Oczyszczalnia ścieków – opis działania
- Szczegóły
Oczyszczalnia jest to zespół urządzeń i obiektów technologicznych, których wykorzystanie prowadzi do usunięcia ze ścieków zanieczyszczeń. Zasada działania oczyszczalni ścieków z założenia jest bardzo prosta. Jednak proces ten jest o wiele bardziej skomplikowany.
Rodzaje oczyszczalni ścieków
- Przydomowe oczyszczalnie drenażowe
- Przydomowe oczyszczalnie biologiczne
- Przydomowe oczyszczalnie roślinne
Oczyszczalnia ekologiczna (drenażowa)
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.
Etapy działania oczyszczalni ekologicznej:
- Doprowadzenie ścieków do osadnika gnilnego: Ścieki bytowe odprowadzane są przyłączem kanalizacyjnym do przepływowego osadnika gnilnego, w którym zachodzi beztlenowy etap oczyszczania. W komorach osadnika przebiega oczyszczanie mechaniczne, którego podstawą jest grawitacyjne oddzielanie substancji nierozpuszczalnych. Cząstki cięższe od wody opadają na dno zbiornika w procesie sedymentacji - powstaje warstwa osadu dennego. Równocześnie lżejsze substancje unoszą się na powierzchni cieczy tworząc kożuch. Pomiędzy tymi dwiema warstwami znajduje się ciecz częściowo sklarowana.
- 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.
Oczyszczalnie drenażowe bazują na drenażu rozsączającym albo filtrze piaskowym lub żwirowym. Cieszą się dużą popularnością, ze względu na niską awaryjność i łatwą obsługę. Tego typu oczyszczalnie są najtańsze i najprostsze w montażu, ale wymagają przepuszczalnego gruntu, niskiego poziomu wód gruntowych i wykorzystania stosunkowo dużej powierzchni działki, która nie może być zabudowana, intensywnie użytkowana ani obsadzana roślinami o głębokim systemie korzeniowym. W przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych lub nieprzepuszczalnego gruntu trzeba zbudować tzw.
Oczyszczalnia biologiczna
Oczyszczalnia biologiczna oparta jest na technologii niskoobciążonego osadu czynnego i zanurzonego złoża biologicznego. W komorze napowietrzania unoszące się pęcherzyki powietrza, powodują taki sam przepływ ścieku znajdującego się w rurze oraz porywanie cząstek stałych z dna zbiornika. Umożliwia to wytworzenie się odpowiedniej grupy mikroorganizmów niezbędnych do prowadzenia procesu oczyszczania w warunkach tlenowych na złożu. Siły grawitacji powodują opadanie cząsteczek stałych na dno, skąd ponownie zostają porwane strumieniem pęcherzyków powietrza ku górze, itd. W chwili napływu nowych ścieków do komory napowietrzania następuje przemieszanie masy cieczy w kierunku odpływu.
Tworzący się w procesie oczyszczania osad czynny mieszany jest w sposób ciągły ze świeżymi ściekami doprowadzanymi do komory napowietrzania. Procesowi oczyszczania ścieków towarzyszy tlenowa stabilizacja, pozostającego w reaktorze osadu (mineralizacja). Nierównomierny dopływ ścieków w ciągu doby ze względu na opisaną technologię nie ma wpływu na pracę oczyszczalni. W środku komory napowietrzania umieszczona jest rura o średnicy 20cm zawieszona w odległości 10cm od dna zbiornika. Powietrze wtłaczane przewodem uwalniane jest przy końcu rury przez dyfuzor w kształcie dysku. Kształt komory napowietrzania oraz umiejscowienie dyfuzora zapewniają mieszanie się oczyszczonych ścieków z powietrzem.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Biologiczne oczyszczalnie są dostępne w trzech wersjach - z osadem czynnym, ze złożem biologicznym lub przy zastosowaniu obu technologii na raz. Oczyszczalnie biologiczne zajmują mało miejsca i można je zainstalować właściwie wszędzie, bez względu na poziom wód gruntowych lub rodzaj gruntu.
