Oczyszczalnia Ścieków, Wodociągi i Kanalizacja: Zasada Działania

Szczegóły: Opublikowano: 05. March 2026

Artykuł omawia kompleksowo zagadnienia związane z oczyszczalniami ścieków, systemami wodociągowo-kanalizacyjnymi, zasadami ich działania, a także problemami wynikającymi z niewłaściwego użytkowania kanalizacji.

Działanie Oczyszczalni Ścieków

Oczyszczalnie ścieków projektowane są w układzie mechaniczno-biologicznym, który obejmuje biologiczną defosfatację, denitryfikację i nitryfikację oraz chemiczne strącanie pozostałego fosforu. Ścieki na oczyszczalnię wpływają otwartym kanałem dopływowym, w którym wbudowana została zwężka pomiarowa.

Etapy Oczyszczania Ścieków

Oczyszczanie Mechaniczne:
- Dwie mechanicznie czyszczone kraty rzadkie o prześwicie 50 mm zlokalizowane są w budynku krat, przepompowni głównej i sit.
- Z komory krat rzadkich ścieki dopływają do przepompowni głównej wyposażonej w pięć pomp zatapialnych, które tłoczą ścieki do sit.
- Ścieki oczyszczone na sitach dopływają do dwóch podwójnych piaskowników przedmuchiwanych z usuwaniem ciał pływających, pracujących w układzie równoległym. W piaskownikach zatrzymywany jest piasek o średnicy zastępczej powyżej 0.16 mm w stopniu wyższym niż 95%.
- Powietrze do napowietrzania piaskowników dostarczają dwie dmuchawy zainstalowane w budynku przepompowni głównej. Mieszanina ścieków i piasku osadzającego się w kinetach piaskowników przetłaczana jest za pomocą pomp zatapialnych.
- Po opuszczeniu piaskowników ścieki doprowadzane są do osadników wstępnych, składających się z trzech równoległych komór. Wytrącony w osadniku osad usuwany jest z każdego leja osadowego oddzielnie przez system rurociągów. Prowadzony jest również pomiar zawartości suchej masy w osadzie.
- Pulpa piaskowa tłoczona jest pompami do piasku, rurociągami wykonanymi ze stali nierdzewnej do separatora-płuczki piasku.
Oczyszczanie Biologiczne:
- Z części mechanicznej oczyszczalni ścieki przepływają przez komorę zbiorczo-rozdzielczą, gdzie po wymieszaniu z osadem recyrkulowanym z osadników wtórnych zasilają komorę defosfatacji wyposażoną w 4 mieszadła zatopione wywołujące ruch cyrkulacyjny mieszaniny ścieków i osadu zapobiegając jednocześnie sedymentacji.
- W następnym etapie ścieki rozprowadzane są do 3 zasilanych równolegle, wykonanych w kształcie obiegowym, komór napowietrzania. Niezbędny tlen doprowadzany jest do układu przy pomocy wirników napowietrzających, wymuszających jednocześnie krążenie osadu czynnego w zbiornikach.
- Wysokość zwierciadła ścieków w komorach napowietrzania utrzymywana jest, niezależnie od wielkości napływu na stałym poziomie przez regulowane automatycznie jazy przelewowe. Umożliwia to stałą kontrolę głębokości zanurzenia łopatek wirników i związaną z tym skuteczność napowietrzania.
- Cały proces technologiczny kontrolowany jest przez sondy amoniaku zainstalowane w komorach osadu czynnego oraz alternatywne urządzania do stałej kontroli zawartości azotu amonowego w odpływających ściekach.
- Ścieki z komór napowietrzania osadu czynnego dopływają do komory rozdzielczej, gdzie następuje ich równomierny rozdział na sześć równolegle pracujących osadników wtórnych radialnych. W osadnikach następuje sedymentacja osadu czynnego i klarowanie ścieków oczyszczonych.
- Ścieki oczyszczone z osadników wtórnych odpływają do kanału odprowadzającego ścieki do odbiornika.
- Wysedymentowany na dnie osadników osad czynny za pomocą zgarniaczy osadu przemieszczany jest do lejów osadników, skąd odpływa do przepompowni osadu recyrkulowanego i nadmiernego.
- Zbierające się na powierzchni osadników ciała pływające odprowadzane są do przepompowni ciał pływających, skąd tłoczone do głównej przepompowni ścieków i oddzielane w części mechanicznej oczyszczalni.
Gospodarka Osadowa:
- Zagęszczony osad wstępny pompowany jest do zbiornika osadu zagęszczonego zmieszanego.
- Osad nadmierny z zagęszczacza grawitacyjnego osadu nadmiernego grawitacyjnie trafia do budynku pasteryzacji tłuszczy, gdzie zlokalizowano instalację zagęszczania mechanicznego osadu nadmiernego. Zagęszczanie osadu nadmiernego odbywa się na zagęszczarkach talerzowych. Proces wymaga wspomagania dozowania wodnych roztworów polielektrolitu.
- Zainstalowano dwie równoległe linie hydrolizy. Głównym elementem każdej linii stanowi reaktor, w którym zachodzą procesy hydrolizy termiczno-tlenowej osadu. Ilość ciepła dostarczana do reaktora ma na celu uzupełnienie energii cieplnej potrzebnej na podgrzanie świeżego osadu doprowadzanego do wymiennika w układzie instalacji i utrzymanie stabilnej temperatury wewnątrz reaktora.
