Dogrzewanie Oczyszczalni SBR: Zasada Działania i Korzyści
- Szczegóły
W czasach, w których tak dużo mówi się o konieczności poszanowania środowiska naturalnego i racjonalnego gospodarowania dostępnymi zasobami, przydomowe biologiczne oczyszczalnie ścieków jak najbardziej wpisują się w proekologiczny trend. Obok ekonomii i wszechstronności zastosowań, jest jeszcze jeden czynnik, który sprawia, że oczyszczalnie ze złożem biologicznym są coraz popularniejsze.
Oczyszczalnie Biologiczne OP.SBR
Przykładem mogą być oczyszczalnie biologiczne OP.SBR firmy Gama-Plastic - znane i sprawdzone systemy oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych z szeregiem nowatorskich rozwiązań, ułatwiających adaptację do różnorodnych warunków. Niski koszt zakupu urządzeń, ich bezawaryjna eksploatacja, a także łatwy i szybki montaż oraz nieskomplikowana obsługa stawiają urządzenia OP.
Jak Działa Biologiczna Przydomowa Oczyszczalnia Ścieków OP.SBR?
W osadniku wstępnym, do którego dopływają ścieki, poddawane są one sedymentacji, a następnie są cyklicznie porcjowane do komory reaktora, w gdzie są napowietrzane (proces ten odbywa się za pomocą dyfuzora, do którego doprowadzane jest powietrze z dmuchawy membranowej). W komorze odbywa sie naprzemiennie proces nitryfikacji i denitryfikacji w strefach tlenowych i beztlenowych.
Ścieki bytowe dostarczane do oczyszczalni w pierwszym etapie trafiają do komory osadnika, gdzie cięższe frakcje opadają grawitacyjnie na dno zbiornika. Osadnik służy do uśredniania dopływających ścieków i pozwala na zmniejszenie nagłych napływów ścieków (dzięki zastosowaniu pompy powietrznej i części buforowej osadnika) oraz odciąża reaktor biologiczny.
Ścieki z komory osadnika są dozowane przy użyciu pompy powietrznej do reaktora, gdzie podlegają procesowi natleniania (dzięki równoległej pracy pompy powietrznej i dmuchawy, ścieki surowe trafiają do reaktora podczas natleniania). Tlenowy proces oczyszczania przyczynia się do usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz azotowych.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Kilkukrotnie (w zależności od ustawień sterownika) w ciągu doby cykliczna praca dmuchawy zostaje przerwana, a ścieki poddawane są procesowi sedymentacji. W tym czasie większe cząstki zawarte w ściekach opadają w dół. Oczyszczone ścieki trafiają do odbiornika wodnego lub do gruntu np. przez studnie chłonną, pochłaniacz roślinny, drenaż.
W odpowiednich odstępach czasu, po odpompowaniu ścieków oczyszczonych osad nadmierny jest odprowadzany do komory osadnika wstępnego. Odprowadzenie osadu nadmiernego dodatkowo odbywa się w ciągu dnia. Faza czwarta polega na odpompowaniu wyklarowanej,oczyszczonej części ścieków z reaktora. Odbywa się ona w godzinach nocnych, bezpośrednio po zakończeniu sedymentacji, a przed uruchomieniem pompy recyrkulującej (FAZA 3).
Wykorzystanie Oczyszczonej Wody
Nie bez znaczenia jest też fakt, że oczyszczoną w ten sposób wodę można użyć ponownie, np. zagospodarować jako oczko wodne, gromadzić w zbiornikach retencyjnych albo odprowadzać do gruntu. W przypadku instalacji oczyszczalni biologicznej ze studnią chłonną, nadmiar wody ze studni może być okresowo wykorzystany do nawadniania działki za pomocą pompy umieszczonej na płycie lub w małym pojemniku.
Urządzenia drenarskie typu tunele, pakiety czy studnia chłonna w oczyszczalni biologicznej nie tylko zastępują tradycyjną warstwę rozsączającą ze żwiru i rur PVC, ale i zapewniają kilkakrotnie większą powierzchnie i pojemność magazynowania.
System OPmicroMBBR
Innym systemem oczyszczania ścieków proponowanym przez firmę Gama Plastic jest OPmicroMBBR - rozwiązanie, w którym zastosowano biologiczne oczyszczanie ścieków ze złożem ruchomym napowietrzanym. Zasada działania oczyszczalni ze złożem biologicznym OPmicroMBBR opiera się na przetwarzaniu i usuwaniu zanieczyszczeń przez tzw. biofilm, czyli błonę biologiczną, która zaczyna narastać w przeciągu kilku godzin po rozpoczęciu procesu oczyszczania.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Biofilm narasta na elementach kształtek z tworzywa w całej objętości zbiornika reaktora, który jest zaprojektowany tak, aby utworzyć jak największą powierzchnię czynną, a zarazem optymalne warunki do życia dla różnych kultur mikroorganizmów. Zastosowanie ruchomego złoża biologicznego w oczyszczalni zapewnia jej stabilną pracę, przyjecie większych ładunków zanieczyszczeń oraz pomniejszenie kubatury reaktorów biologicznych. W tym wypadku nie ma też konieczności recyrkulacji osadu.