Oczyszczalnie roślinne
Roślinne oczyszczalnie wykorzystują naturalne procesy przyrodnicze, które zachodzą w glebie dzięki obecnym w niej mikroorganizmom, naśladując ekosystem mokradeł. Poszczególne warstwy złożone z piasku, żwiru i urodzajnego gruntu wraz z roślinami są oddzielone od macierzystego gruntu specjalną folią.
Zasada działania oczyszczalni ścieków
Niezależnie od rodzaju przydomowych oczyszczalni, ścieki zawsze oczyszczane są w dwóch etapach - beztlenowym i tlenowym.
Oczyszczanie mechaniczne
Pierwszy, wstępny etap oczyszczania ścieków nazywa się oczyszczaniem mechanicznym. Ma na celu oddzielenie od ścieków większych zanieczyszczeń (m.in. śmieci, zawiesin mineralnych i organicznych oraz tłuszczów). Ścieki wpływając na oczyszczalnie najpierw przepływają przez kraty rzadkie i gęste, na których odbywa się proces cedzenia, który polega na zatrzymywaniu większych zanieczyszczeń pływających lub wleczonych. Następnym etapem jest usunięcie ze ścieków zawiesin organicznych oraz tłuszczy w osadniku wstępnym radialnym. Oddzielenie zawiesin następuje w wyniku ich opadania na dno osadnika (tzw. sedymentacji), a tłuszczów w wyniku ich wynoszenia na powierzchnię (tzw. flotacji).
Oczyszczanie biologiczne
W procesie oczyszczania biologicznego wykorzystywany jest tzw. osad czynny czyli kłaczkowata zawiesina mikroorganizmów głównie bakterii oraz pierwotniaków. Ścieki w tzw. komorach biologicznych mieszane są z osadem czynnym. Mikroorganizmy tworzące osad czynny rozkładają zanieczyszczenia obecne w ściekach wykorzystując procesy biologiczne zachodzące podczas ich rozwoju. Aby zapewnić właściwą redukcję zanieczyszczeń w ściekach należy zapewnić jak najlepsze warunki do rozwoju w/w mikroorganizmów.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Ścieki oczyszczone mechanicznie z osadnika wstępnego kierowane są do komory predenitryfikacji i defosfatacji. W komorze predenitryfikacji następuje częściowa fermentacja osadu i wydzielenie lotnych kwasów tłuszczowych niezbędnych do biologicznego usuwania związków fosforu i azotu. W komorze defosfatacji zachodzą warunki beztlenowe, w których następuje uwolnienie fosforu z mikroorganizmów osadu do ścieków (I etap defosfatacji). Fosfor ten jest później pobierany przez bakterie tlenowe w komorze tlenowej i zakumulowany w biomasie osadu czynnego (II etap defosfatacji). Rezultatem w/w procesów jest zmniejszenie zawartości fosforu w ściekach.
Z komory predenitryfikacji i defosfatacji ścieki kierowane są do 4 bloków biologicznych. Każdy blok podzielony jest na 3 strefy: nitryfikacji, zmienną i denitryfikacji. W każdej z tych stref panują odmienne warunki, które zapewniają zachodzenie właściwych procesów oczyszczania m.in. nitryfikacji, denitryfikacji, defosfatacji. Obecny w ściekach azot amonowy jest przekształcany w procesie nitryfikacji do azotanów. Te z kolei na drodze denitryfikacji są redukowane do azotu cząsteczkowego N2, który trafia do atmosfery.
Z bloków biologicznych mieszanina ścieków z osadem czynnym kierowana jest do 2 osadników wtórnych, w których następuje oddzielenie osadu czynnego od ścieków w wyniku opadania (tzw. sedymentacji) osadu na dno osadników. Sklarowane ścieki oczyszczone odpływają przez przelewy pilaste umieszczone na obwodzie osadników wtórnych do kanału odprowadzającego je do odbiornika. Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest kanał Roznos, którym ścieki oczyszczone płyną do rzeki Białej, a następnie do rzeki Przemszy. Ścieki oczyszczone wprowadzane do odbiornika podlegają kontroli jakościowej.
Oczyszczalnia ścieków typu SBR
Oczyszczalnia ścieków w Bukownie jest oczyszczalnią typu SBR, mechaniczno-biologiczną o podwyższonym usuwaniu biogenów. Do podstawowych urządzeń części mechanicznej oczyszczalni ścieków należy krata mechaniczna gęsta, sitopiaskownik i osadniki Imhoffa. Z sitopiaskownika ścieki są kierowane do osadników Imhoffa. Następuje tu oddzielenie zawiesin w wyniku ich sedymentacji na dno osadników do tzw.
