Hybrydowa Hydrofitowa Oczyszczalnia Ścieków: Zasada Działania
- Szczegóły
W miejscach o niskim wskaźniku gęstości zaludnienia zastosowanie sieci kanalizacyjnej jest nieopłacalne. Mieszkańcom takich terenów pozostaje budowa szamba lub instalacja oczyszczalni ścieków. Zanim jednak zdecydujesz się na instalację przydomowej oczyszczalni ścieków, warto poznać wszystkie dostępne rozwiązania.
Z myślą o tym przygotowaliśmy artykuł, w którym scharakteryzujemy jeden z ciekawszych systemów oczyszczania ścieków. Oczyszczalnie hydrofitowe to innowacyjne i ekologiczne rozwiązanie dla oczyszczania ścieków.
Czym są Oczyszczalnie Hydrofitowe?
Oczyszczalnie hydrofitowe, znane również jako roślinne oczyszczalnie ścieków, są innowacyjnym i ekologicznym rozwiązaniem, które pozwala na oczyszczanie ścieków przy użyciu roślin wieloletnich związanych ze środowiskiem wodnym. Hydrofitowe systemy oczyszczania, znane również jako hydrofitowe oczyszczalnie ścieków, są naturalnym i ekologicznym sposobem na utrzymanie czystości wody.
Są one przyjazne dla środowiska, nie wymagają używania środków chemicznych i są znane ze swojej efektywności w oczyszczaniu wody do II klasy czystości. Przy odpowiednim doborze roślin i odpowiedniej konstrukcji, mogą one skutecznie przetwarzać ścieki w czystą wodę.
Zasada Działania Oczyszczalni Hydrofitowych
Hydrofitowe oczyszczalnie ścieków wykorzystują naturalne procesy, które zachodzą w przyrodzie, aby oczyścić wodę. W domach, w których znajdują się oczyszczalnie hydrofitowe, wytworzone ścieki są transportowane do specjalnego osadnika, w którym odbywa się wstępny proces oczyszczania pozwalający usunąć wszystkie większe zanieczyszczenia mechaniczne oraz zawiesiny.
Przeczytaj także: Korzyści z oczyszczalni hybrydowej HAPA
W złożu biologicznym znajdują się również strefy beztlenowe. Ich obecność sprzyja procesom nitryfikacji i denitryfikacji. Rośliny bezpośrednio nie oczyszczają ścieków, jednak stanowią istotny element umożliwiający poprawne funkcjonowanie całego systemu. Ich zadaniem jest spulchnianie złoża oraz dostarczanie tlenu. Wokół ich korzeni tworzą się strefy tlenowe, które są idealnymi warunkami do produkcji mikroorganizmów odpowiedzialnych za biologiczny rozkład ścieków.
Należy jednak pamiętać, że rośliny wykorzystywane do oczyszczania ścieków muszą wyróżniać się odpowiednimi właściwościami naturalnego rozwoju na terenach, które są podmokłe i ubogie w ilość występującego tlenu.
Typy Oczyszczalni Hydrofitowych
- Oczyszczalnie z roślinnością bagienną (tzw. RZM - ang.
- Systemy z powierzchniowym przepływem ścieków (systemy SF, ang.
- Systemy z podpowierzchniowym, poziomym przepływem ścieków (systemy HSF, ang.
- Systemy z podpowierzchniowym, pionowym przepływem ścieków (systemy VSF, ang.
Oczyszczalnie hydrofitowe, zwane też hydrobotanicznymi stanowią najczęściej ostatni etap oczyszczania ścieków tak w małych jak i dużych oczyszczalniach, przed wprowadzeniem ich bezpośrednio do odbiornika (rzeki, jeziora, ziemi).
Oczyszczalnia Hydrofitowa z Filtrem Gruntowo-Korzeniowym
Oczyszczalnia hydrofitowa z filtrem gruntowo-korzeniowym jest jednym z najbardziej popularnych typów hydrofitowych oczyszczalni ścieków. W tym systemie, podczyszczone ścieki są transportowane do filtra gruntowo-korzeniowego. Filtr gruntowo-korzeniowy działa na prostej zasadzie: korzenie roślin przerastają złoże i zapewniają dopływ tlenu do jego głębszych warstw.
