Oczyszczalnie ścieków

Najprostszym i najtańszym inwestycyjnie rozwiązaniem jest budowa szamba. Jest to jednak metoda bardzo droga w eksploatacji, bo każdy z nas produkuje średnio 150 l ścieków w ciągu doby. Co po przeliczeniu dla typowej 4-osobowej rodziny zamieszkującej dom jednorodzinny, daje w efekcie pojemność 8 m3 w ciągu ok. 14 dni.

Ta ilość ścieków odpowiada jednemu przyjazdowi wozu asenizacyjnego (jednorazowy przyjazd to wydatek rzędu 160 zł). Pozwala to na oszacowanie rocznych kosztów związanych z wywozem ścieków na poziomie 2400 zł, co jest sumą niebagatelną dla przeciętnego właściciela posesji.

Jakie są inne możliwości?

Warto zainwestować w przydomową oczyszczalnię ścieków. Firmy oferujące przydomowe oczyszczalnie ścieków wykonują z reguły kompleksową usługę od projektu, poprzez załatwienie formalności, po wykonanie i odbiór.

Rodzaje przydomowych oczyszczalni

Rodzaje oczyszczalni ścieków związane są z rozwiązaniami technicznymi zastosowanymi w procesie oczyszczania. W oczyszczalniach przydomowych wykorzystywana jest metoda oczyszczania ścieków beztlenowo- tlenowa. Pierwszy etap – beztlenowy – odbywa się w osadniku gnilnym, a drugi etap – tlenowy – dobiera się indywidualnie. Dobór metody uzależniony jest od wielkości działki, poziomu wód gruntowych, przepuszczalności gleby, dostępności otwartych cieków wodnych np. rzeka, jezioro.

Do metod wykorzystujących powierzchnię działki zaliczamy: drenaż rozsączający, filtr piaskowy, oczyszczalnię hydrobotaniczną.

Alternatywą są oczyszczalnie ścieków z osadem czynnym lub ze złożem biologicznym. Ich zaletą jest mała powierzchnia działki, którą należy przeznaczyć na oczyszczalnię. A proces oczyszczania odbywa się nie w ziemi, ale w odpowiednio skonstruowanych zbiornikach. Wadą są wyższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne związane z zużywaniem energii elektrycznej przez oczyszczalnię.

Zasada działania przydomowej oczyszczalni ścieków składającej się z osadnika gnilnego i drenażu rozsączającego (rys. wg Nevexpol)

Odprowadzenie oczyszczonych ścieków z oczyszczalni

Odbiornikiem oczyszczonych ścieków może być rzeka, strumień, rów melioracyjny, jezioro i staw rozsączający. Oczyszczone ścieki możemy odprowadzać także do gruntu poprzez drenaż rozsączający lub studnię chłonną.

Jak wyglądają schematycznie poszczególne oczyszczalnie i gdzie mogą być odprowadzane oczyszczone ścieki. Wybór metody zależy od wielu czynników, do których należą m.in. wielkość działki, gdzie możemy odprowadzić oczyszczone ścieki, jak bardzo trzeba je oczyścić, a także ile pieniędzy możemy przeznaczyć na budowę oczyszczalni.

Na jakiej działce możemy zbudować oczyszczalnię?

Oczyszczalnię możemy zbudować na działce spełniającej wymogi określone w przepisach budowlanych i ochrony środowiska. Z tego powodu nie na każdej działce można zbudować oczyszczalnię. Musimy zapewnić zachowanie odpowiednich odległości od osadnika gnilnego do działki sąsiada, studni, drogi itp.

Lokalizacja osadnika gnilnego i drenażu rozsączającego. Na rysunku pokazane są minimalne wymagane odległości

Ponadto ważne jest, czy w pobliżu przepływa rzeka lub rów melioracyjny, do których można odprowadzić ścieki. W przypadku odprowadzania oczyszczonych ścieków do jeziora, może okazać się, że ze względu na ryzyko eutrofizacji (czyli nadmiernego przyrostu glonów), musimy dodatkowo oczyścić ścieki ze związków biogennych (czyli azotu i fosforu).