Kolejnym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie biologiczne, które odbywa się w tzw. sekwencyjnych biologicznych reaktorach (SBR). SBR-y są to komory osadu czynnego, gdzie cały proces oczyszczania oraz separacji ścieków oczyszczonych od kłaczków osadu zachodzi cyklicznie w jednym zbiorniku. Brak jest osadnika wtórnego. Na oczyszczalni znajdują się dwa w/w reaktory. Do usunięcia zanieczyszczeń wykorzystuje się podobnie jak na oczyszczalni w Olkuszu mikroorganizmy tzw. osad czynny. W każdej fazie pracy reaktorów panują odmienne warunki, które pozwalają na zachodzenie procesów oczyszczania (m.in. nitryfikacji, denitryfikacji, defosfatacji). W fazie dekantacji ścieki oczyszczone są odprowadzane do odbiornika Potoku Warwas.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
Porównanie oczyszczalni biologicznych i ekologicznych
Podstawowa różnica to napowietrzanie. W oczyszczalniach ekologicznych w ogóle ono nie występuje. Nie dają one możliwości rozwoju osadu czynnego, a więc ich skuteczność jest bardzo niska. Ta nieefektywność przekłada się na jeszcze jedną ważną rzecz, oczyszczalnie ekologiczne są ekologiczne tylko z nazwy. Przyjęło się określać osadniki gnilne jako oczyszczalnie ekologiczne, ale procesy beztlenowe nie pozwalają na osiągnięcie wyników redukcji zanieczyszczeń, których wymaga europejska norma zaimplementowana także do polskich przepisów prawa. W praktyce, przekreśla to szanse inwestora na uzyskanie dofinansowania na taką oczyszczalnię. W przypadku urządzeń biologicznych z natlenianiem, uzyskanie dotacji jest możliwe.
Można uznać, że oczyszczalnia drenażowa, niesprawnie działająca, przez wykorzystanie warunków beztlenowych, może być równie niebezpieczna dla środowiska co nieszczelne szambo.
| Cecha | Oczyszczalnie biologiczne | Oczyszczalnie ekologiczne (osadnik gnilny z drenażem rozsączającym) |
|---|---|---|
| Stopień oczyszczania ścieków | Do 98% | Niski, niemierzalny |
| Technologia | Tlenowa z udziałem mikroorganizmów | Beztlenowa |
| Osad czynny | Tak | Nie |
| Klarowność wody pościekowej | Tak | Nie |
| Koszt inwestycji | Wyższy | Niższy |
Podsumowując, oczyszczalnie biologiczne wykazują liczne zalety w porównaniu do oczyszczalni ekologicznych. Wyższy stopień oczyszczania ścieków, zaawansowana technologia i efektywne usuwanie zanieczyszczeń to główne powody, dla których coraz więcej osób decyduje się na wybór oczyszczalni biologicznej dla swojego gospodarstwa domowego.
Zalety przydomowych oczyszczalni biologicznych
Kolejnym atutem przydomowych oczyszczalni biologicznych są niskie koszty ich serwisu i użytkowania. W porównaniu do tradycyjnych szamb, które wymagają regularnego opróżniania, oczyszczalnie biologiczne są praktycznie bezobsługowe. Nie ma potrzeby częstego wzywania wozu asenizacyjnego, co przekłada się na wymierne oszczędności w domowym budżecie. Ponadto, dzięki energooszczędnym rozwiązaniom stosowanym w nowoczesnych oczyszczalniach, zużycie prądu jest minimalne, co dodatkowo obniża koszty użytkowania.
