Oczyszczalnie ścieków to systemy urządzeń służących eliminacji zanieczyszczeń ze ścieków stanowiących zagrożenie dla ludzi, zwierząt oraz środowiska. Sam proces składa się z dwóch procesów – mechanicznego oraz biologicznego. Budowa przydomowej oczyszczalni wiąże się oczywiście z konkretnymi nakładami inwestycyjnymi, dlatego postanowiliśmy bliżej przyjrzeć się systemom, jakie oferuje rynek oraz przedstawić najważniejsze zalety i wady różnych rozwiązań.

  • Oczyszczalnia drenażowa rozsączająca
  • Oczyszczalnia z filtrem piaskowym
  • Oczyszczalnia gruntowo-roślinna
  • Oczyszczanie z użyciem osadu czynnego
  • Oczyszczalnia ze złożem biologicznym

 

W zależności od wykorzystanej technologii eliminacji zanieczyszczeń, wyróżnia się różne rodzaje oczyszczalni. Decyzja o ich budowie powinna być wynikiem rachunku ekonomicznego, na który składają się potencjalne zyski i korzyści wynikające z oczyszczania ścieków oraz koszty inwestycyjne, a także koszty utrzymania i eksploatacji obiektu.

Niezwykle istotna z punktu widzenia środowiska jest też sama technologia oczyszczania ścieków. Im bardziej skuteczna i efektywna, tym mniejsze zagrożenie dla gruntu oraz wód.

 

Oczyszczalnia z drenażem rozsączającym

Drenażowa oczyszczalnia rozsączająca to najprostszy typ przydomowej oczyszczalni ścieków. Poza osadnikiem gnilnym składającym się z jednej lub dwóch komór, nieodzownym elementem oczyszczalni jest rurowy drenaż rozsączający.

Warunkiem zastosowania tego rozwiązania są odpowiednie warunki gruntowe. Oczyszczanie ścieków odbywa się tu bowiem w oparciu o dwa procesy: tlenowym oraz beztlenowym. Ważne zatem, by grunt był dobrze przepuszczalny, a poziom wód gruntowych stosunkowo niski. Trzeba też pamiętać, aby oba elementy oczyszczalni były odpowiednio oddalone od budynku czy granicy działki.

Jak wspomnieliśmy to najprostsze, ale niestety też najmniej skuteczne spośród rozwiązań, jakie prezentujemy. Skuteczność oczyszczania zawiesiny ogólnej w samodzielnych osadnikach gnilnych wynosi mniej niż 80%, natomiast eliminacja zanieczyszczeń organicznych oraz związków azotu kształtuje się zaledwie na poziomie 40%. Jeszcze gorsze wyniki osiąga technologia drenażowa w przypadku biogenów, jakimi są związki fosforu. Jej skuteczność wynosi zaledwie 5%. To zdecydowanie wartości odbiegające od  dzisiejszych standardów ekologicznych.

Nadmierny rozrost błony biologicznej wywołany dużą ilością odprowadzanych zanieczyszczeń organicznych może tez powodować zatykanie porów złoża rozsączającego. Kolmatacja systemu rozsączającego ścieki do gruntu to jedno z poważniejszych zagrożeń w przypadku. Im grunt jest mniej przepuszczalny, tym łatwiej może dochodzić do tego typu sytuacji.

Mniejsza wydajność odprowadzania ścieków do gruntu może powodować (zwłaszcza w okresach długotrwałych opadów) lokalne podtopienia systemu rozsączającego. To z kolei prowadzi do odcięcia dopływu powietrza dla mikroorganizmów tlenowych bytujących w gruncie oraz ich obumieranie. W złożu rozsączającym zaczynają wtedy dominować bakterie beztlenowe rozkładające materię organiczną wraz z intensywnym wydzielaniem uciążliwych zapachowo gazów. Procesy wyłącznie beztlenowe zachodzą też w osadniku gnilnym, co może skutkować intensyfikacją powstawania gazów złowonnych, zwłaszcza w sytuacji niedociążenia oczyszczalni.

W wyniku braku kontroli nad procesami wewnątrz zakopanej części systemu, może powstawać sapropel, który charakteryzuje się niskim współczynnikiem filtracji i dodatkowo blokuje odpływ ścieków. W rezultacie już po kilku latach eksploatacji system może całkowicie przestać działać, a skażony zanieczyszczanymi grunt wymagać będzie wymiany, co jest bardzo kosztownym rozwiązaniem.

Ze względu na występujące procesy beztlenowe, podczas eksploatacji zalecane jest stosowanie biopreparatów dbających o florę bakteryjną i przyśpieszających rozkład zanieczyszczeń. To z kolei stanowi dodatkowy koszt eksploatacyjny.