- Reaktory powiązane są technologicznie z układem wymienników ciepła osad/osad, gdzie dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy osadem z reaktorów a osadem zmieszanym. Schłodzony do 40-42°C osad z reaktorów odprowadzany jest szarżami do komór WKF. Dzięki wysokiej temperaturze osadu z reaktorów, komory WKF nie wymagają dodatkowej instalacji grzewczej.
- Temperatura osadu w reaktorze hydrolizy termicznej wynosi ok. W wyniku działania procesów termicznych dochodzi do całkowitej i nieodwracalnej higienizacji osadów, jak również do zmiany struktury cząsteczkowej osadu, ułatwiając mechaniczny i biochemiczny rozkład związków organicznych. Proces hydrolizy do związków prostszych prowadzony jest przez bakterie termofitowe w środowisku enzymów zewnątrzkomórkowych. Ww.
- W celu zapewnienia odpowiedniej temperatury osadu w komorach fermentacyjnych przewidziano recyrkulację osadu z każdej komory poprzez wymiennik ciepła zlokalizowany w budynku maszynowni. Podgrzewanie osadów w wymiennikach ma miejsce tylko w przypadku postoju instalacji termicznej hydrolizy.
- Osad recyrkulowany pobierany jest z dolnej bądź centralnej części komory fermentacyjnej, dalej przepływa przez wymiennik ciepła, gdzie w przeciwprądzie następuje jego ogrzanie gorącą wodą. Tak podgrzany osad tłoczony jest z powrotem do poszczególnych komór fermentacyjnych.
- Proces prowadzi się za pomocą pomp recyrkulacyjnych, przy czym fermentujący osad pobierany jest z dna komory fermentacyjnej (lub z części centralnej komory) rurociągami połączeniowymi i doprowadzany do pomp przewodem ssawnym. W komorze fermentacyjnej prowadzony jest proces fermentacji mezofilowej. Czas zatrzymania osadu w komorze wynosić ok. 22 dni. W tym czasie następuje częściowy rozkład substancji organicznych zawartych w osadzie.
- Do intensywnego mieszania zawartości każdej komory fermentacyjnej służy mieszadło śmigłowe montowane do dachu zbiornika. Mieszadło wyposażone jest w dwa śmigła - dolne zapobiegające sedymentacji osadu i kreujące ruch osadu, górne zapobiegające tworzeniu się kożucha. Kożuch tworzący się na powierzchni osadu w komorze, składający się ze stałych, specyficznych i lekkich składników wsadu (takich jak włosy, szczecina, drewno, tłuszcz itp., które mają tendencję do komprymowania się), jest rozbijany przez mieszadło.
- Podczas zasilania komór fermentacyjnych nowym osadem zmieszanym, następuje wypieranie przefermentowanego osadu z dna leja poprzez rurociąg piętrzący. W zamkniętej komorze fermentacyjnej WKF jako produkt rozkładu substancji organicznych wydzielać się biogaz.
- Ujęty biogaz po procesie odsiarczania na złożu suchym trafia do zbiornika magazynowego, skąd transportowany jest do spalania. Przed trafieniem do instalacji spalania w agregatach kogeneracyjnych biogaz oczyszczany jest w instalacji do usuwania siloksanów. Biogaz wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej na potrzeby oczyszczalni.
- Odcieki z procesu odwadniania osadu kierowane są do zbiornika retencyjnego filtratu i dalej do stacji chemicznego usuwania fosforu z filtratu. Sklarowana ciecz w osadniku pokoagulacyjnym odprowadzana do kanału zbiorczego osadu powrotnego z osadników wtórnych.
- Przewidziano dowóz tłuszczy wozami asenizacyjnymi oraz doprowadzenie układem tłocznym z komór tłuszczowych z piaskowników. Tłuszcze przyjmowane są do zbiornika magazynowego tłuszczy którego pojemność odpowiada dobowej ilości dowożonych oraz przetłoczonych tłuszczy.
- Zbiornik wyposażony jest w pompy zatapialne podające tłuszcze do zbiornika pośredniego oraz kratę rzadką (40mm) zabezpieczającą instalację w układzie zrzutu z wozów asenizacyjnych. Zbiornik wyposażony jest w układ grzewczy przeciwdziałający zestalaniu tłuszczy zawartych we flotatach.
- Tłuszcze przetłaczane są następnie do zbiornika pośredniego oraz podgrzewane do właściwej temperatury procesu 70° C w rurowym wymienniku ciepła. Zbiornik pośredni pełni rolę bufora i służy ujednoliceniu dowożonych tłuszczy. Tłuszcze są w nim wstępnie podgrzewane, mieszane i cyrkulowane.
- Właściwą temperaturę uzyskuje się na wymienniku osad/woda gorąca, z którego tłuszcze trafiają do reaktora, gdzie w temperaturze ok. 70°C w określonym czasie (30 min) dochodzi do pasteryzacji tłuszczy.
- Do odwadniania osadu przefermentowanego służy prasa komorowa zlokalizowana w budynku przeróbki osadów. Zagęszczony grawitacyjnie osad poddawany jest procesowi chemicznego kondycjonowaniu. W procesie tym stosowane są sole żelaza Fe+3 oraz kationowy polielektrolit w postaci emulsji.
- Tak przygotowany osad poddawany jest procesowi odwadniania w komorowej prasie filtracyjnej o pojemności 10,5 m3. Odwodniony osad po rozdrobnieniu magazynowany jest pod wiatą. Okresowo jest wywożony, do dalszego wykorzystania rolniczego.

