Oczyszczalnia drenażowa: zasady działania i zastosowanie
- Szczegóły
Przydomowa oczyszczalnia ścieków to system zarządzania domowymi ściekami, który wykorzystuje naturalne procesy biologiczne do ich oczyszczania.
Drenażowa, przydomowa oczyszczalnia ścieków to autonomiczne urządzenie służące oczyszczeniu nieczystości bytowo - gospodarczych (ścieki szare i ścieki czarne) i odprowadzeniu ich w stanie doczyszczonym do gruntu. Dzięki zachodzącym w przydomowej oczyszczalni drenażowej naturalnym zjawiskom grawitacyjnym, mechanicznym, biochemicznym i fizycznym, proces oczyszczania ścieków jest w pełni przyjazny dla środowiska.
Oczyszczalnia ekologiczna, zwana również oczyszczalnią drenażową, to jedno z najbardziej klasycznych i sprawdzonych rozwiązań w zakresie przydomowego oczyszczania ścieków. System ten określany jest także jako oczyszczalnia bez napowietrzania, ponieważ nie wymaga stosowania dmuchaw czy sprężarek, a proces oczyszczania odbywa się w sposób naturalny - poprzez mechaniczne oddzielanie zanieczyszczeń w osadniku gnilnym oraz biologiczne doczyszczanie w gruncie.
Zasada działania oczyszczalni drenażowej
Cała technologia opiera się na sekwencji procesów, które można szczegółowo opisać w następujących etapach:
- Doprowadzenie ścieków do osadnika gnilnego: Ścieki bytowe odprowadzane są przyłączem kanalizacyjnym do przepływowego osadnika gnilnego, w którym zachodzi beztlenowy etap oczyszczania.
- Przepływ cieczy między komorami: Sklarowana ciecz przepływa grawitacyjnie do kolejnej komory osadnika. Tam procesy sedymentacji i flotacji powtarzają się, co prowadzi do dokładniejszego oczyszczenia mechanicznego. Ciecz przelewa się następnie do ostatniej komory, gdzie ponownie przechodzi proces oddzielania cząstek stałych od cieczy. Taka konstrukcja osadnika pozwala na uzyskanie znacznego stopnia redukcji zanieczyszczeń zawiesinowych już na wstępnym etapie pracy oczyszczalni ekologicznej.
- Filtr doczyszczający: Na wyjściu z osadnika gnilnego zamontowany jest filtr doczyszczający, którego zadaniem jest zatrzymywanie pozostałości zawiesin i cząstek osadu. Dzięki niemu drenaż rozsączający jest chroniony przed zanieczyszczeniem i przedwczesnym zamuleniem.
- Oczyszczanie w drenażu rozsączającym: Wstępnie podczyszczone ścieki kierowane są do drenażu rozsączającego, czyli systemu perforowanych rur ułożonych pod powierzchnią gruntu. Dreny równomiernie rozprowadzają ciecz w przepuszczalnych warstwach filtracyjnych (różne frakcje żwiru), gdzie następuje drugi etap oczyszczania - tym razem w warunkach tlenowych.
- Powstawanie błony biologicznej i procesy biochemiczne: Ścieki rozsączane w gruncie osadzają się na powierzchni ziaren żwiru, co stwarza warunki do rozwoju tzw. błony biologicznej. Jest ona tworzona przez mikroorganizmy tlenowe, które wykorzystują związki organiczne zawarte w ściekach jako źródło energii i składników pokarmowych. W procesach metabolicznych tych mikroorganizmów następuje rozkład substancji organicznych na proste i nieszkodliwe dla środowiska związki nieorganiczne.
- Naturalna infiltracja do środowiska: Po przejściu przez strefę drenażu, woda pościekowa jest już w pełni oczyszczona i może bezpiecznie przesiąkać do głębszych warstw gruntu. Proces ten nie stwarza zagrożenia dla środowiska naturalnego.
Etapy oczyszczania ścieków w oczyszczalni drenażowej
Oczyszczanie ścieków bytowo-gospodarczych w przydomowej drenażowej oczyszczalni ścieków zachodzi w dwóch etapach. Oba są niezbędne, by oczyszczalnie drenażowe funkcjonowały właściwie. Jest to:
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
- podczyszczanie
- doczyszczanie
ETAP I - podczyszczanie wprowadzonego ścieku
Oczyszczalnia ścieków z drenażem rozsączającym posiada osadnik gnilny, w którym odbywa się wstępne oczyszczenie ścieków bytowo-gospodarczych. Proces oczyszczania ścieków polega na dopływaniu nieczystości do zbiornika przez rurę wlotową spowalniającą przepływ i ograniczającą do minimum turbulencje substancji flotujących oraz osadów mineralnych i organicznych (deflektor). Cząstki unoszące się w ściekach opadają na dno i tworzą osad, który ulega powolnemu procesowi fermentacji beztlenowej. Na powierzchni ścieków w osadniku gnilnym tworzy się tzw. kożuch, czyli piana powstająca w trakcie procesu fermentacji z różnych substancji zawartych w ściekach. Oczyszczalnia ścieków rozkłada cząstki zanieczyszczeń na substancje rozpuszczalne w wodzie i nierozpuszczalne substancje mineralne, które pozostają na dnie zbiornika.