Oczyszczalnia Hydrofitowa z Fitoreaktorem
Oczyszczalnia hydrofitowa z fitoreaktorem to innowacyjne rozwiązanie, które wykorzystuje różnorodność organizmów wodnych do oczyszczania wody.
Przeczytaj także: Wybór oczyszczalni: Analiza hybrydowych i SBR
Oczyszczalnia Trzcinowa
Glebowo-korzeniowa oczyszczalnia ścieków systemem prof. Kickutha określana popularnie jako „oczyszczalnia trzcinowa” wykonywana jest najczęściej jako III stopniowa. Podczyszczanie wstępne ścieków zachodzi w 3-komorowym, betonowym osadniku gnilnym. Drugi stopień oczyszczania to filtr glebowo-korzeniowy umieszczony w wyfoliowanym wykopie, aby zapewnić szczelność przed przenikaniem niedoczyszczonych ścieków do wód gruntowych.
Filtr wypełniony jest głównie gruntem rodzimym, torfem, ale także słomą, korą, bentonitem i opiłkami żelaza. Złoże takie obsadzone jest trzciną. Oczyszczanie ścieków w oczyszczalniach trzcinowych jest wynikiem współdziałania procesów mechanicznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w środowisku gruntowo-wodnym. Oczyszczalnia taka może działać także zimą. Nie zaobserwowano zamarzania złoża. Spadała tylko jego wydajność o około 12-18%.
Oczyszczalnie Rzęsowe
Lemna Minor jest gatunkiem, który unika bardzo czystych wód o niskiej koncentracji biofilnej, natomiast lubi wody bardzo żyzne. Jest rośliną dobrą do hodowli, gdyż w optymalnych warunkach bardzo szybko namnaża się pobierając składniki pokarmowe z wody jak również z powietrza. Oczyszczalnie tego typu uzależnione są od warunków klimatycznych, pracują tylko w sezonie letnim przez kilka miesięcy. Ich zaletą jest to, że rzęsa występuje od bardzo kwaśnych do bardzo zasadowych środowisk (zakres pH 3,5 - 10,4) oraz ma bardzo duży zakres tolerancji na pierwiastki (m.in. wapń, magnez, sód, potas, fosfor, wodorowęglany, chlor, siarkę).
Oczyszczanie rzęsowe wymaga, aby ścieki przeszły w pierwszej kolejności przez osadnik wstępny, następnie wpuszczane są do napowietrzanego stawu o głębokości 3 m. Problemem tego typu oczyszczalni jest konieczność okresowego usuwania z powierzchni wody namnażającej się rzęsy, której nadmiar utrudnia dostęp światła.
Oczyszczalnie Wierzbowe
Oczyszczalnie wierzbowe działają podpowierzchniowe, dzięki czemu nie wydzielają zapachu. Nie są też siedliskiem komarów. Filtr, szczelnie odizolowany od gruntu, wypełniony jest materiałem filtracyjnym (piasek o odpowiedniej granulacji, keramzyt, kora drzew lub słoma, materiały wzbogacające) dobieranym przez projektanta do ilości i jakości ścieków. Materiał ten obsadza się wierzbą wiciową, lub wierzbą krzewiastą.
Przeczytaj także: Zastosowanie oczyszczalni hybrydowych w praktyce
Całe złoże powinno być odizolowane od gruntu poprzez wyłożenie go materiałem nieprzepuszczalnym, najczęściej jest to wspomniana folia PEHD o grubości co najmniej 1mm lub bentomata. Po wyprofilowaniu dna, całe złoże (dno i wszystkie boki) wysypuje się niekiedy cienką warstwą piasku płukanego, na której układa się geowłókninę i folię.
W przypadku przepływu poziomego przyjmuje się od 5-7m2 powierzchni na jednego mieszkańca. Przy przepływu pionowym powierzchnia może być mniejsza, rzędu 3,5-4m2. Wysokość złoża przyjmuje się od 1-1,5m. Dno powinno być wykonane ze spadkiem 1-2% aby umożliwić spływ ścieków w kierunku rury zbierającej drenażowej.
