Technologia SBR w Przydomowych Oczyszczalniach Ścieków: Zasada Działania
- Szczegóły
Oczyszczanie ścieków jest równie istotne i niezbędne jak zaspokajanie potrzeb fizjologicznych człowieka. Dostęp do wody pitnej czy energii elektrycznej stał się w obecnych czasach czymś tak naturalnym i oczywistym, że chwilowa awaria dystrybucji mediów powoduje paraliż codziennego funkcjonowania społeczeństwa. Dlatego warto również zadbać o aspekt oczyszczania ścieków, gdyż cały proces oraz jego efekt (jakość oczyszczonych wód odprowadzanych do odbiorników) ma bezpośredni wpływ nie tylko na ekologię czy ochronę środowiska, ale przede wszystkim zdrowie i życie ludzi.
Do definicji ścieków zaliczane są szeroko rozumiane wody zużyte, które powstają na skutek codziennej działalności bytowej i produkcyjnej człowieka. W ściekach bytowych zawiera się duża ilość zanieczyszczeń - zawiesin oraz związków organicznych i nieorganicznych. Są one także nośnikiem wirusów i bakterii, a czasem nawet jaj robaków pasożytniczych.
Oczyszczanie ścieków często kojarzone jest z zaawansowanymi technologiami, siecią połączonych ze sobą infrastruktur przesyłowych, zbiorową kanalizacją oraz oczyszczalnią. Tym czasem oczyszczanie ścieków bytowo - gospodarczych przy zachowaniu pewnych warunków może z powodzeniem odbywać się w sposób indywidualny i co ważne, równie skuteczny, aby po całym procesie odbiornikiem oczyszczonych wód mogły stać się np.
Indywidualne systemy oczyszczania ścieków czyli tzw. „przydomowe oczyszczalnie ścieków” najczęściej budowane są na terenach miejscowości o luźnej zabudowie mieszkaniowej, gdzie budynki mieszkalne są bardzo rozproszone i oddalone od siebie. W takich przypadkach często nie występuje sieć kanalizacyjna lub brak jest dostatecznie chłonnych odbiorników ścieków. Często też rozbudowie zbiorowej sieci kanalizacyjnej utrudnia niekorzystna topografia terenu, która ogranicza możliwości przebiegu trasy rurociągów.
Czym jest SBR?
SBR to skrót od wyrazów - Sequencing Batch Reactor, w polskiej wersji przekłada się to na nazwę: Sekwencyjny Reaktor Biologiczny. Przydomowa oczyszczalnia ścieków SBR wyposażona jest w sekwencyjny reaktor biologiczny (SBR): zmagazynowane w osadniku wstępnym surowe ścieki są stopniowo przesyłane do komory oczyszczania biologicznego zawierającej mikroorganizmy (osad czynny).
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
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.
Zmagazynowane w osadniku wstępnym surowe ścieki są stopniowo przesyłane do pierwszej komory, gdzie poddawane są wstępnemu oczyszczaniu. Tutaj zachodzi właściwy proces oczyszczania biologicznego. Jest to tzw. komora SBR, w której cały proces kontrolowany jest przez sterownik wykonujący wymiennie dwa zadania. Naprzemiennie następują po sobie fazy napowietrzania i sedymentacji, które przyczyniają się do tworzenia właściwych warunków koniecznych do dokładnego oczyszczana ścieków. W trakcie tej fazy osad czynny występujących w ściekach opada na dno zbiornika. Po całym procesie oczyszczone ścieki (wody) zostają odprowadzone do właściwego odbiornika. W zależności od miejsca lokalizacji POŚ odbiornikami mogą być gleby (system rozsączania w gruncie) lub wody stające czy płynące, jednak w tym przypadku konieczne jest uzyskanie zgody odpowiednich organów.
W procesie czyszczenia wyodrębnione są dwa etapy: etap buforowania i magazynowania osadu ściekowego oraz etap SBR.
Cykl Oczyszczania w Technologii SBR
Pełen cykl oczyszczania partii ścieków trwa około 8 godzin - w tym czasie przez 6 godzin następuje napowietrzanie, a przez 2 godziny sedymentacja. Nadmiar osadu pojawiający się w drugiej z komór przepompowywany jest w trakcie oczyszczania do pierwszej komory. Cykl ten jest sterowany elektronicznym, programowalnym sterownikiem i można go w odpowiedni sposób dostosować do warunków lokalnych.
