Pražská kanalizace a čistírna odpadních vod v Bubenči

Od začátku 19. století Praha začínala řešit jednu z hlavních překážek jejího dalšího civilizačního rozvoje a tím byla absence moderní kanalizace. Zatímco řada jiných evropských měst v této době již měla alespoň základy tohoto systému položeny, v Praze nadále fungovaly pouze žumpy, soukromé jímky a individuální vyvážení splašků na skládku, či jako hnojivo zemědělcům v okolí. Se začátkem 19. století se situace již však nadále stávala neúnosnou a vynořily se první otázky, jak dále pokračovat. Ačkoliv se řešení celé situace začínalo objevovat, dohry se Praha dočkala až o více než sto let později v podobě staré a později nové čistírny odpadních vod v Bubenči.

Před stavbou staré čistírny

První ucelený projekt, který se Praha rozhodla na svém území realizovat, byla uzavřená podpovrchová kanalizace českého technika Františka Antonína Hergeta, jehož návrh byl vypracován roku 1787. Výstavba se však protahovala až do roku 1816 a ani v této době nebyla uspokojivě dokončena. Projekt vázl na neochotě majitelů domů a pozemků hradit položení a napojení přípojek a nadto byl od začátku napoleonských válek v celé monarchii významně utlumen stavební ruch.

Druhým, podstatně důležitějším a významnějším projektem se stala tzv. Chotkova kanalizace, jejíž návrh nechal vypracovat nejvyšší purkrabí hrabě Karel Chotek na základě Hergetovy původní kanalizace. Ta byla stavěna v letech 1816–1828, po dokončení měřila 44 km a měla celkem 35 výpustí do Vltavy. Celkově kanalizace stála 1 034 718 zlatých a 51 krejcarů a majitelé domů na ni přispívali úměrně podle poměru k délce fasády domu přilehlé k budované stoce. Z pohledu pozdějších stavebních projektantů byla Chotkova kanalizace technicky zoufale nevýhodná – měla ploché dno, stěny byly postaveny z obyčejných cihel, místo malty byla použita jen hlína, měly malý spád i průřez, na některých místech kanalizace dokonce stoupala a vytvářela tak ohromné hnijící žumpy, které se musely ručně odvážet vozy a v dřevěných sudech.

Od roku 1883 přestala dosavadní kanalizace vyhovovat. Kromě neutěšeného technického stavu, v jakém se po padesáti letech užívání  nacházela,  nebyla  síť  dostatečně  dimenzována  vzhledem  k vzrůstajícímu rozšíření celého města, které postupně připojovalo okolní předměstské čtvrtě.

Další projekt měl proto mít za úkol postarat se o odkanalizování celého území včetně Holešovic, Vyšehradu a vnitřních předměstí, která vlastní kanalizaci neměla. V letech 1884 a 1886 byla z tohoto důvodu městská rada nucena přistoupit k vyhlášení generelního projektu na odkanalizování výše zmíněných oblastí. Celkem se sešlo pět návrhů, přičemž každý k danému problému přistoupil z jiného úhlu. Bohužel ani jeden z nich nevyřešil základní problémy nastíněné v zadání generelního projektu (především odkanalizování celého území Prahy a přilehlých částí a vyřešení problému kanalizace za povodní)   a žádný tak nebyl určen jako výchozí pro vyřešení celé otázky. Pouze dva z nich byly vybrány jako částečně vyhovující a byly odkoupeny pro použití některých jejich částí.

Po vypracování série výpočtů a technických měření byl zadán ke schválení projekt Dr. Hobrechta a Ing. Kaftana, kteří vypracovali návrh sice zajímavý, ale prakticky nevyužitelný, neboť kromě odkanalizování jen části města nijak neřešil, co se má s odvedenými  kaly potom stát. Smlouva navíc byla pro město uzavřena za značně nevýhodných podmínek (město např. nesmělo přijmout ani nechat vypracovat jiný konkurenční návrh). Ing. Ryvola a Ing. Václavek, geometři nově vzniklé Kanalizační kanceláře, se proti rozhodnutí města ohradili a jako gesto městu věnovali zdarma návrh, jejž vypracovali během svého volného času.

Východiskem z problému se ukázalo povolání odborníka, který stál stranou domácího prostředí. Tím se stal stavební rada  Frankfurtu nad Mohanem Ing. William Heerlein Lindley, který stál za projektem frankfurtské kanalizace vybudované o několik let předtím.