Oczyszczalnie Drenażowe
Jako przydomowe oczyszczalnie ścieków świetnie sprawdzają się też oczyszczalnie drenażowe. W tym systemie oczyszczanie ścieków zachodzi w dwóch następujących po sobie procesach. Najpierw w osadniku gnilnym są one wstępnie oczyszczane przy udziale bakterii beztlenowych i grawitacyjnego oddzielania cząstek i klarowane na filtrze zamontowanym w specjalnym koszu przy wylocie ścieków z osadnika. Następnie ścieki są biologicznie oczyszczane na złożach filtracyjnych układanych według określonych zasad w zależności od warunków terenowych. Może to być np. Również w tym wypadku w wyniku zachodzących procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych dochodzi do rozwoju mikroorganizmów, które tworzą błonę biologiczną. Powoduje ona rozkład zanieczyszczeń organicznych na stałe i gazowe produkty nieorganiczne i na masę komórkową.
Zalety Przydomowych Oczyszczalni Ścieków
Za stosowaniem przydomowych oczyszczalni ścieków przemawia wiele, przede wszystkim możliwość zbudowania ich na niewielkich działkach, na obszarach z wysokim poziomem wód gruntowych czy nawet na terenach górzystych. Jednak nie tylko trudny teren jest dziś jedynym bodźcem do inwestycji w biologiczne oczyszczalnie 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.
- Niewielka powierzchnia: Reaktor biologiczny to kilkukomorowy zbiornik, który zajmuje powierzchnię tylko kilku metrów kwadratowych.
- Uniwersalność: Zbiorniki są mocne i wodoszczelne, można je zainstalować na działce o dowolnym rodzaju gruntu i poziomie lustra wody.
- Możliwość zagospodarowania wody: Wodę można dowolnie zagospodarować.
Proces Oczyszczania
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.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
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.
Złoża Biologiczne
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. 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.
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.
Na rynku są także oczyszczalnie łączące obie te technologie - osadu czynnego i złoża biologicznego. Celem takiego połączenia jest poprawienie ich efektywności oraz zniwelowanie mankamentów. Osad czynny zapewnia wysoki stopień oczyszczania ścieków, ale jest wrażliwy na zmiany ilości ścieków. Kiedy w krótkim czasie do takiej oczyszczalni wpłynie nadmierna ilość ścieków (na przykład podczas nagłej wizyty licznych gości), mogą być one odprowadzane w postaci nie do końca oczyszczonej. Z kolei podczas wyjazdu domowników oczyszczalnia nie powinna być intensywnie napowietrzana, żeby osad nie był aktywizowany do pracy, bo przy braku pożywienia (świeżych ścieków) może obumrzeć.
Typy Oczyszczalni i Ich Charakterystyka
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.
Oczyszczalnie Drenażowe: Prostota i Wady
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.
Tę powierzchnię można ograniczyć, jeśli zastosuje się pakiety rozsączające z umieszczoną na nich rurą drenażową. Pakiety to ażurowe skrzynki z tworzywa sztucznego o gęsto ustawionych przegródkach, na których może rozwinąć się flora bakteryjna tworząca błonę biologiczną rozkładającą zanieczyszczenia. Dzięki temu proces oczyszczania jest zintensyfikowany w porównaniu z tradycyjnym.
Powierzchnia filtracyjna może mieć szerokość od 60 cm na piasku do niespełna 5 m na glinie. Nad drenażem nie można sadzić roślin o głębokim systemie korzeniowym, np. drzew, krzewów.
Oczyszczalnie Roślinne: Estetyka i Funkcjonalność
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.
Oczyszczalnię dobrze jest zbudować w miejscu nasłonecznionym i osłoniętym od wiatru, żeby rośliny szybko rosły. W oczyszczalni ze złożem hydroponicznym ostateczne usuwanie zanieczyszczeń odbywa się również wśród roślin posadzonych w wodzie. Podczyszczone ścieki są przepompowywane z osadnika wstępnego do fitoreaktora, w którym woda jest napowietrzana z użyciem pomp. Pompy mamucie wymuszają ruch okrężny wody w kanałach cyrkulacyjnych w złożu poniżej roślin. W dobrze napowietrzonych ściekach zawiesina unosi się do góry w kierunku złoża roślinnego, w którym, podobnie jak w filtrze gruntowo-korzeniowym, mikroorganizmy rozkładają zanieczyszczenia. Bezkręgowce wodne bytujące w złożu zjadają nadmiar mikroorganizmów.
Oczyszczalnie roślinne są drogie, zajmują sporą powierzchnię działki, ale można je wkomponować w ogród tak, że nie będzie widać, jaką funkcję w rzeczywistości pełnią. Są nieco wrażliwe na nadmiar ścieków, ale za to dobrze znoszą niską temperaturę. Nie zamarzają podczas mrozów. Pełną wydajność filtr może osiągnąć dopiero po kilku latach od uruchomienia, gdy rośliny dobrze się ukorzenią. Trwałość takiej oczyszczalni jest bardzo długa. Prawidłowo pielęgnowana może działać kilkadziesiąt lat.
tags: #dogrzewanie #SBR #oczyszczalnia #zasada #działania