Aby proces fermentacji w przydomowej oczyszczalni drenażowej był skuteczny, musi trwać co najmniej 3 doby, w związku z czym bardzo istotny jest dobór właściwej pojemności zbiornika w zależności od równoważnej liczby mieszkańców, a co za tym idzie, od ilości ścieków do oczyszczenia. Podczyszczone ścieki przepływają dodatkowo przez filtr do dalszego oczyszczania. Ten dodatkowy filtr, który zawiera oczyszczalnia ścieków, to kosz wypełniony kamieniem - puzzolaną, zatrzymującą zawiesiny i tłuszcze. Dzięki swoim specyficznym właściwościom reaguje także z Ca(OH)2 tworząc krzemiany i glinokrzemiany, pozwalając na usunięcie fosforu ze ścieku.
Zadaniem osadnika gnilnego w przydomowej oczyszczalni drenażowej jest zredukowanie stopnia zanieczyszczeń ścieków do wartości, które określone są w poniższej tabeli.
| Substancja | Ścieki surowe [mg/l] | Ścieki na wylocie po osadniku gnilnym [mg/l] |
|---|---|---|
| BZT5 | 300-400 | 90-200 |
| Zawiesina ogólna | 300-400 | 40-120 |
| Azot amonowy N-NH4 | 60-120 | 30-60 |
| Azot ogólny | 65 | 30 |
| Fosfor ogólny | 10-40 | 10-30 |
Atuty technologiczne osadnika gnilnego w oczyszczalni ścieków z drenażem rozsączającym marki JPR AQUA:
- Kalibrowany wylot: Oczyszczalnia ścieków wymaga dostosowanej pojemności osadnika. Jego odpowiedni dobór ma zapewnić trzydobowe przetrzymanie ścieku w osadniku gnilnym. Naturą nieczystości bytowo-gospodarczych są tzw. zatory hydrauliczne, czyli nasilenie przepływu ścieków w pewnych godzinach związanych z rytmem życia użytkowników (rano od 7 do 9, wieczorem od 18 do 21). Przy tak zorganizowanych uderzeniach ściekowych trudno jest utrzymać zadany, trzydobowy rytm. Oczyszczalnie drenażowe jednak go zachowują − w osadnikach gnilnych marki JPR AQUA jest to możliwe dzięki kalibrowanemu wylotowi. Ten mały otwór powoduje, że przy masowym dopływie ścieki wydostają się ze zbiornika bardzo powoli, podnosząc swój poziom o kilka procent pojemności zbiornika, aż do przelania przez zawór ujścia w wylocie kalibrowanym. Oczyszczalnia ścieków z takim systemem to gwarancja trzydobowego przetrzymania ścieku dla prawidłowego ich podczyszczenia.
- Zawór dekompresyjny (odpowietrznik) na równoległej płaszczyźnie wlotu: Oczyszczalnie drenażowe posiadają zawór odpowiedzialny za wydostanie się gazów z osadnika do wentylacji budynku. Przydomowe oczyszczalnie ścieków z drenażem rozsączającym marki JPR AQUA są skonstruowane tak, by znajdował się on na płaszczyźnie równoległej wlotu, dzięki czemu nie może ulec zatkaniu przez części stałe ścieków w momencie ich wpływu do osadnika. Mogłoby to spowodować zamknięcie dekompresji w procesie oczyszczania ścieków, a z czasem również zatkanie wlotu.
- Pofałdowana struktura zbiornika: Przydomowe oczyszczalnie ścieków z drenażem rozsączającym marki JPR AQUA zawierają osadnik gnilny wykonany z wysoko zagęszczonego polietylenu, co daje najwyższą gwarancję odporności na zgniecenie. Taka ochrona jest dodatkowo zwiększona konstrukcyjnie poprzez pofałdowaną strukturę zbiornika i wsporniki w ściankach drenażowej, przydomowej oczyszczalni ścieków.
