Oczyszczalnia Ścieków: Stabilizacja Osadów i Procesy

Szczegóły: Opublikowano: 06. March 2026

Technologia oczyszczania ścieków powinna być ściśle dostosowana do ich charakteru, ilości i obciążenia zanieczyszczeniami. Innego podejścia wymagają ścieki komunalne, nieco innego przemysłowe czy rolnicze. W związku z tym występują różne rodzaje oczyszczalni ścieków i urządzeń w nich stosowanych. Oprócz ich budowy i funkcji, ważne jest wykonanie materiałowe, trwałość i odporność na trudne warunki pracy.

Rodzaje Ścieków

Ścieki można podzielić na:

Bytowo-gospodarcze, tzw. komunalne - pochodzące z gospodarstw domowych, zakładów pracy, budynków użyteczności publicznej.
Przemysłowe - skutek procesów technologicznych w zakładach produkcyjnych, m.in. spożywczych, chemicznych, metalurgicznych, garbarskich, włókienniczych czy papierniczych.
Deszczowe - wody opadowe, zawierające zawiesiny - np. piasek, a także związki chemiczne obecne w atmosferze i na powierzchni dachów, gleby oraz innych nawierzchni.

Etapy Oczyszczania Ścieków

Współczesne oczyszczalnie ścieków, w tym przydomowe oczyszczalnie ścieków, wykorzystują zaawansowane metody biologiczne, chemiczne i fizyczne, aby skutecznie rozkładać substancje organiczne, usunąć związki chemiczne oraz zminimalizować zagrożenia dla środowiska.

Oczyszczanie Mechaniczne

Mechaniczne oczyszczanie jest podstawowym krokiem, który przygotowuje ścieki do dalszych etapów, zapewniając ich skuteczną obróbkę. Mechaniczne - są zwykle pierwszym etapem wielu rodzajów oczyszczalni ścieków. Oddzielają ze ścieków zawiesiny i grubsze frakcje zanieczyszczeń. Procesy w nich wykorzystywane to: cedzenie, rozdrabnianie, filtracja, sedymentacja i flotacja. Pierwszym etapem w oczyszczalni ścieków jest oczyszczanie mechaniczne, polegające na fizycznym oddzieleniu większych zanieczyszczeń. Do tego procesu stosuje się różnego rodzaju sita, kraty oraz osadniki, które zatrzymują duże cząstki, takie jak piasek, tłuszcze, plastik czy odpady stałe. Usunięcie większych zanieczyszczeń znacznie zmniejsza obciążenie dla kolejnych etapów.

W fazie wstępnej, podczas oczyszczania mechanicznego ścieki trafiają na kraty, a następnie do piaskownika i osadnika wstępnego w celu odseparowania części zgrubnych i zawiesin. W przydomowych oczyszczalniach ścieków ten proces często jest realizowany za pomocą osadników wstępnych, w których cząstki stałe opadają na dno, tworząc osad.

Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie

Proces Oczyszczania Mechanicznego w Osadniku Gnilnym

Oczyszczanie mechaniczne ścieków następuje w osadniku gnilnym.

ETAP I - usuwane są ze ścieków substancje nierozpuszczone w wodzie, które zatrzymują się w osadniku gnilnym, gdzie również przebiega dalszy proces ich fermentacji.
ETAP II - usuwane są ze ścieków pozostałe, rozpuszczone w wodzie, substancje organiczne.

W osadniku gnilnym ścieki zostają wstępnie oczyszczone, czyli cząstki unoszące się w ściekach opadają na dno i tworzą osad, a ten z kolei ulega powolnemu procesowi fermentacji. Wynikiem tego procesu, osad, rozkładany jest na substancje rozpuszczalne w wodzie oraz nierozpuszczalne substancje mineralne, które odkładają się na dnie osadnika. Na przeciwnym biegunie zbiornika, na powierzchni („lustrze”) ścieków utrzymują się substancje lżejsze od wody, które tworzą tzw. kożuch złożony głównie z tłuszczów i olejów, a widoczna piana to efekt ich fermentacji. Ścieki odprowadzone z prawidłowo dobranego i właściwie eksploatowanego osadnika gnilnego są klarowne, a ich jakość pozwala na dalsze oczyszczenie w gruncie.