Rodzaje Ścieków i Zasady Odprowadzania

Jakie ścieki można odprowadzać do kanalizacji sanitarnej?

Do kanalizacji można odprowadzać wyłącznie ścieki sanitarne, nazywane inaczej ściekami bytowo-gospodarczymi lub socjalno-bytowymi. Ścieki te związane są bezpośrednio z życiem człowieka i zawierają odpływy z kuchni, łazienki, z mycia, prania, ubikacji itp.

Czego nie wolno odprowadzać do kanalizacji sanitarnej?

Wód deszczowych oraz innych wód i ścieków pochodzenia produkcyjnego.
Ścieków gospodarczych tzn. gnojowicy, odcieków z kiszonek oraz innych ścieków produkcyjnych.
Materiałów i substancji, które mogą doprowadzić do zatkania kanalizacji, zatkania pomp, zamierania bakterii i mikroorganizmów pracujących na oczyszczalni przy usuwaniu zanieczyszczeń.
Odpadów stałych takich jak: żwir, piasek, popiół, kawałki szkła, skór, tekstyliów, resztki poubojowe (np. pierze), ścinki materiałów, szmaty, podpaski, torby foliowe itp.
Substancji palnych np. resztek rozpuszczalników itp., substancji żrących i toksycznych.

Jak powinna wyglądać kanalizacja sanitarna (instalacja wewnętrzna) w domu?

Pion kanalizacyjny powinien być zaopatrzony w rurę wywiewną wyprowadzoną 0,5 do 1,0 m powyżej połaci dachowej.
Każde urządzenie sanitarne powinno mieć zamknięcie wodne w postaci syfonu.

Problemy Eksploatacyjne i Konsekwencje Niewłaściwego Użytkowania Kanalizacji

Niewłaściwe korzystanie z kanalizacji sanitarnej prowadzi do poważnych problemów eksploatacyjnych sieci kanalizacyjnych, przepompowni i oczyszczalni ścieków. Coraz częściej znajdowane są w niej przedmioty, które nie powinny się tam znaleźć. W przypadku wystąpienia niedrożności sieci kanalizacyjnej mieszkańcy narażają siebie oraz swoich sąsiadów na zalanie piwnic, łazienek, posesji, występowanie zatorów oraz uciążliwych zapachów.