Wybierając przydomową oczyszczalnię biologiczną, przyczyniamy się do ochrony środowiska naturalnego. Oczyszczone ścieki, o wysokich parametrach jakościowych, można z powodzeniem wykorzystać do nawadniania ogrodu lub podlewania roślin. Takie ekologiczne podejście pozwala na oszczędność cennych zasobów wody pitnej i wspiera ideę zrównoważonego rozwoju. Co więcej, oczyszczalnie biologiczne nie emitują nieprzyjemnych zapachów i nie stanowią zagrożenia dla okolicznych terenów, jak ma to miejsce w przypadku nieszczelnych szamb.
| Zaleta | Opis |
|---|---|
| Wysoki stopień oczyszczania | Usuwanie do 98% zanieczyszczeń ze ścieków |
| Niskie koszty eksploatacji | Bezobsługowość i energooszczędność |
| Ekologiczne rozwiązanie | Możliwość ponownego wykorzystania ścieków i ochrona środowiska |
Możliwości zagospodarowania oczyszczonych ścieków
Ścieki oczyszczone w przydomowej oczyszczalni biologicznej stanowią cenny zasób, który można w różnoraki sposób zagospodarować. Ponowne wykorzystanie ścieków nie tylko ogranicza zużycie wody, ale także przyczynia się do ochrony środowiska. Jedną z opcji jest odprowadzanie oczyszczonych ścieków do gruntu poprzez studnie chłonne lub drenaż rozsączający. Takie rozwiązanie umożliwia naturalne wsiąkanie wody w głąb gruntu, nawadniając teren i wspierając wegetację roślin. Innym sposobem jest wykorzystanie wody pościekowej do nawadniania i podlewania roślin. To szczególnie korzystne rozwiązanie w przydomowych ogrodach i na terenach zielonych. Rozsączanie ścieków za pomocą drenażu zapewnia stały dopływ wody do gleby, co sprzyja bujnemu wzrostowi roślinności.
| Metoda zagospodarowania | Zalety |
|---|---|
| Odprowadzanie do gruntu |
|
| Wykorzystanie do podlewania roślin |
|
Wybierając sposób zagospodarowania oczyszczonych ścieków, warto kierować się zarówno aspektami praktycznymi, jak i ekologicznymi. Odpowiednie rozsączanie ścieków i wykorzystanie ich do nawadniania przyczynia się do ochrony środowiska i zrównoważonego gospodarowania zasobami wodnymi. Dzięki temu możemy cieszyć się pięknem zieleni wokół naszego domu, jednocześnie dbając o naturę.
Przydomowa biologiczna oczyszczalnia a obowiązek przyłączenia się do sieci kanalizacji zbiorczej
Użytkownik, który zdecyduje się na montaż oczyszczalni opartej o procesy biologiczne, która zapewnia przetrzymywanie ścieków w warunkach hermetycznych, a więc w zbiorniku posiadającym atest szczelności i zabezpieczającym przed wyciekiem surowych ścieków do wód nie jest zobowiązany do podłączenia się do sieci kanalizacji zbiorczej nawet w przypadku, kiedy sieć taka powstanie na terenie, który zamieszkuje.
Korzyści z zastosowania wydajnej przydomowej oczyszczalni biologicznej
Przede wszystkim zapewniają wysoki komfort użytkowania dzięki swojej bezobsługowości. Proces oczyszczania ścieków przebiega automatycznie, bez konieczności regularnej ingerencji użytkownika. Co więcej, nowoczesne oczyszczalnie biologiczne charakteryzują się brakiem nieprzyjemnych zapachów, co jest szczególnie istotne w przypadku instalacji zlokalizowanych blisko domu.
Kolejną zaletą przydomowych oczyszczalni biologicznych jest oszczędność i niskie koszty eksploatacji. W porównaniu do tradycyjnych szamb, oczyszczalnie biologiczne nie wymagają częstego opróżniania, co przekłada się na niższe koszty użytkowania. Dodatkowo, dzięki możliwości zagospodarowania oczyszczonych ścieków, np. do podlewania ogrodu, można zaoszczędzić na zużyciu wody pitnej.
Nie można również pominąć aspektu ochrony środowiska. Przydomowe oczyszczalnie biologiczne skutecznie usuwają zanieczyszczenia ze ścieków, zapobiegając ich przedostawaniu się do gleby i wód gruntowych. To ekologiczne rozwiązanie, które przyczynia się do zachowania równowagi w lokalnym ekosystemie.
Pytania i odpowiedzi dotyczące przydomowych oczyszczalni biologicznych
- Jak działa przydomowa oczyszczalnia biologiczna?