ETAP II - doczyszczenie ścieku
Podczyszczone ścieki z osadnika gnilnego za pomocą systemu rur i studzienek rozdzielczych przechodzą do etapu doczyszczania w warunkach tlenowych. Ten proces oczyszczania ścieków polega na różnych działaniach, w zależności od systemu. To kwestia warunków topograficznych i glebowych w miejscu, w którym znajduje się oczyszczalnia ścieków, np. w zależności od poziomu wód gruntowych. Owe systemy wykorzystują drenaż rozsączający, filtr piaskowy, złoża hydrofitowe i pakiety rozsączające.
- Drenaż rozsączający: Drenaż rozsączający to układ drenów ułożonych pod powierzchnią terenu. Musi znajdować się minimum 1,5 m nad zwierciadłem wód gruntowych. Drenaż rozsączający równomierne wprowadza wstępnie podczyszczone ścieki do systemu. Ścieki te muszą dopływać do rowów drenarskich w bardzo małych dawkach - dlatego też drenaż rozsączający musi mieć długość odpowiednio proporcjonalną do ilości ścieków i przepuszczalności gruntu. To warunek dalszego, skutecznego unieszkodliwiania nieczystości. Właśnie dlatego drenaż rozsączający jest tak istotnym elementem w procesie oczyszczania ścieków. Natlenianie nitek drenażowych następuje przez studzienki zamykająco-napowietrzające, które dzięki wywietrznikowi w formie grzybka dostarczają tlen w każdych warunkach atmosferycznych.
- Filtr piaskowy (pionowy i poziomy): Jest to system do mechanicznego cedzenia i biologicznego doczyszczania ścieków przez błonę biologiczną, wytworzoną na ziarenkach piasku. To odpowiednie rozwiązanie, jeśli poziom wód gruntowych jest wysoki. Dzięki okresowi dozowania ścieków na filtr piaskowy i stosunkowo niedużemu obciążeniu hydraulicznemu, w warstwie filtracyjnej panują warunki tlenowe. Powoduje to nitryfikację ścieków - tym lepszą, im dłuższy kontakt ścieków z tlenem.
- Złoża hydrofitowe: To system wykorzystujący rośliny wodne lub bagienne (hydrofity) - tzw. oczyszczalnie roślinne do redukcji zanieczyszczeń na zasadzie procesów sorpcji (pochłaniania), chemicznych reakcji utleniająco - redukujących oraz biologicznej aktywności roślin. Podczyszczone ścieki są rozsączane albo w żwirze i piasku, albo w ziemi, a całość obsadza się roślinnością występującą na terenach podmokłych: trzciną, pałką wodną, wierzbą krzewiastą lub żonkilami. Działanie oczyszczalni oparte jest na symbiozie roślin i mikroorganizmów rozwijających się w złożu filtra.
- Pakiety rozsączające: Jest to system zapewniający doczyszczanie tlenowe ścieków z jednoczesnym ich odprowadzaniem do gruntu za pomocą pakietu wypełnionego kanalikami o specyficznej budowie prądowo-krzyżowej. Oczyszczalnia ścieków z takim systemem zapewnia zwiększenie powierzchni czynnej drenażu. Układ kanalików pakietu sprawia, że rozsączanie następuje w boki i w dół. Takie przydomowe oczyszczalnie ścieków mają wiele zalet − to przede wszystkim większa powierzchnia rozsączania, odporność na zatykanie i łatwość instalacji.
Wymagania i ograniczenia
W przypadku doboru rodzaju oczyszczalni do konkretnej działki konieczne jest uwzględnienie kilku czynników. Należą do nich powierzchnia działki, poziom wód gruntowych, przepuszczalność gleby. Oczyszczalnia drenażowa sprawdzi się dobrze, gdy mamy do dyspozycji relatywnie dużą powierzchnię terenu i warunki wodnogruntowe są korzystne (niski poziom wód gruntowych i dobra przepuszczalność gleby).
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Kolejnym ograniczeniem jest to, że zajmuje ona sporo miejsca - od 100 do 300 m2. Ważna jest również odpowiednia przepuszczalność gruntu.
Rury drenażowe powinny być ułożone w warstwie żwiru lub tłucznia na głębokości 0,6-1,2 m poniżej poziomu ziemi, ale co najmniej 1,5 m powyżej tzw. najwyższego poziomu wód gruntowych. Kiedy poziom wód jest zbyt wysoki, można wybudować kopiec i poprowadzić w nim dreny.
Standardowy drenaż składa się z układu kilku równolegle połączonych ze sobą perforowanych rur z tworzywa sztucznego. Ich celem jest równomierne rozprowadzenie podczyszczonych ścieków do warstwy filtracyjnej, którą należy właśnie wykonać ze żwiru lub drobnego tłucznia. Alternatywą dla takie rozwiązania są skrzynki rozsączające, które nie wymagają zastosowania warstwy żwiru.