Hybrydowe Hydrofitowe Oczyszczalnie Ścieków
Hybrydowe hydrofitowe oczyszczalnie ściekówsą stosowane zazwyczaj na terenach o rozproszonej zabudowie, gdzie koszty budowy kanalizacji i zbiorowej oczyszczalni ścieków są zbyt wysokie.Oczyszczanie ścieków w hybrydowych systemach hydrofitowych polega na mechanicznym i biologicznym usuwaniu zanieczyszczeń, przy wykorzystaniu procesów fizycznych oraz biochemicznych zachodzących w złożach gruntowo-roślinnych przy udziale roślin i różnych mikroorganizmów.
Przykład Hybrydowej Oczyszczalni w Poleskim Parku Narodowym
Hybrydowa hydrofitowa oczyszczalnia ścieków w kształcie żółwia przy Ośrodku Dydaktyczno-Muzealnym Poleskiego Parku Narodowego w Starym Załuczu została wybudowana w 2015 r. Hybrydowa hydrofitowa oczyszczalnia ścieków w kształcie żółwia służy do unieszkodliwiania ścieków bytowych pochodzących od pracowników Ośrodka Dydaktyczno-Muzealnego PPN oraz turystów zwiedzających obiekt.
W pierwszej części oczyszczalni następuje mechaniczne oczyszczanie ścieków w betonowym osadniku wstępnym zintegrowanym z instalacją do odwadniania osadów. W drugiej części ścieki są oczyszczane metodą biologiczną w systemie dwóch złóż gruntowo-roślinnych. W ostatnim etapie zachodzi chemiczne usuwanie fosforu ze ścieków, które następnie odprowadzane są do gruntu za pomocą stawu infiltracyjnego.
Oczyszczalnia składa się z następujących elementów:
- Osadnik wstępny 3 komorowy zintegrowany z instalacją do odwadniania osadów (patent nr P 387 607),
- Złoże z pionowym przepływem ścieków (typu VF) obsadzone manną mielec,
- Cztery złoża z poziomym przepływem ścieków (typu HF) obsadzone trzciną pospolitą,
- P-filtr do chemicznego usuwania fosforu,
- Staw infiltracyjny - odbiornik ścieków oczyszczonych.
Osadnik wstępny jest pierwszym elementem hybrydowej hydrofitowej oczyszczalni ścieków, który zapewnia eliminację zanieczyszczeń stałych w procesach sedymentacji, flotacji i fermentacji. Osadnik jest wykonany z betonu i ma postać prostopadłościennego zbiornika podzielonego na trzy komory. Pojemność czynna osadnika wynosi 4,5 m3.
Złoże gruntowo-roślinne z podpowierzchniowym pionowym przepływem (typu VF) obsadzone manną mielec jest pierwszym elementem, w którym zachodzi biologiczne oczyszczanie ścieków. Ma kształt zbliżony do elipsy i powierzchnię 42,4 m2. Głębokość złoża wynosi 0,8 m. Złoże jest odizolowane od gruntu rodzimego geomembraną hydroizolacyjną,a jego wypełnienie stanowi piasek gruby.
Złoża gruntowo-roślinne typu HF obsadzone trzciną pospolitą stanowią drugi etap biologicznego oczyszczania ścieków. Każde z czterech złóż ma powierzchnię 13,8 m2, głębokość 1 m, a ich wypełnienie stanowi piasek gruby. Złoża odizolowane są od gruntu rodzimego geomembraną hydroizolacyjną.
P-filtr do usuwania fosforu stanowi element chemicznego oczyszczania ścieków. Jego zastosowanie wiąże się z koniecznością osiągnięcia wysokich standardów w zakresie usuwania ze ścieków związków biogennych, głównie fosforu. P-filtr ma postać komoryz polietylenu, wypełnionej skałą węglanowo-krzemionkową - opoką (Rockfos®) o granulacji 2-5 mm, poddaną dekarbonizacji (wypaleniu) w wysokiej temperaturze.