Budowa oczyszczalni, zbiornika retencyjnego, pompowni drogi ekspresowej S3 MOP Polkowice

Oczyszczalnia z filtrem piaskowym

Ciekawym rozwiązaniem w przypadku niedostatecznej przepuszczalności gruntu lub wysokiego poziomu wód gruntowych może być filtr piaskowy lub piaskowo-żwirowy. Stwarza on zdecydowanie lepsze warunki do oczyszczania ścieków, poza tym jest dość prosty w budowie i stosunkowo niedrogi w eksploatacji. Niewątpliwą  zaletą rozwiązania jest też duża odporność na wahania w dopływach ścieków.

Filtr można umieścić zarówno na powierzchni gruntu, czyli w nasypie, jak również pod jego poziomem. Podczyszczone biologicznie w osadniku gnilnym ścieki kierowane są do drenażu zbierającego, którego rury zasypane są warstwą filtracyjną w postaci żwiru i piasku. Pozwala to na dobre napowietrzenie i intensywny rozwój błony biologicznej na materiale filtrującym.

W filtrze piaskowym, oczyszczone wstępnie ścieki są doczyszczane, a następnie z pomocą drenów rozsączane lub odprowadzane do odbiornika. Problemem mogą być jednak grunty o wysokiej przepuszczalności oraz wysoko położone wody podziemne. W takim przypadku konieczne jest wyłożenie dna i brzegów wykopu folią z tworzywa sztucznego.

Ta metoda, w porównaniu z drenażem rozsączającym, wymaga niestety większych nakładów inwestycyjnych, np. na zakup folii, budowę filtra czy przepompowni. Kolejną wadą jest spora powierzchnia, jaką zajmuje cały system, a także konieczność zabezpieczenia filtra przed czynnikami zewnętrznymi, np. poprzez ogrodzenie.

 

Oczyszczalnia gruntowo-roślinna

Podobne działanie do oczyszczalni piaskowych mają oczyszczalnie ścieków z filtrami gruntowo-roślinnymi. Tutaj jednak proces biologicznego oczyszczania wspierany jest przez systemy korzeniowe roślin. Najczęściej są to korzenie wierzby, sitowia, pałki wodnej lub trzciny będące siedliskiem bakterii doczyszczających ścieki i udrażniające grunt oraz stanowiących siedlisko bakterii doczyszczających ścieki.

Aby wzmocnić skuteczność czyszczenia można postawić kilka filtrów gruntowo-roślinnych usytuowanych względem siebie w sposób kaskadowy. Sam filtr zbudowany jest z kilku warstw. Pierwsze dwie, to warstwy żwiru: o większej granulacji 2–16 mm i mniejszej do 2 mm. Następnie jest warstwa mieszaniny keramzytu, słomy, torfu i kory oraz ostatnia, czyli roślinność.

Podczyszczone w osadniku gnilnym ścieki kierowane są do odizolowanych od podłoża powierzchni filtracyjnych. Tam zachodzi biologiczna filtracja przy pomocy błony biologicznej. W wyniku licznych tlenowych i beztlenowych procesów rozkładane są białka i redukowane azotany. Wytrącane są też fosforany oraz następuje neutralizacja związków siarki ze ścieków. Następnie doczyszczone ścieki, z pomocą systemu drenażu lub studni chłonnej, są kierowane do gruntu lub do odbiornika.

Jeżeli przepuszczalność gruntu jest duża i zagraża przenikaniem ścieków, podobnie jak w poprzednim rozwiązaniu, dno wykopu należy wyłożyć grubą folią z tworzywa sztucznego. Zaletą takiej oczyszczalni jej wysoka skuteczność. Ich wysoka czystość sprzyja ponownemu wykorzystaniu, np. do podlewania roślin.

Niestety ten typ oczyszczalni jest dość drogi, zarówno na etapie inwestycji, jak też eksploatacji. Niezbędna jest też duża powierzchnia samej działki.

Oczyszczalnia z osadem czynnym

W tego typu rozwiązaniu podczyszczone w osadniku gnilnym ścieki poddawane są procesom doczyszczenia zachodzącym w warunkach tlenowych. Na dnie zbiornika z osadem czynnym zamontowane są specjalne membrany, przez dmuchawę stale dostarcza tlen. W samej zaś komorze zawieszone są mikroorganizmy zdolne do niezwykle szybkiego namnażania. Tworzą one tzw. kłaczki osadu czynnego i umożliwiają rozkład zanieczyszczeń.

W osadniku wtórnym następuje klarowanie ścieków poprzez oddzielenie zawiesiny mikroorganizmów oraz substancji mineralnych. Osad należy regularnie usuwać z osadnika wtórnego i neutralizować. Odbiornikami oczyszczonych ścieków są najczęściej wody powierzchniowe, drenaż lub studnia chłonna.