Przydomowa oczyszczalnia biologiczna działa w oparciu o procesy tlenowe z udziałem mikroorganizmów zasiedlających złoże biologiczne. Ścieki przepływają przez kolejne etapy: osadnik wstępny, komorę separacji, reaktor biologiczny, komorę klarowania i osadnik wtórny, gdzie zachodzą procesy mechaniczne, biologiczne i chemiczne prowadzące do efektywnego oczyszczenia ścieków. - Jaką rolę pełni osadnik wstępny w oczyszczalni biologicznej?
Osadnik wstępny to pierwszy etap oczyszczania, gdzie zachodzą procesy mechaniczne (oddzielenie osadu i kożucha) oraz fermentacja beztlenowa. Produkty fermentacji to woda, dwutlenek węgla i substancje mineralne opadające na dno w postaci osadu. Z osadnika wstępnego podczyszczone ścieki przepływają do kolejnych etapów oczyszczania. Osadnik wstępny nie jest stosowany we wszystkich typach oczyszczalni biologicznych z uwagi na to, że powoduje nieprzyjemny zapach. - Co to jest reaktor biologiczny i jakie jest jego znaczenie?
Reaktor biologiczny to kluczowy element oczyszczalni, w którym zachodzi biologiczne oczyszczanie ścieków. Mikroorganizmy mogą go zasiedlać w postaci osadu czynnego lub złoża biologicznego. W oczyszczalni ścieków ze złożem biologicznym w reaktorze występują tysiące kształtek polietylenowych, stanowiących podłoże dla rozwoju błony biologicznej (biofilmu). Bakterie tworzące biofilm rozkładają szkodliwe substancje organiczne zawarte w ściekach, a złoże jest napowietrzane za pomocą dyfuzorów drobnopęcherzykowych. - Jakie mikroorganizmy odpowiadają za oczyszczanie ścieków w oczyszczalni biologicznej?
W przydomowej oczyszczalni biologicznej kluczową rolę odgrywają bakterie tlenowe, które zasiedlają złoże biologiczne i tworzą na jego powierzchni błonę biologiczną (biofilm). Bakterie te rozkładają szkodliwe substancje organiczne zawarte w ściekach, utleniając je z wydzieleniem dwutlenku węgla i wody oraz asymilując i wykorzystując do namnażania się, czyli przyrostu żywej masy złoża. - Na czym polega proces klarowania i dlaczego jest ważny dla poprawnego działania przydomowej oczyszczalni ścieków?
Klarowanie to końcowy etap działania oczyszczalni biologicznej, zachodzący w specjalnie zaprojektowanej komorze o kształcie odwróconego stożka. Taki kształt jest optymalny dla wydajnego oddzielania zawiesin powstałych po oczyszczaniu biologicznym, czyli głównie osadu nadmiernego i fragmentów błony biologicznej. Po zakończeniu klarowania oczyszczona w 98% woda pościekowa odpływa przelewem poza obręb oczyszczalni. Im lepsze odseparowanie zawiesiny od oczyszczonych ścieków tym mniejsze ryzyko kolmatacji odbiornika wody pościekowej. - Jakie są zalety przydomowych oczyszczalni biologicznych?
Przydomowe oczyszczalnie biologiczne zapewniają wysoki stopień oczyszczania ścieków, sięgający nawet 98%, co oznacza efektywne usuwanie zanieczyszczeń i ochronę środowiska. Kolejną zaletą są niskie koszty eksploatacji - oczyszczanie ścieków jest niemal bezobsługowe i nie wymaga dużych nakładów finansowych. Oczyszczone ścieki można ponownie wykorzystać, np. do nawadniania i podlewania roślin, co dodatkowo zwiększa ekologiczny wymiar tego rozwiązania. - Jak można zagospodarować ścieki oczyszczone w przydomowej oczyszczalni biologicznej?
Ścieki oczyszczone w przydomowej oczyszczalni biologicznej można odprowadzić do gruntu poprzez studnie chłonne lub drenaż rozsączający, co pozwala na naturalne wsiąkanie wody w głąb gruntu. Inną możliwością jest wykorzystanie wody pościekowej do nawadniania i podlewania roślin w przydomowych ogrodach i na terenach zielonych.
tags: #oczyszczalnia #ścieków #opis #działania