Oczyszczanie Biologiczne

Biologiczne - tzw. oczyszczanie drugiego stopnia, które przebiega w warunkach tlenowych, niedotlenionych i beztlenowych. Biologiczna oczyszczalnia ścieków działa zwykle w oparciu o osad czynny (mikroorganizmy zawieszone w formie kłaczków w całej objętości ścieków, rozkładające związki organiczne) lub/i złoża biologiczne, w których mikroorganizmy rozwijają się na warstwie kruszywa, żużla, koksu, kształtek ze spienionych tworzyw sztucznych itp.

Po oczyszczeniu mechanicznym, ścieki trafiają do sekcji biologicznej, gdzie mikroorganizmy rozkładają substancje organiczne. W procesie tym następuje usunięcie związków węgla, azotu oraz fosforu. Mikroorganizmy wykorzystują zanieczyszczenia organiczne jako źródło pożywienia, prowadząc do ich biodegradacji. W tradycyjnych oczyszczalniach proces ten odbywa się w bioreaktorach, natomiast w przydomowych oczyszczalniach ścieków wykorzystywane są często napowietrzane, specjalne komory biologiczne, w których następuje intensyfikacja rozkładu substancji organicznych.

W następnej kolejności wykorzystywane są biologiczne metody oczyszczania ścieków, najczęściej w reaktorach osadu czynnego. Najpierw w komorze beztlenowej zachodzi proces defosfatacji. W następnej komorze przy pełnym wymieszaniu ścieków i napowietrzaniu ich zachodzi proces nitryfikacji. Kolejnym etapem w warunkach niedotlenionych jest denitryfikacja. W każdym z tych etapów istotną rolę odgrywa równomierne mieszanie ścieków, w którym świetnie sprawdzą się mieszadła HYDRA i TURBO firmy BIOX. Specjalny kształt śmigieł umożliwia samooczyszczanie i wydłuża bezawaryjną eksploatację urządzeń.

Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania

W niektórych systemach stosuje się również mikroorganizmy beztlenowe, które są w stanie rozkładać bardziej złożone zanieczyszczenia, takie jak tłuszcze czy azotany, w warunkach beztlenowych.

Oczyszczalnie Mechaniczno-Biologiczne

Oczyszczalnie mechaniczno-biologiczne dzielą się na: oczyszczalnie ze złożem biologicznym (biomasa utwierdzona) i oczyszczalnie z osadem czynnym (biomasa zawieszona). Technologia oczyszczania ścieków bazująca na złożu biologicznym (biomasa utwierdzona) opiera się na biochemicznym rozkładzie zanieczyszczeń organicznych zawartych w ściekach. Zasadniczym elementem procesu oczyszczania jest materiał, na którym tworzy się błona biologiczna, składająca się z mikroorganizmów roślinnych i zwierzęcych.

Osad czynny (biomasa zawieszona) to zespół mikroorganizmów (biocenoza) złożony z bakterii, grzybów mikroskopowych i pierwotniaków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozkłada związki organiczne występujące w ściekach na substancje proste, m.in.: dwutlenek węgla, wodę i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów; mikrofauna zaś, odżywiając się bakteriami i grzybami, reguluje ich ilość w biocenozie.

Oczyszczanie Chemiczne

Chemiczne - wykorzystujące konkretne związki i reakcje chemiczne oraz procesy fizyko-chemiczne. Dla przykładu w procesie koagulacji zanieczyszczenia łączą się w większe aglomeraty, a następnie są wytrącane w postaci osadu.

W większych oczyszczalniach, oczyszczanie chemiczne polega na dodawaniu substancji chemicznych, koagulantów czy flokulantów, w celu usunięcia rozpuszczonych związków chemicznych oraz zawiesin. Proces ten pomaga w wytrącaniu trudno rozkładalnych zanieczyszczeń, które nie zostały usunięte w procesie biologicznym. W przypadku oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie lub związki fosforu, chemiczne oczyszczanie jest niezbędnym etapem.

Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?