Na początku cyklu obróbki, jak i po ok. Podczas obróbki biologicznej, charakterystyczne dla ścieków z gospodarstw domowych składniki z unoszących się mikroorganizmów (osad czynny) podlegają rozkładowi lub są przetwarzane na biomasę. Konieczne w tym celu przemieszanie, jak i zaopatrzenie w tlen, odbywa się poprzez dyfuzor rurowy. Napowietrzanie odbywa się w sposób przerywany, to znaczy dyfuzor pracuje zawsze pomiędzy dwoma przerwami. Zależnie od liczby mieszkańców, dany typ dmuchawy oraz klasa oczyszczania mają zadany określony czas napowietrzania.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Podczas odprowadzania oczyszczonych ścieków, na końcu cyklu uruchamiana jest jednocześnie pompa osadu wtórnego.
Technologia CF SBR
Technologia CF SBR ‘Continuous Flow Sequencing Batch Reactor’ stanowi nowatorskie podejście do oczyszczania ścieków wobec procesów przeprowadzanych w klasycznych reaktorach porcjowych typu SBR, opartych na biologicznych procesach z zastosowaniem osadu czynnego. Reaktor CF-SBR stanowi pojedynczy zbiornik reakcyjny i nie wymaga osadnika wstępnego oraz wtórnego. W porównaniu do tradycyjnej technologii SBR, reaktor może być napełniany przez cały czas trwania cyklu.
Jednocześnie konstrukcja reaktora uniemożliwia mieszanie się ścieków surowych z oczyszczonymi, a odpowiednia aparatura pomiarowa umożliwia dokładną regulację cyklu oczyszczania do aktualnego obciążenia oczyszczalni. Technologia zapewnia całkowitą redukcję zanieczyszczeń uzyskując bardzo stabilny efekt końcowy nie podatny na zmiany obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń i ilością ścieków.
Reaktor biologiczny CF-SBR wykonany ze stali nierdzewnej typu duplex posiada nieporównywalnie większą odporność na warunki fizykochemiczne ścieków, a także warunki atmosferyczne względem konstrukcji betonowej, co ma wpływ na jego „żywotność”.
Fazy Pracy Reaktora CF-SBR
- Cały reaktor napowietrzany jest powietrzem przez ruszty napowietrzające. W tej fazie zachodzi redukcja węgla oraz utlenianie azotu organicznego. Długość fazy regulowana jest czasem, a intensywność napowietrzania uzależniona od wskazań sondy tlenowej.
- W fazie tej wyłączona zostaje dmuchawa napowietrzająca, co powoduje opadanie kłaczków osadu na dno reaktora i klarowanie ścieków przy powierzchni. Jednocześnie w strefie osadowej zaczynają panować warunki anoksyczne sprzyjające denitryfikacji. Długość fazy regulowana jest czasem.
- W fazie tej następuje uruchomienie dekantera i odpływ ścieków oczyszczonych do odbiornika.
- Następuje przestawienie układu do pozycji początkowej. Jednocześnie uruchomione zostaje mieszadło pompujące zawracające osad denny do komory pierwszej, a dopływające ścieki surowe powodują powstanie w komorze pierwszej warunków do procesu defosfatacji biologicznej.
Zalety i Wady Technologii SBR
Oczyszczalnie SBR dwukomorowe pracujące na bazie dmuchawy posiadają wiele zalet w stosunku do innych technologii stosowanych w przydomowych oczyszczalniach ścieków. Oczywiście i wśród tego typu urządzeń istnieją rozwiązania bardziej lub mniej efektywne. Przedstawione na fot urządzenie posiada dość sporą zaletę: dmuchawa wraz z elektrozaworami znajduje się w zbiorniku, w szczelnej kapsule zamontowanej powyżej maksymalnego poziomu ścieków w zbiorniku. Powietrze pobierane jest przez przewód wentylacyjny wyprowadzony z kapsuły poza zbiornik.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
Zużycie energii elektrycznej w przypadku stosowania technologii SBR klasuje się na poziomie 35-50 [kWh/użytkownik/rok]. Jest ono jednak uzależnione od czasu pracy przydomowej oczyszczalni ścieków. Istnieje możliwość zmniejszenia zużycia energii dzięki tzw. trybowi oczyszczania energii - jeśli przez dłuższy okres czasu do komory nie będą napływać ścieki (z powodu np. nieobecności mieszkańców) faza napowietrzania (czas pracy sprężarki) jest skracana do wartości wystarczającej do utrzymania utrzymanie mikroorganizmów oraz bakterii znajdujących się wewnątrz oczyszczalni przy życiu.