Schemat działania studni chłonnej

Najtańszą metodą odprowadzenia oczyszczonych ścieków jest wykorzystanie drenażu rozsączającego. Wadą tego rozwiązania jest przeznaczenie pod jego wykonanie dużej powierzchni działki.

Ograniczeniem w jego stosowaniu jest minimalna odległość wód gruntowych od drenażu wynosząca w czasie najwyższego poziomu wód gruntowych 1,5 m. Zazwyczaj najwyższy poziom wód gruntowych występuje wiosną. Ponadto, ziemia powinna być odpowiednio przepuszczalna, żeby wchłonęła oczyszczone ścieki. Nie może być jednak zbyt przepuszczalna, gdyż ścieki przepłyną przez nią zbyt szybko i nie zostaną odpowiednio oczyszczone.

Zamiast drenażu rozsączającego możemy zastosować studnię chłonną .

W przypadku studni muszą być również spełnione wymogi odległościowe. I tak odległość wód gruntowych od studni musi wynosić minimum 1,5 m, odległość studni od ujęcia wody – minimum 30 m, a od granicy działki i drogi – minimum 2 m.

Osadnik gnilny

Osadnik gnilny (fot. Poz-Plast)

W osadniku gnilnym następuje wstępne oczyszczenie ścieków. Na powierzchnię wypływają tłuszcze i inne związki, które są lżejsze od ścieków. Zbierają się one w postaci kożucha, który okresowo należy usuwać. Na dno opadają cząsteczki cięższe od ścieków i tworzą osad, który ulega procesowi fermentacji. Fermentacja to beztlenowy rozkład związków organicznych na substancje rozpuszczalne w wodzie i nierozpuszczalne, pozostające na dnie osadnika.

Zaleca się, aby co roku lub co dwa lata usuwać nagromadzony osad ze zbiornika i wywozić wozem asenizacyjnym. Jednak nie należy usuwać całego osadu, ale pozostawić trochę na dnie zbiornika. Ma to na celu zachowanie szczepów bakterii fermentacyjnych ze starego osadu. Dzięki temu szybciej uruchomiony zostanie proces fermentacji nowo tworzonego osadu.

W celu przyspieszenia procesu fermentacji stosuje się tzw. bioaktywatory. Pozwalają one na przyspieszenie rozkładu zanieczyszczeń, poprawienie jakości oczyszczonych ścieków i zmniejszenie intensywności wydzielania się nieprzyjemnych zapachów. Poza tym wolniej narasta warstwa osadu na dnie zbiornika, gdyż jest on w większym stopniu rozłożony.

Bioaktywator wprowadza się do osadnika gnilnego zazwyczaj raz na dwa tygodnie wykorzystując spuszczenie wody z preparatem w toalecie.

Ponieważ procesy rozkładu ścieków w osadniku gnilnym są źródłem nieprzyjemnych zapachów i niebezpiecznych gazów, dlatego zbiornik wymaga wentylowania. Najczęściej do wentylacji zbiornika wykorzystuje się najbliższy pion kanalizacyjny w budynku z wywiewką na dachu.

Budowa osadnika

Zasada działania osadnika gnilnego (rys. wg Wobet-Hydret)

Osadniki gnilne wykonywane są z tworzyw sztucznych (najczęściej polietylenu wysokiej gęstości PE-HD) lub z żelbetu. Na końcu osadnika umieszczony jest zazwyczaj filtr zabezpieczający przed wypływem zanieczyszczeń, które tworzą kożuch na powierzchni ścieków.

Osadniki posiadają właz z pokrywą do usuwania osadu. Do małych oczyszczalni ścieków stosuje się zazwyczaj zbiorniki jednokomorowe, które mogą mieć w środku jedno lub dwa przewężenia na obwodzie, albo zbiorniki dwukomorowe. Je- żeli w osadniku nie ma zainstalowanego filtra, należy zamontować go bezpośrednio za zbiornikiem.

Wielkość osadnika dobieramy tak, żeby pomieścił on ścieki wytworzone w domu jednorodzinnym w ciągu 3 dni. Oznacza to, że jeżeli 4-osobowa rodzina produkuje średnio 600 l ścieków w ciągu doby, to pojemność zbiornika powinna wynosić minimum 1800 l, czyli w przybliżeniu 2 m3.