Vznik čistírny odpadních vod v Bubenči

Lindley celou věc detailně prozkoumal a zavrhl oba projekty jako torzovité, neřešily podle něj totiž problém s odkanalizováním celého města. Jako hlavní překážky kanalizace uvádí příliš malou plochu určenou k odvodnění, absenci řešení rozdílných  topografických a výškových rozdílů na území města, kterými byla Praha proslulá, a neexistenci řešení problému s čištěním odvedených splašků. Ačkoliv se předpokládalo, že obnovená Kanalizační kancelář na základě Lindleyova výroku vypracuje nový návrh, nestalo se tak. Místo toho se Lindley sám  nabídl jako projektant nového návrhu  a  město s ním roku 1892 uzavřelo smlouvu, která ho v Praze udržela až do roku 1909.

Lindley podstatně rozšířil kanalizovanou plochu z původních 2588 ha na 4602,7 ha, ale jeho hlavní navrhovanou změnou bylo rozdělení území města a jeho předměstí do několika sektorů v horizontálním i vertikálním směru. Město bylo rozděleno do dvou výškových pásem, která reagovala na momentální počasí (nižší pásmo začínalo u břehu řeky a končilo do 2,5 m nad hladinou, vyšší pásmo od 2,5 m nad hladinou začínalo). Období trvalých dešťů a povodní, která Prahu pravidelně sužovala, se sice naštěstí podle dobových tabulek nestřetávala, nicméně i tak bylo tuto situaci nutno vyřešit. Lindley svým rozdělením města do dvou různých výškových pásem zabránil tomu, aby při větším tlaku vody z horního pásma byla zahlcena kanalizace   a nebyly neodváděny vody z dolního pásma.

Z horního pásma se splašky ředily až do maximálního trojnásobného zředění a takto upravené proudily do čisticí stanice. V případě, že u zředění nastala vyšší koncentrace, byly všechny splašky z celého území okamžitě vypuštěny do Vltavy, aby se zabránilo zahlcení soustavy. Podle dobových vědeckých studií stačila tato zvýšená koncentrace k tomu, aby se řeka neznečistila tolik jako v případě, kdyby došlo k zahlcení systému. K tomuto činu se muselo přikročit maximálně 45× do roka a doba, po kterou byly nečištěné splašky pouštěny do řeky, nepřesáhla šedesát hodin. Nižší území oproti tomu své splašky odvádělo do čisticí stanice vždy a za každých okolností. Druhý způsob, který dělil Prahu, byl směrový – Lindley navrhl a nechal vyprojektovat odvod splašků dvěma hlavními sběrači, které odváděly odpadní vodu z různých území. Sběrač A pokrýval území o rozloze 3856 ha, sběrač B rozlohu 754,1 ha. Území se postupně rozrostlo      o další sběrače C, D a E (i když v tomto případě se jedná o pozdější název, v této době byl označen jako IA), které do systému přivedly splašky z dalšího území o rozloze 3824,7 ha a celková odkanalizovaná plocha tak dosáhla 8850,9 h.

Celá síť byla zaústěna do nové čisticí stanice, dokončené a spuštěné roku 1906. Ta byla umístěna v Bubenči u břehu řeky a  na  Císařském ostrově (kde byly umístěny kalojemy). Lindley tento nápad převzal od Ing. Ryvoly a Ing. Václavka, protože byl pro dané řešení nejvhodnějším.

Bubenečská čisticí stanice byla na tehdejší dobu velmi moderní technickou stavbou. Hrubé čištění splašků začínalo na hrubých česlích, kde zůstávaly hrubé odpadky, kam patřily hadry, dřevo, zbytky jídla, fekálie atd. Spolu s odpadky z druhých jemných česlí se tyto zbytky, nejprve ručně a později již strojově, shrabovaly a nejčastěji pálily či odvážely na skládku.

Mezi sadami česlí byl umístěn lapák písku – 34 m dlouhý, 12 m široký a  6 m  hluboký  bazén,  ve  kterém  voda  pomalu  proudila a umožnila písku a bahnu pomalu klesat vlastní vahou ke dnu. Odtud byly speciální pumpou čerpány k dalšímu použití. Voda byla poté vedena do usazovacích nádrží, které se svým skloněným dnem umožňovaly, aby se kal v pomalu tekoucí a rotující vodě usazoval a vlastní vahou se snášel dolů ke dnu. Vyčištěná voda se pak přivedla zpět do řeky, zatímco kal vzniklý čisticím procesem se v létě čerpal do kalových lodí a odvážel na kaliště v dolním toku Vltavy.  V zimě se pak nechával na Císařském ostrově v kalojemech. V obou případech se prodával zemědělcům v blízkém okolí jako ceněná zemědělská komodita.

