Biologiczna Oczyszczalnia: Budowa i Zasada Działania
- Szczegóły
Tam, gdzie nie ma kanalizacji, warto zbudować własną oczyszczalnię, która pozwoli w ekologiczny sposób zagospodarować ścieki powstające w gospodarstwie domowym. Wybudowanie indywidualnej przydomowej oczyszczalni ścieków jest droższe niż szamba, ale inwestycja zwraca się po kilku latach eksploatacji, ponieważ na tym etapie koszty są znacznie niższe. W większości wypadków wystarczy raz na rok lub półtora roku wybrać niedużą ilość wytrąconego ze ścieków osadu nadmiernego.
Poprosiliśmy producentów i dystrybutorów przydomowych oczyszczalni ścieków, żeby zarekomendowali naszym czytelnikom najlepsze ich zdaniem rozwiązania dla typowej czteroosobowej rodziny. Wyniki rekomendacji jasno pokazały, że w tej chwili najpopularniejsze są oczyszczalnie biologiczne, które zajmują małą powierzchnię i można je instalować bez względu na poziom wód gruntowych oraz rodzaj gruntu na działce. Do podanych cen oczyszczalni biologicznych należy doliczyć koszt urządzenia do odprowadzenia oczyszczonej wody, np.
Do niedawna najpopularniejsze były stosunkowo tanie, ale dość wymagające oczyszczalnie drenażowe. Taka oczyszczalnia zajmuje nawet 50-60 m2 powierzchni działki i nie można tam sadzić drzew i krzewów. Jeśli grunt jest słabo przepuszczalny albo poziom wód gruntowych wysoki, trzeba stosować dodatkowe zabiegi umożliwiające skuteczne rozsączanie ścieków, np. wymieniać grunt na lepiej przepuszczalny albo konstruować złoże żwirowe podniesione. Na przeciwległym biegunie kosztów są oczyszczalnie roślinne, które naśladują naturalne ekosystemy bagienne.
Własna przydomowa oczyszczalnia ścieków będzie świetnym rozwiązaniem, z powodzeniem zastąpi przestarzałe już szambo i zapewni komfortowy i ekologiczny sposób utylizacji ścieków. Takie rozwiązanie pozwala również na oszczędności finansowe za sprawą niewielkich kosztów eksploatacji i możliwości wykorzystania wody z oczyszczonych ścieków na przykład do podlewania ogrodu.
Zalety Przydomowych Oczyszczalni Ścieków
- Oszczędność: Zbudowanie oczyszczalni jest droższe niż szamba szczelnego, ale jej eksploatacja znacznie tańsza.
- Ekologia: Idea przydomowych oczyszczalni jest zgodna z zasadą, że woda pobrana w danym miejscu powinna do niego wrócić.
- Wygoda: Dobrze dobrana i sprawnie działająca instalacja pozwala zapomnieć o problemie ścieków na działce.
- Mała powierzchnia: Zajmuje niewiele miejsca. Reaktor biologiczny to kilkukomorowy zbiornik, który zajmuje powierzchnię tylko kilku metrów kwadratowych.
- Niezależność od gruntu: Nie ma dla niej znaczenia rodzaj gruntu. Zbiorniki są mocne i wodoszczelne, można je zainstalować na działce o dowolnym rodzaju gruntu i poziomie lustra wody.
- Możliwość ponownego wykorzystania wody: Wodę można dowolnie zagospodarować.
O tym, czy dany model oczyszczalni wystarczy do przerobienia ścieków z naszego domu, można przekonać się, sprawdzając jego przepustowość lub równoważną liczbę mieszkańców (RLM), dla której jest przeznaczony. Przepustowość to ilość ścieków oczyszczonych w ciągu doby.
Przeczytaj także: Korzyści z posiadania biologicznej oczyszczalni
Zasada Działania Oczyszczalni Biologicznej
Zasada działania oczyszczalni polega na przetworzeniu ścieków w taki sposób, aby możliwe było ich odprowadzenie do gruntu, rowu melioracyjnego lub rzeki bez ryzyka skażenia środowiska. Oczyszczanie można podzielić na dwa etapy:
- Pierwszy to wstępne oczyszczanie w osadniku gnilnym. Zachodzą tam procesy biochemiczne wywołane przez bakterie beztlenowe oraz zjawiska fizyczne. W ich wyniku zbiera się osad, który ulega fermentacji i rozkłada się na proste związki rozpuszczalne w wodzie, które przechodzą razem z wodą do kolejnego etapu oczyszczania, i nierozpuszczalne, które pozostają na dnie osadnika. Następnie ścieki przechodzą przez kosz filtracyjny i płynna część przepływa do osadnika wtórnego.