Przykłady skutków niewłaściwego użytkowania kanalizacji:

Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie

Zalanie obiektów oczyszczalni ścieków.
Wypłukanie osadu czynnego z oczyszczalni, które spowoduje skażenie środowiska.
Konieczność dokonania ponownego rozruchu oczyszczalni ścieków.
Zalanie piwnic niżej położonych budynków.

W 2020 roku PWiK Piaseczno usunęło około 300 awarii na sieciach i przepompowniach kanalizacji sanitarnej, z czego 60% stanowiły awarie na przepompowniach. Koszty wymiany, remontu istniejących pomp oraz zakupu nowych w 2020 roku wyniosły ponad 250 tysięcy złotych netto.

Alternatywne Rozwiązania: Przydomowe Oczyszczalnie Ścieków

W przypadku wysokich kosztów przyłączenia do sieci kanalizacyjnej, budowa przydomowej oczyszczalni ścieków może być ekonomicznie uzasadniona. Zgodnie z polskim prawem, budowa oczyszczalni ścieków o wydajności do 7,50 m3 na dobę nie wymaga decyzji o pozwoleniu na budowę, a jedynie zgłoszenia.

Drenaż Rozsączający

Istotą drenażu rozsączającego jest układ podziemnych ciągów drenarskich wprowadzający wstępnie oczyszczone ścieki do gruntu w celu dalszego ich biologicznego oczyszczenia, bez rolniczego wykorzystania i odprowadzania oczyszczonych ścieków do wód powierzchniowych. W systemie takim występuje pełny cykl oczyszczania tzn. oczyszczanie mechaniczne i biologiczne. Oczyszczanie mechaniczne następuje w osadniku gnilnym. Po przejściu przez osadnik gnilny i filtr ścieki doprowadzane są do gruntu, gdzie w czasie przesączania przez warstwę złoża następuje dalsze ich oczyszczanie biologiczne.

Elementy Drenażu Rozsączającego

Osadnik gnilny: Podstawowe urządzenie przydomowej oczyszczalni ścieków. Czas zatrzymania ścieków w osadniku wynosi około 3 dób.
Studzienka rozdzielcza: Zadaniem studzienki jest równomierne rozprowadzenie oczyszczanych ścieków do wszystkich ciągów drenarskich.
Przewody rozsączające: Połączone są z przewodami rozdzielczymi za pomocą elastycznych łuków. Stanowią je trzy ciągi drenarskie z rur perforowanych PP-B Ø110 o długości 30 m dla oczyszczalni 2,0 m3 oraz 48 m dla oczyszczalni 3,0 m3.
Przewody wentylacyjne: Rury rozsączające zakończone są pionowo wyprowadzonym przewodem wentylacyjnym PP-B Ø110, połączonym z drenażem elastycznym łukiem. Końcówka przewodu wentylacyjnego powinna być wyprowadzona min. 0,5 m ponad powierzchnię terenu i zakończona dostarczaną w komplecie wywiewką.

Przykłady Decyzji Mieszkańców

Jan Nowak, mieszkaniec podwarszawskiej miejscowości, odkrył, że koszt wykonania przyłącza kanalizacyjnego do jego domu wyniesie około 50 tysięcy złotych. Zdecydował się na przydomową oczyszczalnię.
Michał Zieliński, właściciel domu w okolicy, gdzie kanalizacja została doprowadzona kilka lat temu, zmierzył się z dylematem: przyłączenie do istniejącej sieci czy budowa przydomowej oczyszczalni ścieków. Po otrzymaniu kosztorysu od firmy wodociągowej, z którego wynikało, że koszt przyłącza przekroczy jego budżet, Michał zdecydował się na oczyszczalnię.

Podsumowanie

Decyzja między przydomową oczyszczalnią ścieków a kosztownym przyłączem kanalizacyjnym zależy od wielu czynników, takich jak lokalizacja, koszty i indywidualne potrzeby właściciela nieruchomości. W wielu przypadkach budowa oczyszczalni okazuje się bardziej ekonomicznie uzasadniona i praktyczna, zwłaszcza gdy koszty przyłącza do sieci kanalizacyjnej są zbyt wysokie.

Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania

Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?

tags: #oczyszczalnia #ścieków #wodociągi #i #kanalizacja #zasada