Meziválečná kanalizace

Pražská kanalizace po 1. světové válce musela začít řešit problém, jak se postarat o základní hygienické požadavky všech obyvatel, kteří se po spojení v roce 1922 stali Pražany. Ačkoliv nově připojené obce nejprve nebyly součástí kanalizační sítě, nutnost postupně je napojit se stala hygienickou a právní nezbytností. Problém při napojování nových městských částí nastal hned v úvodních chvílích. Stávající kanalizační systém byl od počátku uzavřený, sestával ze dvou hlavních sběračů a čisticí stanice s mechanickým čisticím procesem.

Přestože Lindley ve svém projektu pojal celou koncepci se značně štědrou rezervou, nikdo nepočítal s tím, že se splašky budou během krátké doby odvádět z jiných oblastí, než bylo vnitřní město a jeho nejbližší okolí. Projektovaných 150 000 uživatelů se tak rázem stalo nedostatečným minimem, stejně jako maximální průtok 4005 l/s ze všech kmenových stok, což odpovídá 120–140 l na osobu a den. Stejně tak nikdo nepočítal s tím, že se čisticí stanice v Bubenči, která byla v době svého vzniku postavena na městských hranicích, vbrzku ocitne přímo uprostřed nové zástavby a v centru nového města. Ačkoliv čistírna odpadních vody prošla intenzifikací, která ji nejprve elektrifikovala a  roku  1927  přinesla  novou  čisticí  linku  sestávající z nové česlovny, trojdílného lapače písku a čtyř nových usazovacích nádrží, ukazovalo se, že bude potřeba postavit čistírnu kompletně novou. První realizovatelný návrh předložil v roce 1925 penzionovaný bývalý geometr Kanalizační kanceláře Ing. Eduard Máslo, který se zúčastnil už příprav na předlindleyovské soutěži.

Ve svém návrhu, který předložil odborné veřejnosti v roce 1925 a vodoprávnímu schválení v roce 1929, se opíral o teorii umístění čisticí stanice mimo obvod města do oblasti obce Řeže, na pozemky vzdálené cca 11 km od dosavadní  čisticí  stanice.  Hlavní  důvody pro toto umístění byly dva – odstranit problémy s činností čisticí stanice uvnitř města a zároveň uchránit co nejdelší úsek řeky od znečištění splaškovými vodami.

Nová čistírna měla být, podobně jako čistírna dosavadní, založena na čistě mechanickém způsobu očisty vody. Ačkoliv částečné biologické čištění již bylo známo a ve světě se používalo, Ing. Máslo o něm neuvažoval nejen z hlediska úspor financí na stavbu, ale také proto, že původní vodoprávní povolení pro starou čistírnu, které mělo přejít na čistírnu novou, biologické čištění vůbec nezmiňovalo. Pro svůj projekt vzal jako základ plochu k odkanalizování 17 200 ha (původní vodoprávní povolení platilo pro 5580 ha), přičemž se opíral o statistické výpočty vývoje města, které hovořily o 1 700 000 obyvatelích v roce 2000, zásobovaných 140 l na osobu a den, což odpovídá průměrnému dennímu přítoku asi 3900 l/s.

Přívod vody a splašků měl být realizován 10 km dlouhým potrubím, vedeným od staré čistírny v Bubenči, která měla být zrušena, u obce Sedlce měl projít 4 km dlouhým tunelem skrze kamenný masiv na vltavském břehu a pak dvěma kratšími shybkami podejít řeku a napojit se na čistírnu umístěnou na pravém břehu.

Samotná filtrace se měla odehrávat na hrubých, strojně obsluhovaných, česlích, dvojitém lapáku písku a 72 usazovacích nádržích, z toho osmnácti rezervních, z důvodu přetržitého usazování. Očištěná voda pak měla být vpuštěna zpátky do řeky. V původním plánu se v Podbabě nacházela podružná čistírna pro pravý břeh, ale nakonec se vše mělo spojit do jednoho celku směřujícího do Řeže. Celý projekt měl stát 155 mil. Kč. Po smrti Ing. Másla v roce v roce 1926 návrh následně dopracoval Ing. Václav Douda, který byl přednostou Stavebního úřadu 9a. Proti projektu se záhy vynořila široká nesouhlasná argumentace. Ta poukazovala na skutečnost nedokonalého čištění splaškové vody a na nehospodárnost umístění stanice tak daleko od Prahy. Tento fakt byl na druhou stranu i součástí souhlasných projevů. Na jedné straně se přetřásala finanční náročnost celého projektu, na straně druhé jeho ekologický dopad na město a blízké okolí.