- W drugim etapie zgromadzone ścieki są poddawane dalszemu oczyszczaniu w warunkach tlenowych. Następuje rozkładanie i neutralizowanie zanieczyszczeń groźnych dla środowiska.
W procesie oczyszczania wykorzystuje się mikroorganizmy, które rozkładają związki organiczne zawarte w ściekach. Mają zwykle budowę wielokomorową. W pierwszej wstępnej komorze denitryfikacji następuje wstępne oczyszczenie - zatrzymywane są większe zanieczyszczenia i związki nieorganiczne. Ten proces odpowiada temu, co się dzieje w osadnikach gnilnych, czyli beztlenowemu rozkładowi zanieczyszczeń.
W głównej komorze następują procesy oczyszczania tlenowego. Odpowiadają za nie mikroorganizmy tworzące osad czynny - wyselekcjonowane szczepy bakterii oraz pierwotniaki (orzęski i wiciowce), nicienie, wrotki, larwy owadów itp. W oczyszczalniach z osadem czynnym mikroorganizmy są zawieszone w toni. Komora ta jest intensywnie napowietrzana, żeby mikroorganizmy się w niej utrzymywały i aby proces rozkładu zanieczyszczeń przebiegał z odpowiednią intensywnością.
Drobnoustroje mineralizują zanieczyszczenia organiczne. Mikroorganizmy żywią się mineralnymi formami azotu, węgla, fosforu i siarki powstającymi w czasie ich rozkładu. Rosnące i namnażające się mikroorganizmy łączą się, tworząc tak zwane kłaczki osadu cznnego. Na tym etapie oczyszczania ciecz z unoszącym się w niej osadem czynnym jest przekazywana do osadnika wtórnego, w którym następuje oddzielenie osadu nadmiernego. Może on opadać na dno tej części bioreaktora lub być przekazywany do specjalnego pojemnika.
Rodzaje Oczyszczalni Biologicznych
- Oczyszczalnie ze złożem biologicznym: To urządzenia, w których do oczyszczania ścieków również wykorzystuje się mikroorganizmy, ale nie w postaci swobodnie pływającej, tylko tworzące błonę biologiczną, czyli pokrywającą złoże warstwę o grubości 1-3 mm.
- Oczyszczalnie łączące osad czynny i złoże biologiczne: Na rynku są także oczyszczalnie łączące obie te technologie - osadu czynnego i złoża biologicznego. Celem takiego połączenia jest poprawienie ich efektywności oraz zniwelowanie mankamentów.
Złoża Biologiczne
Obecnie najpopularniejsze są złoża wykonane z kształtek z tworzyw sztucznych. Mają one ażurową budowę. Im więcej jest w nich dziurawych ścianek, tym więcej błony może się na nich utworzyć. Najprostszym podłożem, na którym może rozwinąć się błona biologiczna, są kamienie, tłuczeń, kształtki betonowe lub ceramiczne. Spotyka się je w starszego typu oczyszczalniach. Grubość warstwy mikroorganizmów przytwierdzonych do powierzchni elementów wypełniających złoże nie przekracza 2-3 mm.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
W przydomowych oczyszczalniach wykorzystuje się złoża zanurzone lub zawieszone (fluidalne). Te pierwsze to zespół kształtek umieszczonych na odpowiedniej wysokości w reaktorze. Przepływają przez nie intensywnie natleniane ścieki i tworzą błonę biologiczną. W kontakcie z mikroorganizmami następuje rozkład nieczystości, a grubość warstwy w ten sposob odżywianych i rozmnażających się mikroorganizmów wzrasta.
W oczyszczalniach często stosuje się złoża zawieszone, które łączą cechy osadu czynnego i złoża biologicznego. Lekkie kształtki z tworzywa sztucznego są stale w ruchu w ściekach. Utrzymują je w toni ruchy mieszadeł albo sprężone powietrze dostarczane przez dyfuzor na dnie zbiornika. Taki proces oczyszczania ścieków jest podobny do działania osadu czynnego.
Oczyszczalnie Przepływowe i SBR
Oczyszczalnie biologiczne pod względem zasady działania można podzielić na przepływowe i działające metodą SBR. W oczyszczalniach przepływowych kolejne fazy oczyszczania ścieków ustawia się na określony czas działania. W oczyszczalniach typu SBR (sequencing batch reactor), czyli porcjowego dozowania ścieków, w bioreaktorze następują kolejno fazy oczyszczania.