Staw infiltracyjny jest odbiornikiem ścieków oczyszczonych odpływającychz oczyszczalni hydrofitowej i stanowi ostatni jej element. Jego rola polega na czasowym retencjonowaniu i uśrednianiu jakości ścieków oczyszczonych oraz odprowadzaniu ich nadmiaru do gruntu. Staw ma kształt elipsy, a jego powierzchnia na poziomie zwierciadła ścieków wynosi 12,4 m2.
Hybrydowa hydrofitowa oczyszczalnia ścieków, która od 2015 roku funkcjonuje przy muzeum Poleskiego Parku Narodowego ma wpływ na ochronę jakości wód na terenie prawnie chronionym, gdyż zapewnia wysokoefektywne oczyszczanie ścieków oraz ma bezpośredni wpływ na społeczeństwo.
Hybrydowe Oczyszczalnie w Roztoczańskim Parku Narodowym
Hybrydowe hydrofitowe oczyszczalnie ścieków w Roztoczańskim Parku Narodowym zostały wybudowane w 2014 r. przy osadach leśnych zlokalizowanych w miejscowościach: Kosobudy (obiekt A), Zwierzyniec (obiekt B) i Florianka (obiekt C). Przepustowość tych obiektów wynosi odpowiednio: 2,0; 0,6; 1,0 m3×d-1 i służą one do oczyszczania ścieków bytowych.
W pierwszej części oczyszczalni zachodzi mechaniczne oczyszczanie ścieków w trzykomorowych betonowych osadnikach wstępnych. Następnie ścieki mechanicznie oczyszczone za pomocą pomp są doprowadzane do systemu hydrofitowego składającego się z układu 2 lub 3 złóż gruntowo-roślinnych ze zmiennym: pionowym i poziomym przepływem, gdzie następuje ich biologiczne oczyszczanie.
Ostatnim elementem oczyszczalni są P-filtry do strącania fosforu, z których ścieki oczyszczone są odprowadzane do ziemi. Z badań wynika, że hybrydowe hydrofitowe oczyszczalnie ścieków zapewniają wysokie ponad 90% efekty usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz ponad 70% efekty eliminacji azotu i fosforu.
Hybrydowe hydrofitowe oczyszczalni ścieków funkcjonujące od 2014 r. na terenie Roztoczańskiego Parku Narodowego przynoszą korzyści środowiskowe, społeczne oraz ekonomiczne, gdyż:
- zapewniają ochronę środowiska i przyczyniają się do znacznego ograniczenia emisji punktowych źródeł zanieczyszczeń do środowiska i do poprawy stanu czystości wód podziemnych na obszarze prawnie chronionym,
- przyczyniły się do wyeliminowania kosztów wywozu ścieków z szamb przy 3 osadach leśnych. Koszty eksploatacji oczyszczalni hydrofitowych obejmują jedynie koszty zużycia energii na pracę pompy dozującej ścieki na pierwsze złoże w każdej z oczyszczalni - około 40-50 zł rocznie.
- zostały włączone do pakietu edukacyjnego RPN, a możliwość obserwacji ich funkcjonowania przyczynia się do podniesienie wiedzy i świadomości ekologicznej uczniów szkół różnych szczebli, turystów odwiedzających Roztoczański Park Narodowy oraz przedstawicieli jednostek samorządowych.
Zalety Oczyszczalni Hydrofitowych
Oczyszczalnie hydrofitowe to rozwiązanie, które posiada wiele istotnych atrybutów oraz funkcji wpływających na komfort korzystania z nich. Oczyszczalnia hydrofitowa wymaga niewiele zaangażowania domowników, generuje niskie koszty eksploatacji oraz charakteryzuje się dużą elastycznością na zmiany ilościowe i jakościowe ścieków.
Ekologiczne rozwiązania coraz częściej pojawiają się w naszych domach. Pozyskujemy energię z naturalnych źródeł, segregujemy śmieci, kontrolujemy zużycie wody, kupujemy ekologiczną żywność. Teraz nadszedł czas na ekologiczne sprzątanie.
tags: #hybrydowa #hydrofitowa #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