Ing. Zika oproti tomu nechal vypracovat dva návrhy pro čistírnu   v Bubenči a v Řeži. Oba měly mít již kromě mechanického čištění   i biologickou část a vyhnilý kal se měl posílat dlouhým výtlačným řadem až do Veltrus a Zdib, kde měly být umístěny velké kalojemy. Z nich se pak měl kal dodávat zemědělcům k dalšímu použití. V roce 1929 byl projekt Douda – Máslo odevzdán k vodoprávnímu řízení, které ho mělo v dohledné době schválit. Návrhy Ing. Ziky nicméně v odborné veřejnosti nastolily nové otázky ohledně umístění nové čistírny, které se dostaly do sporu s novými čistírenskými postupy a faktem, že v Řeži již byly zakoupeny pozemky pro novou čistírnu. Jako výsledek se proto přikročilo k vypsání soutěže na generelní projekt nových čistíren. Soutěž byla vypsána 2. května 1933 a ukončena k 15. březnu 1934. Na jejím konci se sešlo patnáct soutěžních návrhů – třináct soutěžních a dva podané mimo soutěž, což celou komisi zaskočilo a prodloužilo její rozhodnutí na celý rok. První cena nakonec udělena nebyla, pouze dvě druhé, jedna třetí a řada dalších projektů byla zakoupena. Všechny návrhy přitom alespoň částečně splašky čistily biologickým čištěním, až na výjimky většinou aktivací kalu. Všechny tři první projekty, Dorr a Čistá půda na druhém místě a Roztoky na místě třetím, umisťovaly čistírnu mimo Prahu. Dorr do Podhoří, Čistá půda na již zakoupené pozemky v Řeži a Roztoky do Roztok u Prahy. Stejně tak všechny tři používaly umělou biologickou aktivaci kalu, lišily se jen použitou technologií. Další návrhy používaly i jiných způsobů, např. přirozené biologické čištění závlahami zemědělské půdy, či soustavy biologických rybníčků. Návrh Hygiena 3 přišel s revoluční myšlenkou na čištění vody elektrolýzou, nicméně se ukázalo, že by spotřeba hliníku na elektrodách byla příliš drahá. Byl však pro svou originalitu i tak zakoupen.

Nová čistírna odpadních vod (NČOV)

Meziválečná Praha nakonec však novou čistírnu vybudovat nestihla. I přes souhlasný názor na její stavbu v Řeži a typ čištění se vedení města na realizaci projektu neshodlo. Debata proto pokračovala dále. Za 2. světové války bylo umístění čistírny předmětem další diskuse, vedené německým prof. Karlem Imhoffem, který rozhodl o její stavbě zpět na Císařském ostrově.

Po skončení války probíhala debata dále a úspěšně navázala na válečný vývoj celé kanalizační problematiky. Namísto německých expertů se k problematice vyjadřovali odborníci sovětští – v roce 1946 doc. Alexander Kagan a Ing. Nikolaj Michajlov a následně v roce 1951 prof. Litvinov. Ze zdravotního hlediska bylo umístění v Řeži pro město lepší, ale nakonec převážil ekonomický aspekt – Císařský ostrov byl pro stavbu čistírny prostě levnější, protože nebylo nutno stavět drahý štolový přivaděč o délce 11 km. O umístění čistírny se nicméně jednalo od skončení války až do 13. dubna 1954, kdy vláda ČSSR schválila usnesení o investičním úkolu na výstavbu ústřední čistírny na Císařském ostrově v Bubenči.

Po druhé světové válce byla rovněž znovu otevřena otázka způsobu čištění odpadní vody, která se pokládala za vyřešenou od konce třicátých let.  Pozvaní  sovětští  odborníci  nicméně  přinesli  zprávu  o přirozeném biologickém čištění závlahami, které se používalo u řady sovětských  měst.  Toho   využil  jeden   z   neúspěšných   soutěžících z třicátých  let,  Ing.  Jaroslav  Lanč,  který  tento  způsob  propagoval a danou otázku znovu otevřel tím, že sovětské odborníky přesvědčil  o možnostech využití tohoto systému pro Prahu.

Nová čistírna se oficiálně začala budovat od 3. února 1958, kdy došlo ke  konečnému  schválení  celého  projektu.  Stavba  byla  ukončena  v roce 1965 a v červenci téhož roku byla slavnostně spuštěna do provozu. Vzhledem k nefunkčnímu mechanickému předčištění však došlo po oficiální události k uzavření celé čistírny. Znovu spuštěna byla neveřejně až o dva roky později, tj. v roce 1967, mezitím stále pracovala původní Lindleyova stanice. Jejím odstavením skončila  celá stoletá anabáze řešení s hledáním řešení kanalizačního systému v Praze.