Klarowanie i Końcowe Oczyszczanie

Ostatnim etapem jest klarowanie, czyli proces, w którym oczyszczone ścieki są oddzielane od resztek osadów i przygotowywane do zrzutu do środowiska lub dalszego wykorzystania. W większych oczyszczalniach stosuje się osadniki wtórne, w których zanieczyszczenia sedymentują, a oczyszczona woda zostaje oddzielona. W przydomowych oczyszczalniach ten etap może być realizowany za pomocą filtrów piaskowych, żwirowych lub specjalnych membran filtracyjnych. Oczyszczona woda może być następnie odprowadzona do gruntu, cieków wodnych lub systemów drenażowych. Proces końcowego oczyszczania powinien zapewniać odpowiednią jakość wody, zgodną z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, szczególnie jeśli woda ta ma być ponownie wykorzystana w celach rekreacyjnych lub przemysłowych.

Monitoring i Zarządzanie Osadami

Nieodłącznym elementem pracy oczyszczalni jest zarządzanie osadami, które powstają w procesie oczyszczania. Osady te muszą być odpowiednio przerabiane i utylizowane, aby nie stanowiły zagrożenia dla środowiska. W oczyszczalniach stosuje się różne metody obróbki osadów, takie jak kompostowanie, spalanie czy suszenie, w zależności od ich składu i ilości.

Przykłady Technologii w Oczyszczalniach w Polsce

Oczyszczalnia Ścieków COŚ w Gliwicach

Technologia oczyszczania ścieków oparta jest na procesach mechanicznych i biologicznych, z możliwością chemicznego wspomagania. Wytworzone w Gliwicach ścieki wpływają do oczyszczalni trzema głównymi kolektorami: z kanalizacji ogólnospławnej, z centrum miasta oraz osiedla Waryńskiego i najbliższej okolicy.

Etapy Oczyszczania w Gliwicach

Separacja części stałych: Ścieki pozbawiane są skratek (zanieczyszczenia o frakcji powyżej 6mm) i piasku w piaskownikach wirowych.
Reaktory biologiczne: Rozkład materii organicznej i usuwanie związków azotu i fosforu przez bakterie tworzące biomasę (osad czynny).
Osadniki wtórne: Oddzielenie osadu czynnego od oczyszczonych ścieków, które trafiają do rzeki Kłodnicy.
Gospodarka osadowa: Osad nadmierny poddawany jest fermentacji metanowej, odwodnieniu i higienizacji, a następnie wykorzystywany przyrodniczo lub przeznaczony do odzysku.
Biogaz: Powstaje w komorach fermentacyjnych i jest wykorzystywany jako paliwo do kotłów produkujących energię cieplną oraz w kogeneratorach do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.

Oczyszczalnia Ścieków w Otwocku

Ścieki z nieskanalizowanej części aglomeracji otwockiej dowożone są wozami asenizacyjnymi do punktu zlewnego wyposażonego w 4 stanowiska zrzutowe i urządzenia podczyszczające ścieki (sitopiaskowniki firmy Huber) i urządzenia zabezpieczające ich pracę: łapacze kamieni i maceratory. Stacja jest urządzeniem w pełni automatycznym, nie wymagającym ciągłego nadzoru. Na każdym ciągu obsługującym 2 stanowiska zamontowane jest sito i piaskownik napowietrzany. Ścieki z sitopiaskownika trafiają rurociągiem DN 600 do zbiornika uśredniającego ścieków dowożonych.

W celu zabezpieczenia wyposażenia elektrycznego stacji zlewnej przed korozyjnym oddziaływaniem powietrza znajdującego się w pomieszczeniu, podbieraki wykorzystywane do poboru prób ścieków dowożonych zostały umieszczone w wydzielonym, wentylowanym pomieszczeniu poboru prób. Szafy układu zasilania w energię elektryczną oraz szafy zawierające urządzenia sterownicze zostały zlokalizowane w rozdzielni elektrycznej odizolowanej od pomieszczenia, w którym znajdują się urządzenia podczyszczające ścieki.

