní techniky, jízdních kol apod.
Střešní systém může být rozšířen tak, že do přívodního potrubí 2 je zaveden výstup ze zdroje 1.1 černé vody, který je zaústěn do separační nádrže 3.1 realizované jako vícekomorový septik.
Předkládané řešení, hybridní zelená střecha, řeší přehřívání střešních kontrakcí, městský tepelný ostrov a nedostatek vody pro závlahu vegetace a další užitkové použití vody prostřednictvím kombinace střešního modulárního mokřadního žlabu 7 pro čištění odpadních a zejména pak šedých vod pomocí přírodě blízkých procesů v propojení s polointenzivní zelenou střechou 6 a systému akumulace vody. Systém je funkční zejména při teplotách nad 5 °C.
Průmyslová využitelnost
Výše popsaný střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod, najde své využití na zelených střechách budov, bytové i administrativní výstavby, na rodinných domech, na garážích a na přístřešcích garážového stání. Systém mokřadních žlabů lze využít i samostatně bez integrace zelené střechy jako prostředek pro čištění odpadní vody za účelem získání vody užitkové. Systém je možné využít pro novou výstavbu, při rekonstrukcích stávajících budov nebo jako dodatečný prvek stávající budovy.
Claims (9)
1. Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména ze zdrojů šedých vod, kde tento systém obsahuje přívodní potrubí (2) ze zdrojů (1) znečištěné vody, které je zaústěno do separační nádrže (3.1), ve které je umístěno čerpadlo (4) s výtlačným potrubím (5), a akumulační jímku (3.2) vyčištěné vody, přičemž střecha má minimální sklon 1 %, kde střecha je realizována jako zelená střecha (6), vyznačující se tím, že výtlačné potrubí (5) je zaústěno do mokřadního žlabu (7) umístěného na libovolném místě střechy, tak, že vyústění z mokřadního žlabu (7) je výškově nad zavlažovanou polointezivní zelenou střechou, kde tento mokřadní žlab (7) se skládá z nátokového modulu (7.1) s uzavřenou vstupní stěnou (7.1.1) opatřenou průchodkou (7.1.2) nátoku pro zaústění výtlačného potrubí (5), nátokový modul (7.1) je těsně propojen pomocí spojů (9) přes alespoň jeden střední modul (7.2) s koncovým modulem (7.3), ve kterém je kolmo na jeho podélnou osu upevněna dělicí přepážka (7.3.2) pro záchyt filtračního média (8), kterým je mokřadní žlab (7) vyplněn do úrovně výšky dělicí přepážky (7.3.2) a za ní je u dna koncového modulu (7.3) umístěna pulzní klapka (7.3.1), jejíž výstup je přes uzavřenou výstupní stěnu (7.3.3) tohoto koncového modulu (7.3) napojen přes prostup (7.3.4) výtoku na potrubí (7.3.5) výtoku a z něho na perforované potrubí (10), které je vedeno po vrstevnici zelené střechy (6) a do akumulační jímky (3.2) vyčištěné vody je zaústěno sestupné potrubí (11) z okapové hrany (12) nebo ze střešní vpusti (13) s obsypem z kačírku pro svod nespotřebované vody zelenou střechou (6) a mokřadním žlabem (7), přičemž mokřadní žlab (7) je z voděodolného a UV stabilního materiálu s minimální pevností v tahu 30 MPa a jednotlivé moduly (7.1, 7.2, 7.3) mají stejné příčné průřezy.
2. Střešní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že polointenzivní zelená střecha (6) je tvořená vrstvou hydroizolace (6.5), na ní položenou ochrannou geotextilií (6.4), drenážní vrstvou (6.3) s vysokou propustností a střešním půdním substrátem (6.2) s vegetací (6.1).
3. Střešní systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nátokový modul (7.1), střední moduly (7.2) a koncový modul (7.3) jsou navzájem spojeny přírubovými spoji.
4. Střešní systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nátokový modul (7.1), střední moduly (7.2) a koncový modul (7.3) jsou navzájem spojeny zámkovými spoji.
5. Střešní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že filtrační médium (8) tvoří štěrk a/nebo keramzit a/nebo drcené pěnové sklo o velikosti zrn 2 až 16 mm.
6. Střešní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že materiál mokřadního žlabu (7) je ze skupiny plast, sklolaminát, pozinkovaný plech.
7. Střešní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že průřez modulů (7.1, 7.2, 7.3) je ve tvaru U.
8. Střešní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že průřez modulů (7.1, 7.2, 7.3) je ve tvaru otevřeného lichoběžníku.