Najpierw ścieki podlegają sedymentacji w komorze wstępnej. Następnie są cyklicznie porcjowane i przekazywane do komory reaktora. Kolejne fazy działania oczyszczalni to: napełnianie zbiornika, napowietrzanie i mieszanie, osadzanie osadu, odprowadzanie oczyszczonej wody i odprowadzanie nadmiaru osadu. Takie oczyszczalnie są zautomatyzowane. Fabrycznie jest ustawionych kilka podstawowych trybów pracy, na przykład ekonomiczny, wakacyjny, oszczędnościowy. Sterowniki można odpowiednio zaprogramować, uwzględniając własne potrzeby. Informacje o stanie pracy urządzenia są wyświetlane na ekranie.
Alternatywne typy oczyszczalni
Oprócz biologicznych, istnieją również inne typy oczyszczalni:
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
- Oczyszczalnie drenażowe: Składają się z osadnika gnilnego i systemu rozsączającego. Są proste, tanie i nie wymagają energii elektrycznej, ale potrzebują przepuszczalnych gruntów i niskiego poziomu wód gruntowych.
- Oczyszczalnie roślinne: Wykorzystują rośliny do oczyszczania ścieków. Są drogie i zajmują dużo miejsca, ale mogą stanowić element dekoracyjny ogrodu.
Oczyszczalnie Drenażowe
Oczyszczalnie ścieków drenażowe składają się z osadnika gnilnego, w którym ścieki są wstępnie oczyszczane na zasadzie beztlenowej, oraz systemu rozsączającego, w którym następuje właściwe oczyszczenie cieczy. Są proste w działaniu, dość tanie, nie wymagają zasilania energią elektryczną. Ich koszty eksploatacji są znikome - raz na miesiąc-dwa trzeba wrzucić do miski klozetowej kostkę z preparatem zawierającym bakterie, które będą działać w osadniku. Zwykle raz w roku wywozi się osad nadmierny, którego jest znacznie mniej niż objętość zwykłego szamba, więc opłata jest dużo niższa.
Mają jednak kilka wad. Oczyszczalnie drenażowe sprawdzają się na działkach o gruntach przepuszczalnych - piaszczystych lub gliniasto-piaszczystych - i niskim poziomie wód gruntowych. Odległość od rur, które zakopuje się na głębokości mniej więcej 40 cm, do lustra wody powinna wynosić nie mniej niż 1,5 m. Oczyszczalnia z drenażem zajmuje na działce sporo miejsca. Osadnik gnilny (np. betonowy zbiornik taki jak na tradycyjne szambo albo specjalny zbiornik producenta oczyszczalni) zajmuje kilka metrów kwadratowych powierzchni. Na rozsączenie ścieków w systemie rur drenarskich potrzeba mniej więcej 50 m2.
Oczyszczalnie Roślinne
Mogą stanowić dekorację ogrodu, a jednocześnie bardzo dobrze oczyszczać ścieki. Warunki gruntowo-wodne na działce nie mają wpływu na funkcjonowanie takich oczyszczalni. Dojrzała oczyszczalnia roślinna pozwala osiągnąć wodę o II stopniu czystości. Sposób jej działania naśladuje ekosystem mokradeł. Wykorzystuje się w niej rośliny terenów podmokłych, głównie trzciny, pałki, wiklinę, sitowie, kosaćce.
Wstępne oczyszczenie ścieków następuje w osadniku gnilnym, z którego są one przepompowywane do zbiornika z filtrem gruntowo-korzeniowym albo ze złożem hydroponicznym. Filtr gruntowo-korzeniowy to zbiornik odizolowany od wód gruntowych, na przykład tak jak oczko wodne, w którym rośnie przede wszystkim trzcina. Oczyszczanie ścieków odbywa się między korzeniami i głębiej w podłożu. Ścieki rozprowadza się rurami drenarskimi na powierzchni filtra. Woda powoli przesącza się między korzeniami roślin. Mikroorganizmy żyjące w tym ekosystemie rozkładają substancje organiczne zawarte w ściekach do prostszych związków, które stają się ich pokarmem.
Wymagania prawne dotyczące przydomowych oczyszczalni ścieków
Podstawowymi problemami, które towarzyszą planowaniu budowy własnego systemu oczyszczania ścieków są wymagania prawne. Najczęściej pojawia się pytanie, czy konieczne jest pozwolenie na budowę, czy tylko zgłoszenie?