Proces Oczyszczania w Otwocku

Punkt zlewny: Ścieki dowożone są podczyszczane w sitopiaskownikach.
Zbiornik uśredniający: Następuje uśrednienie składu ścieków poprzez ich wymieszanie i odgazowanie.
Pompownia główna: Oczyszczanie mechaniczne na kratach hakowych i przepompowywanie do piaskownika.
Piaskownik: Oddzielenie piasku od cząstek organicznych.
Osadniki wstępne: Oddzielenie zawiesin łatwo opadających.
Zbiornik retencyjny: Zabezpieczenie reaktora biologicznego przed nadmiernym przepływem ścieków.
Reaktor biologiczny: Biologiczna redukcja związków węgla, azotu i fosforu.
Osadniki wtórne: Sedymentacja osadu czynnego i odprowadzenie sklarowanych ścieków do rzeki Jagodzianki.
Gospodarka osadowa: Osad nadmierny poddawany jest zagęszczaniu, fermentacji metanowej i odwodnieniu.
Biogaz: Magazynowany i przetwarzany na energię elektryczną i cieplną.

Oczyszczalnia Ścieków w Tychach

Układ technologiczny zastosowany w Tychach umożliwia osiągnięcie odpowiedniego stężenia zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych do rzeki Gostyni. Maksymalna projektowana przepustowość oczyszczalni wynosi 42 000 m3/d.

Etapy Oczyszczania w Tychach

Część mechaniczna:
- Kraty hakowo-taśmowe: Oddzielenie zanieczyszczeń stałych (skratki), które są płukane, odwadniane i pakowane.
- Piaskowniki poziome: Wydzielenie piasku, który jest wykorzystywany na potrzeby spółki.
- Osadnik wstępny radialny: Usuwanie zawiesin.
- Zbiornik retencyjny: Przechowywanie nadmiaru ścieków w czasie deszczu lub awarii.
- Stacja osłonowa: Ochrona przed dopływem stężonych lub toksycznych ścieków.
Część biologiczna:
- Reaktory C-TECH: Sekwencyjne reaktory biologiczne (SBR) do usuwania związków biogennych (azotu i fosforu).
- Komory Osadu Czynnego (KOCZ): Komory zróżnicowanych warunkach tlenowych (beztlenowa, anoksyczna, przemiennego działania, tlenowa) do biologicznej defosfatacji, denitryfikacji i nitryfikacji.
- Osadnik wtórny radialny: Oddzielenie ścieków od osadu czynnego.
Część osadowa:
- Zagęszczacze grawitacyjne (fermentery): Zagęszczanie osadu surowego.
- Wydzielone Komory Fermentacji (WKF): Stabilizacja beztlenowa osadów.
- Odwadnianie osadów: Prasy membranowe, wirówka dekantacyjna i prasa taśmowa.
- Stacja higienizacji osadów: Mieszanie osadu odwodnionego z wapnem.
- Biofiltry: Zmniejszenie negatywnego oddziaływania oczyszczalni na środowisko.

Oczyszczalnia Ścieków w Białej Piskiej

Oczyszczalnia ścieków w Białej Piskiej przeszła modernizację w latach 2010-2012 w celu zwiększenia efektywności i wydajności oczyszczania ścieków oraz dostosowania do istniejących wymogów prawnych.

Proces Oczyszczania w Białej Piskiej

Tłocznia główna: Ścieki dopływają do tłoczni głównej, gdzie trafiają również ścieki dowożone.
Sita: Separacja części stałych (skratki).
Piaskowniki wirowe: Separacja zanieczyszczeń mineralnych (piasku).
Część biologiczna: Oczyszczanie biologiczne w dwóch niezależnych ciągach (komora defosfatacji SDF, denitryfikacji SDN, nitryfikacji SN oraz osadnik wtórny OW).
- Komora defosfatacji: Bakterie kumulujące fosfor pobierają odpowiednie substraty.
- Komora denitryfikacji: Redukcja azotanów do azotu gazowego.
- Komora nitryfikacji: Pełne biologiczne oczyszczenie ścieków.
- Osadniki wtórne: Rozdział osadu czynnego od ścieków oczyszczonych.
Komora SSO: Stabilizacja osadów nadmiernych powietrzem.
Stacja odwadniania osadów: Prasa taśmowa do odwadniania osadów.

Metody Stabilizacji Osadów Ściekowych

Stabilizacja osadów ściekowych może być realizowana poprzez wykorzystanie metod biologicznych, chemicznych lub termicznych. Najczęściej stosowane są metody biologiczne, zwłaszcza fermentacja metanowa i stabilizacja tlenowa. Do metod biologicznych zaliczamy również kompostowanie. Powszechnie stosowaną metodą higienizacji osadów ściekowych jest ich wapnowanie.