Drenaż rozsączający

Drenaż rozsączający jest najtańszą metodą tlenowego oczyszczania ścieków i dzięki temu jest on powszechnie stosowany. Ścieki, oczyszczone wstępnie w osadniku gnilnym, przepływają do studzienki rozdzielczej, a z niej do poszczególnych ciągów drenażowych.

Szacunkowa długość ciągu przypadająca na jednego mieszkańca wynosi od 12 do 37,5 m i zależy od przepuszczalności gruntu. Dla rozpatrywanej przez nas 4-osobowej rodziny wynosi w granicach 48-150 m. Przy czym długość pojedynczego ciągu rozsączającego nie powinna przekraczać 25 m, a odległość między poszczególnymi ciągami wynosi min. 1,5 m.

Schemat oczyszczalni ścieków z drenażem rozsączającym

Filtr piaskowy

Filtr piaskowy stosuje się w przypadku występowania słabo przepuszczalnego gruntu działki albo wysokiego poziomu wód gruntowych. Oczyszczone w ten sposób ścieki można odprowadzić do jeziora, rzeki albo poprzez studnię chłonną do gruntu.

Można zbudować filtr piaskowy poziomy lub pionowy. Wybór zależy od powierzchni działki, którą można przeznaczyć na ten cel. Przyjmuje się, że dla 4-osobowej rodziny wymiary filtra pionowego powinny wynosić: szerokość 5 m, a długość 4 m, a dla filtra poziomego odpowiednio 6 m i 5,5 m. Filtr można także zbudować w nasypie.

Budowa filtra

Filtr piaskowy składa się ze studzienki rozdzielczej, rur drenarskich rozprowadzaj rozprowadzających ścieki i rur zbierających ścieki oraz studzienki zbiorczej, do której dopływają oczyszczone ścieki. Filtr ułożony jest na warstwie tłustej gliny lub nieprzepuszczającej wody folii. Rury drenarskie, zarówno rozprowadzające ścieki, jak i zbierające je, umieszcza się w warstwie żwiru, a pomiędzy nimi znajduje się warstwa piasku. Od góry filtr zabezpieczony jest geowłókniną i przysypany warstwą ziemi.

Ze względu na możliwość przemarzania ścieków, lepiej jest stosować filtr piaskowy pionowy.

Filtr piaskowy poziomy: a – schemat, b – widok z góry

Oczyszczalnie ścieków gruntowo-roślinne

Zwane są inaczej oczyszczalniami hydrobotanicznymi. Zalecane jest ich stosowanie na działkach o dużej powierzchni, której część może zostać wykorzystana na stworzenie ekosystemu bagiennego. Jest to najbardziej ekologiczny sposób oczyszczania ścieków i najbardziej zbliżony do naturalnego.

Oczyszczalnie z osadem czynnym

Podstawową zaletą tych oczyszczalni w stosunku do wcześniej omówionych systemów jest bardzo małe zapotrzebowanie terenu pod jej budowę. Natomiast wadą – konieczność doprowadzenia energii elektrycznej o napięciu 230 V, potrzebnej do pracy systemu napowietrzania, pompy tłoczącej ścieki i automatyki. Dobowe zużycie energii wynosi od ok. 1,4 kWh.

Filtr piaskowy pionowy: a – schemat, b – przekrój

Większość tych oczyszczalni montowana jest na dworze, ale oferowane są także oczyszczalnie przeznaczone do montażu w piwnicy (wystarczy pomieszczenie o powierzchni ok. 5 m2). Dzięki zastosowaniu hermetycznych zbiorników, nie wydobywają się z nich żadne zapachy do otoczenia. Oczyszczalnie z osadem czynnym są całkowicie zautomatyzowane i wymagają jedynie okresowego wywozu osadu.

Standardowo oczyszczalnia z osadem czynnym składa się z osadnika gnilnego lub zbiornika retencyjnego oraz reaktora, w którym następuje oczyszczanie ścieków, zblokowanego z osadnikiem wtórnym. Oczyszczalnie wyposażone są w system napowietrzania, pompę tłoczącą ścieki, pompę do osadu i automatykę.