Zaletami tego typu rozwiązania jest wysoki stopień redukcji zanieczyszczeń zawartych w ściekach, przy   jednoczesnym częściowym unieszkodliwieniu wirusów, bakterii i mikroorganizmów. Istotna jest także mała powierzchnia wymagana do montażu.

Ten typ oczyszczalni jest niestety dość drogi zarówno na etapie inwestycji, jak i późniejszej eksploatacji, na którą składają się: koszty energii elektrycznej, zakupu preparatów wspomagających procesy oczyszczania oraz koszty związane z pracą pompy przepompowującej osad.

Cechuje się też dużą wrażliwością, zarówno na nierównomierny dopływ ścieków, jak też przerw w dostawie prądu. W razie przerw istnieje duże ryzyko zaburzenia efektywności pracy urządzenia. Dodatkowo pojawia się konieczność przeszkolenia w zakresie prawidłowej eksploatacji oczyszczalni.

 

Oczyszczalnia ze złożem biologicznym

Ostatnia prezentowana technologia, czyli przydomowa oczyszczalnia ścieków ze złożem biologicznym, znakomicie sprawdza się wszędzie tam, gdzie warunki gruntowo-wodne lub niewielka powierzchnia działki utrudniają lub uniemożliwiają zastosowanie innego rozwiązania. Podobnie, jak w innych systemach, oczyszczanie składa się z procesów mechanicznych oraz biologicznych. Oczyszczalnia ze złożem biologicznym nie musi koniecznie być oparta o zatopione złoże biologiczne. Może być to np. obrotowe złoże tarczowe albo złoże zraszane.

Oczyszczanie mechaniczne na skutek sedymentacji i flotacji osadu odbywa się w osadniku wstępnym. Oczyszczanie biologiczne zachodzi w komorze reaktora ze złożem biologicznym. W oczyszczalniach BIOFIT produkcji Ecol-Unicon złoże to ma postać rolowanych siatek o wysokiej powierzchni właściwej. Stanowią one mechaniczną podporę dla błony biologicznej, która rozwija się na ich powierzchni i są napowietrzane z pomocą dyfuzorów drobnopęcherzykowych.

Nadmiar biomasy odrywany jest ze złóż i odpływa wraz ze ściekami do komory klarowania, gdzie następuje jego separacja. Ścieki dążąc do wylotu przechodzą przez dwie sekcje filtra, a okresowo włącza się też napływ powietrza oczyszczający filtr kierujący biomasę do góry.

Oczyszczone ścieki wypływające z komory klarowania nie wymagają dodatkowego układu podczyszczającego. Przepływ ścieków przez oczyszczalnię biologiczną odbywa się w sposób grawitacyjny, co znacząco ogranicza zużycie energii. Oczyszczalnia została zaprojektowana tak, aby była odporna na wszelkie nierówności w dopływie ścieków.

Jej największe zalety to: wysoka redukcja zanieczyszczeń, niewielka powierzchnia potrzebna do zamontowania systemu oraz łatwość adaptacji do lokalnych warunków (osobne korpusy). Ważne są także niskie koszty eksploatacji. Ilość urządzeń mechanicznych została zredukowana tutaj do minimum i ogranicza się jedynie do dmuchaw.

Kolejnym atutem takiego rozwiązania jest bardzo dobra izolacja zbiornika zapewniająca wysoką odporność na zmienne temperatury (zarówno wysokie, jak i niskie). Długi jest także okres żywotności (budowa z tworzyw sztucznych o wzmocnionej konstrukcji).

Biologiczna oczyszczalnia BIOFIT jest niezwykle prosta w obsłudze i wygodna w eksploatacji. Ogranicza się ona w zasadzie do regularnego usuwania osadów z osadnika wstępnego, zgodnie z wytycznymi dokumentacji techniczno-ruchowej. Przepełnienie osadnika może skutkować bowiem przedostaniem się osadów ściekowych do komory bioreaktora, a w efekcie – kolmatacji złoża biologicznego i zakłócenia procesu biologicznego oczyszczania.

Cały układ można podłączyć do monitoringu BUMERANG SMART, który zapewni pełen zbiór informacji o pracy urządzeń oraz optymalizację kosztów eksploatacji. System na bieżąco śledzi pracę dmuchaw, zużycie energii oraz czas pracy na obiekcie. Istnieje też możliwość instalacji dodatkowego opomiarowania w postaci sond monitorujących poziom osadów, a także sond tlenowych w reaktorze, żeby monitorować stężenie tlenu.

Po więcej informacji na temat rodzajów przydomowych oczyszczalni ścieków oraz elementów istotnych podczas doboru idealnego rozwiązania, znajdziecie w zapisie z webinaru organizowanym przez Ecol-Unicon.