Poza metodami chemicznymi, wyróżnia się również metody termiczne. Zaliczyć do nich można pasteryzację, hydrolizę termiczną, suszenie oraz inne metody przekształcania termicznego.

Autotermiczna Termofilna Stabilizacja Osadów (ATSO)

Idealnym rozwiązaniem może okazać się autotermiczna termofilna stabilizacja realizowana według technologii opracowanej przez niemiecką firmę Fuchs Enprotec GmbH. Proces ATSO zapewnia pełną stabilizację, higienizację, a nawet wręcz dezynfekcję osadów, czyniąc je biomasą, która może być wykorzystywana do celów przyrodniczych. Pełna hermetyzacja reaktorów uniemożliwia ewentualne wtórne skażenie osadów poddawanych procesowi. Właściwą funkcję spełnia również izolacja termiczna zbiorników, która bez względu na zewnętrzną temperaturę powietrza zapewnia odpowiednie warunki dla przebiegu procesu. Jest to zatem metoda skutecznego unieszkodliwiania osadów ściekowych, która przebiega w całkowicie zautomatyzowanej instalacji, pozwalającej na otrzymanie produktu gotowego do wykorzystania w postaci płynnej lub po odpowiednim odwodnieniu.

Stabilizacja Aerobowa Osadów Ściekowych

Stabilizacja aerobowa osadów ściekowych jest kolejną z metod ograniczania uciążliwości osadów ściekowych dla środowiska. Procesy rozkładu związków organicznych zachodzą tutaj z wykorzystaniem mikroorganizmów w warunkach tlenowych. Konieczne jest jednak ciągłe napowietrzanie osadów, dostarczany tlen zapewnia efektywne utlenianie związków organicznych i tym samym zmniejszenie podatności na zagniwanie. Proces może być prowadzony w wydzielonych otwartych lub zamkniętych komorach z doprowadzeniem ciśnieniowym powietrza, lub równolegle z procesem oczyszczania biologicznego ścieków w komorach osadu czynnego, jako tzw. przedłużone napowietrzanie.

Technologia Roth MicroStar

Technologia przydomowej oczyszczalni ścieków ponownie reprezentowanej przez firmę Roth MicroStar określana jako SSB - sequential stabilizing activated sludge proces = sekwencyjny stabilizujący proces oczyszczania metodą osadu czynnego (jest to termin zgodny z klasyfikacją Niemieckiego Instytutu Techniki Budowlanej DIBt). Układ technologiczny oczyszczalni zawiera się w jednym dwukomorowym zbiorniku z polietylenu o pojemności 3000 l. W wydzielonych ścianą komorach zachodzi cykliczne oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego w procesie spiętrzania, jak również separacja osadu, jego stabilizacja i gromadzenie. Wszystkie procesy oczyszczania realizowane są w ramach regularnego cyklu, programowanego za pomocą urządzenia sterującego.

Fazy Cyklu Oczyszczania Roth MicroStar

Napowietrzanie: oczyszczanie ścieków (natlenianie aerobowe, nitryfikacja aerobowa i denitryfikacja beztlenowa)Ścieki z gospodarstwa domowego doprowadzane są grawitacyjnie do osadnika wstępnego (2000 l) - pierwsza komora zbiornika. Tutaj rozpoczyna się już wstępne biologiczne oczyszczanie ścieków, jak również proces denitryfikacji i zatrzymania grubych zawiesin.
Osadzanie: funkcja oczyszczania wtórnegoW drugiej komorze zbiornika (1000 l) odbywa się dodatkowe biologiczne oczyszczanie ścieków przy udziale tlenu. Ze względu na cykliczne sterowanie faz, komora druga pełni również rolę osadnika wtórnego. Po zakończeniu fazy napowietrzania, osad czynny znajdujący się w komorze, opada na dno. W górnej części komory natomiast powstaje strefa czystej wody.
Odpompowywanie: odprowadzenie oczyszczonej wodyPo zakończeniu fazy sedymentacji, zbędny osad recyrkuluje do pierwszej komory, a oczyszczona woda zostaje wypompowana do odbiornika. Następnie rozpoczyna się kolejny cykl.

tags: #oczyszczalnia #ścieków #stabilizacja #osadów #procesy