Poszczególne rury drenażowe powinny być oddalone od siebie o przynajmniej 1,5 m i prowadzone ze spadkiem wynoszącym od 1 do 3 promili. Maksymalna długość jednej nitki drenażowej nie powinna przekraczać 25 metrów. Nie wolno sadzić na tym obszarze roślin z rozwiniętym systemem korzeniowym, ponieważ mógłby on uszkodzić instalację. Przyjmuje się, że odległość drenażu od drzew i krzewów w przybliżeniu ma wynosić 3 m.
Obecność kanalizacji miejskiej wyklucza możliwość postawienia oczyszczalni. Ponadto zabronione jest jej budowanie na terenach okresowo zalewowych.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
Zalety i wady drenażowej oczyszczalni ścieków
Rozwiązanie, jakim jest przydomowa drenażowa oczyszczalnia ścieków, jest korzystne ze względu na:
- względy ekonomiczno-finansowe - inwestycja w oczyszczalnię drenażową zwraca się po stosunkowo niedługim okresie (w porównaniu do kanalizacji miejskiej czy archaicznego szamba);
- przystępność użytkowania - sprowadza się w zasadzie do stosowania odpowiednich bakterii i wywozu osadu, który gromadzi się w zbiorniku oraz okresowego przeglądu przydomowej oczyszczalni drenażowej w celu kontroli poprawności oczyszczania ścieków;
- grawitacyjny przepływ cieczy (w ogromnej większości przypadków);
- trwałość - spółka JPR AQUA udziela dziesięcioletniej gwarancji na oczyszczalnie drenażowe, zapewniając tym samym o spełnieniu wszystkich wymogów jakościowych dyktowanych przepisami prawa i doświadczeniem produkcyjnym; niesprzyjające warunki atmosferyczne nie wpływają negatywnie na pracę oczyszczalni ścieków;
- brak uciążliwości - z oczyszczalni ścieków z drenażem rozsączającym nie wydobywają się nieprzyjemne zapachy (warunek: poprawne wykonanie wentylacji wysokiej, zgodnie ze sztuką budowlaną), nie ma konieczności przejmowania się przepełnieniem zbiornika (oczyszczalnia ścieków to urządzenie przepływowe), ani też konieczności częstego jego opróżniania (jak w przypadku szamba);
- łatwy montaż - oczyszczalnie ścieków z drenażem rozsączającym mają stosunkowo lekkie zbiorniki, do posadowienia nie jest wymagany specjalistyczny sprzęt.
Dla oczyszczalni drenażowych konieczne jest wyznaczenie obszaru pod odbiornik ścieków (powierzchnia pola rozsączającego uzależniona jest od równoważnej liczby mieszkańców [RLM] danego obiektu oraz typu gruntu). W przypadku ograniczonej przestrzeni w miejscu oczyszczania ścieków może być to problemem. Takie utrudnienie nie występuje w sytuacji podjęcia decyzji o budowie biologicznej oczyszczalni ścieków, podobnie jak problem wysokich wód gruntowych.
Eksploatacja i problemy
Częstotliwość opróżniania osadnika jest zależna od ilości osób korzystających z instalacji oraz od wielkości osadnika. Przyjmuje się, że najczęściej osad należy wywozić co roku. Opróżnianie najlepiej zlecić specjalistycznej firmie, gdyż należy go zutylizować. Osad jest produktem ubocznym procesu fermentacji, która jest prowadzona przez bakterie. Należy również pamiętać o okresowym dodawaniu porcji bakterii do oczyszczalni.
Dodatkowo należy uwzględnić fakt, iż rury drenarskie ulegają zapychaniu.
Wśród najczęstszych problemów związanych z funkcjonowaniem oczyszczalni ścieków są: zator przepływu w rurach, nadmierna ilość osadu, a także powstawanie kożucha na powierzchni osadnika gnilnego. Problemy te najlepiej rozwiązać poprzez regularne kontrole, czyszczenie systemu, a w przypadku większych problemów - skonsultowanie się z wykwalifikowanym specjalistą.
Mit: Jeżeli chodzi o oczyszczalnie drenażowe lub oczyszczalnie w ogóle, to mitem jest z kolei przekonanie, że z urządzenia wydobywa się nieprzyjemny zapach (czasami nawet odczuwalny wewnątrz obiektu). Oczyszczalnie drenażowe nie wydzielają woni. Taka sytuacja ma miejsce jedynie wtedy, kiedy instalacja urządzenia wraz z wentylacją wysoką są błędnie wykonane.
tags: #oczyszczalnia #drenażowa #zasady #działania