Według aktualnych przepisów Prawa Budowlanego na budowę oczyszczalnia ścieków o wydajności do 7,5 m3/d lub zbiornika bezodpływowego o pojemności do 10 m3 wystarczy jedynie zgłoszenie.
Oprócz pozwolenia na budowę należy mieć na uwadze pozwolenie wodnoprawne na wprowadzenie ścieków do środowiska. W tym przypadku, jeżeli odprowadzamy ścieki z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego w ilości do 5 m3 pozwolenie nie jest konieczne. Przepisy określają to jako zwykłe korzystanie z wód.
Pozwolenie jest obligatoryjne zawsze wtedy, gdy na terenie działki prowadzona jest działalność gospodarcza. Gdy ścieki będą odprowadzane do urządzeń wodnych (np. wyloty urządzeń kanalizacyjnych, za pośrednictwem których ścieki będą kierowane do ziemi, rowów, stawów i innych zbiorników wodnych, etc.) wymagane jest pozwolenie na wykonanie urządzenia wodnego.
Aktem prawnym, który reguluje warunki, jakie trzeba spełnić przy wprowadzeniu do wód lub ziemi ścieków oraz wód opadowych i roztopowych jest Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r.
Budowa oczyszczalni wiąże się także z uwzględnieniem parametrów wodnogruntowych.
Prawo (Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r.) warunkuje również stopień czystości ścieków, które będą odprowadzane do wód z oczyszczalni. Rozróżnia obszary lokalizacji oczyszczalni poza aglomeracją oraz w aglomeracji. Ścieki, pochodzące z aglomeracji, nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń, właściwych dla RLM (tabela). W przypadku obszarów poza aglomeracją, wartości zanieczyszczeń ścieków powinny wynosić min 20% dla BZT5 oraz min 50% dla zawartości zawiesin ogólnych.
Wymagania glebowe i wielkość działki dla różnych rodzajów oczyszczalni ścieków
Szczegóły wymagań dla różnych rodzajów oczyszczalni zawarto w tabeli:
| Rodzaj oczyszczalni ścieków | Wymagania glebowe | Odległość od poziomu wód gruntowych | Wielkość działki |
|---|---|---|---|
| z drenażem rozsączającym | dobrze lub średnio przepuszczalne (piaski, żwiry i lessy) | > 1,5 m | duża |
| biologiczna | - rozsączanie planowane w gruncie - dobra przepuszczalność,- poza granicami działki | bez znaczenia | mała |
| hydrobotaniczna | - rozsączanie planowane w gruncie - dobra przepuszczalność,- poza granicami działki | bez znaczenia | duża |
W przypadku, gdy wody gruntowe znajdują się zbyt wysoko, można zastosować kopiec filtracyjny (nasyp), o takiej wysokości, aby zachować minimalną odległość drenów od poziomu wód gruntowych. Konieczność zachowania minimalnych odległości na działce, regulowanych przez prawo, determinuje również wielkość działki, na której trzeba rozmieścić elementy systemu oczyszczalni.
Dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla różnych RLM
| L.p. | Nazwa wskaźnika | Jednostka | RLM - równoważna liczba mieszkańców aglomeracji | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2000 - 9999 | 10000-14999 | 15000-99999 | 100000<1 | |||
| 1 | Pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT5 przy 20 ⁰C), oznaczane z dodatkiem inhibitora nitryfikacji | mg O2/l min. % redukcji | 25 albo 70-90 | 25 albo 70-90 | 15 albo 90 | 15 albo 90 |
| 2 | Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZTCr) oznaczane metodą dwuchromianową | mg O2/l min. % redukcji | 125 albo 75 | 125 albo 75 | 125 albo 75 | 125 albo 75 |
| 3 | Zawiesiny ogólne | mg/l min. % redukcji | 35 albo 90 | 35 albo 90 | 35 albo 90 | 35 albo 90 |
| 4 | Azot ogólny (suma azotu Kjeldahla (NNorg + NNH4) azotu azotynowego i azotu azotanowego) | mg N/l min % redukcji | 15 | 15 albo 70-80 | 15 albo 70-80 | 10 albo 70-80 |
| 5 | Fosfor ogólny | mg P/l min % redukcji | 2 | 2 albo 80 | 2 albo 80 | 1 albo 80 |
Źródło: załącznik nr 3 do Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego.
tags: #biologiczna #oczyszczalnia #kopiec #budowa #zasada #działania