9. Střešní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že do přívodního potrubí (2) je zaveden výstup ze zdroje (1.1) černé vody, který je zaústěn do separační nádrže (3.1) realizované jako vícekomorový septik.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-287A CZ2024287A3 (cs) | 2024-07-16 | 2024-07-16 | Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-287A CZ2024287A3 (cs) | 2024-07-16 | 2024-07-16 | Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ310326B6 true CZ310326B6 (cs) | 2025-02-19 |
| CZ2024287A3 CZ2024287A3 (cs) | 2025-02-19 |
Family
ID=94601227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2024-287A CZ2024287A3 (cs) | 2024-07-16 | 2024-07-16 | Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2024287A3 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2375761A (en) * | 2001-04-07 | 2002-11-27 | Christopher Jon Shirley-Smith | Grey water recycling method |
| CN202391027U (zh) * | 2011-11-24 | 2012-08-22 | 苏州德华生态环境科技有限公司 | 屋顶湿地系统 |
| CN208279379U (zh) * | 2018-04-02 | 2018-12-25 | 浙江金锅环保科技有限公司 | 一种基于建筑物墙面人工湿地的污水处理系统 |
| CN110409552A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-11-05 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 雨水和生活用水二次利用系统 |
| CN111139890A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-12 | 上海洗霸科技股份有限公司 | 楼宇给排水资源循环利用工艺 |
| CN111485684A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-04 | 厦门竞良建筑设计有限公司 | 一种雨水利用系统及其使用方法 |
-
2024
- 2024-07-16 CZ CZ2024-287A patent/CZ2024287A3/cs unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2375761A (en) * | 2001-04-07 | 2002-11-27 | Christopher Jon Shirley-Smith | Grey water recycling method |
| CN202391027U (zh) * | 2011-11-24 | 2012-08-22 | 苏州德华生态环境科技有限公司 | 屋顶湿地系统 |
| CN208279379U (zh) * | 2018-04-02 | 2018-12-25 | 浙江金锅环保科技有限公司 | 一种基于建筑物墙面人工湿地的污水处理系统 |
| CN110409552A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-11-05 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 雨水和生活用水二次利用系统 |
| CN111139890A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-12 | 上海洗霸科技股份有限公司 | 楼宇给排水资源循环利用工艺 |
| CN111485684A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-04 | 厦门竞良建筑设计有限公司 | 一种雨水利用系统及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2024287A3 (cs) | 2025-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2004246926B2 (en) | Greening system | |
| AU743448B2 (en) | Purification system for disposal of polluted or waste water using water plants | |
| CN106193247A (zh) | 用于海绵城市的一体化雨水系统及其施工方法 | |
| CN209517966U (zh) | 一种虹吸式雨水花坛 | |
| CN102020399B (zh) | 生活污水u型溢流式土壤渗滤处理装置 | |
| CN102603072A (zh) | 复合型介质的雨水资源化利用系统及其雨水生态净化方法 | |
| CN204689842U (zh) | 竖向多级ao的生态污水处理系统 | |
| CN104563266B (zh) | 一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统及其建造方法 | |
| KR100909352B1 (ko) | 자연친화형 빗물 처리 활용 시스템 | |
| KR20050093597A (ko) | 무동력 수로형 인공습지 및 이를 이용한 자연형하천정화공법 | |
| CN101767915B (zh) | 一种山区水源林地生活污水土地处理方法 | |
| KR100456280B1 (ko) | 하수, 호소수 및 하천수의 자연 정화용 고효율 인공습지 | |
| CN114315019A (zh) | 一种无动力雨水径流污染物生态净化系统及方法 | |
| CN101891348B (zh) | 缺水城市污水处理系统及污、雨水的贮存及深度处理方法 | |
| CZ310326B6 (cs) | Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod | |
| CN113979603A (zh) | 一种填料可替换双层种植套筒活水式模块化人工湿地装置 | |
| CN201240947Y (zh) | 畜禽污水末端多级人工地质快渗处理系统 | |
| CZ38090U1 (cs) | Střešní systém pro čištění odpadních vod, zejména šedých vod | |
| CN202625932U (zh) | 复合型介质的雨水生态净化利用系统 | |
| CN201873597U (zh) | 生活污水u型溢流式土壤渗滤处理装置 | |
| JPH11256630A (ja) | 雨水地下貯溜タンクシステム | |
| JP3693176B2 (ja) | 雨水地下濾過給水装置 | |
| CN214628349U (zh) | 一种生态高位花坛 | |
| CN212294957U (zh) | 渗滞型调蓄海绵停车场 | |
| CN113389244A (zh) | 一种用于绿色装配式建筑的上下层雨水共用循环系统 |