Charakterystyczną cechą podnoszącą wartość funkcjonalną tych oczyszczalni jest tzw. tryb wakacyjny, czyli tryb oszczędzania energii elektrycznej. Jeżeli przez dłuższy okres do oczyszczalni nie są dostarczane świeże ścieki (podczas nieobecności mieszkańców), czas napowietrzania (pracy sprężarki) jest skracany do poziomu pozwalającego utrzymanie mikroorganizmów oraz bakterii znajdujących się wewnątrz oczyszczalni przy życiu. Funkcja uruchamiana jest z poziomu sterownika, a maksymalny okres pracy w tym trybie wynosi 30 dni (w przypadku SOLIDO).
Historia Technologii SBR
Przebieg cyklicznego sposobu pracy oczyszczalni ścieków został po raz pierwszy opisany w 1898 roku przez angielskiego inżyniera Thomasa Wardlea, który w pracy reaktora biologicznego wyróżnił fazę napełniania, fazę napowietrzania, fazę sedymentacji oraz fazę opróżniania; jednak ze względu na wówczas jeszcze niewystarczająco rozwiniętą technikę sterowania procesami nie mógł znaleźć szerszego zastosowania swojego wynalazku. Niestety ograniczenia technologiczne owych czasów, głównie mało rozwiniętą technikę sterowania, inżynier nie mógł znaleźć szerszego zastosowania dla swojego wynalazku.
Proces oczyszczania ścieków osadem czynnym z wykorzystaniem reaktorów sekwencyjnych od czasu jego wynalezienia został z tego powodu przez wiele lat zapomniany. Do pomysłu powrócono w 1914 roku, kiedy to proces został na nowo opisany przez Arden’a i Lockett’a, a następnie przez wiele lat trwały nad nim prace badawcze. Jednak dopiero w roku 1952 zasada działania została odkryta na nowo przez Hoovera i Porgesa, którzy ją dokładnie opisali i w konsekwencji wprowadzili do szerokiego zastosowania.
Od 1979 roku technologia SBR wykorzystywana jest w oczyszczalniach komunalnych i przemysłowych.
Eksploatacja i Przepisy Prawne
W celu uniknięcia awarii warto przeprowadzać regularne przegląd oczyszczalni pracujących w technologii SBR. Zalecane jest wykonanie przeglądu technicznego POŚ przynajmniej jeden raz w roku, a osad z osadnika wstępnego (pierwszej komory) usuwać co 6-24.
Prawo budowlane z 7.07. 1994 r., art. 29, ust. 1, pkt 3 stanowi, że budowa indywidualnych przydomowych oczyszczalni ścieków o wydajności do 7,5 m3 na dobę nie wymaga pozwolenia na budowę. Jednakże wymaga ona zgłoszenia właściwemu organowi, co polega na podaniu informacji o fakcie takiej budowy.
W zgłoszeniu należy określić rodzaj, zakres i sposób wykonywania robót budowlanych oraz termin ich rozpoczęcia. Do zgłoszenia należy dołączyć oświadczenie o posiadanym prawie do dysponowania nieruchomością na cele budowlane. W zależności od potrzeb, należy dołączyć odpowiednie rysunki, a także pozwolenia wymagane odrębnymi przepisami. W przypadku zgłoszenia instalacji przydomowej oczyszczalni ścieków właściwym organem do przyjęcia zgłoszenia jest Starosta.
Zgłoszenia należy dokonać przed zamierzonym terminem rozpoczęcia robót budowlanych. Aby rozpocząć eksploatację oczyszczalni, należy o tym fakcie w formie zgłoszenia poinformować Wójta, Burmistrza lub Prezydenta Miasta.
Urząd Gminy czy Miasta powinien przyjąć zgłoszenie eksploatacji od osoby fizycznej prowadzącej własne gospodarstwo domowe lub rolne i inne - nie będące przedsiębiorstwem, a posiadające na swojej posesji instalację typu oczyszczalnia ścieków o parametrach nie przekraczających 5 m3 na dobę przepustowości.
Dobór odpowiedniej oczyszczalni ścieków ma swoje późniejsze wieloletnie konsekwencje w kosztach jej eksploatacji, a także jej serwisowaniu. Dlatego przy wyborze urządzenia należy zapoznać się szczegółowo ze poziomem zużycia energii, koniecznymi przeglądami urządzeń a także częstotliwością wywozu osadu.
tags: #oczyszczalnia #technologia #SBR #zasada #działania