Rozkład zanieczyszczeń zawartych w ściekach odbywa się za pomocą organizmów roślinnych i zwierzęcych – bakterii, glonów, pierwotniaków, grzybów, drożdży, pleśni i stawonogów, które tworzą tzw. kłaczki osadu czynnego. Potem ścieki przepływają do osadnika wtórnego (zwykle zblokowanego w jednej obudowie z reaktorem), gdzie następuje oddzielenie od nich osadu. Oczyszczone ścieki odprowadzane są do odbiornika, którym może być płynąca woda powierzchniowa, drenaż lub studnia chłonna. Osad z oczyszczalni należy wywozić min. 2 razy w roku, chyba, że w danej technologii przewidziany jest inny sposób unieszkodliwiania osadu.

Oczyszczalnie z osadem czynnym przeznaczone do domów jednorodzinnych standardowo zbudowane są z dwóch zbiorników. Pierwszy zbiornik pełni funkcję osadnika gnilnego lub zbiornika retencyjnego.

Stopień oczyszczenia ścieków zależy od wymagań inwestora i oczyszczalnia może być tak zaprojektowana, żeby uzyskać wymagany przez gminę stopień oczyszczenia.

Rozbudowa oczyszczalni jest możliwa przez zamontowanie dodatkowych zbiorników i przeprogramowanie automatyki.

Złoża biologiczne

Złoże biologiczne jest drugą metodą oczyszczania tlenowego odbywającą się w zamkniętym zbiorniku. System charakteryzuje się podobnymi wadami i zaletami, jak oczyszczalnie z osadem czynnym. Jednak podstawową zaletą tej metody w stosunku do poprzednio omówionej jest niewrażliwość złoża na nierównomierny dopływ ścieków.

W złożach biologicznych zbiornik wypełniony jest materiałem takim jak żwir ceramiczny, drobno pocięte rurki z tworzyw sztucznych, siatka polietylenowa itp. Ścieki przepuszczane są przez wypełnienie złoża.

Na powierzchni złoża tworzy się tzw. błona biologiczna zbudowana z mikroorganizmów, które odżywiają się związkami zawartymi w przepływających przez złoże ściekach. Każda porcja ścieków jest wielokrotnie wielokrotnie zawracana, przepływając przez złoże tyle razy, aż osiągnie wymagany stopień oczyszczenia. W miarę rozwoju mikroorganizmów grubość błony biologicznej rośnie, aż w końcu następuje oderwanie jej od wypełnienia i usunięcie do osadnika wtórnego.

Jednocześnie zostaje usunięty azot ze ścieków, co może być czynnikiem przesądzającym o wyborze właśnie tej metody, np. gdy odbiornikiem ścieków jest jezioro. Do usunięcia ze ścieków fosforu stosuje się drugie złoże biologiczne lub stopień chemiczny. Zaletą złoża jest odporność na nierównomierny dopływ ścieków.

Ważne jest dobre oczyszczenie ścieków dopływających do złoża ze wszelkich zanieczyszczeń stałych w osadniku wstępnym, gdyż inaczej mogą one zatkać złoże.

Oczyszczone ścieki są oddzielane od osadu w osadniku wtórnym i odprowadzane do odbiornika. Zatrzymany osad kierowany jest do osadnika gnilnego i tam unieszkodliwiany.

Do pracy oczyszczalni potrzebne jest zasilanie prądem o napięciu 230 V, a zużycie prądu wynosi ok. 1-3 kWh/dobę (w zależności od producenta).

Odprowadzenie oczyszczonych ścieków

Jeżeli tlenowy etap oczyszczania ścieków odbywa się w drenażu rozsączającym, ścieki automatycznie odprowadzane są w głąb ziemi. W pozostałych metodach oczyszczania tlenowego odbiornikiem może być woda powierzchniowa, drenaż lub studnia chłonna umieszczona w gruncie. Do wód powierzchniowych oczyszczone ścieki odprowadzamy albo grawitacyjnie, albo, jeżeli jest taka konieczność, poprzez pompownię ścieków.

Jeżeli jednak w pobliżu oczyszczalni nie ma wody płynącej lub stojącej, do której można odprowadzić oczyszczone ścieki, trzeba zbudować studnię chłonną. Ścieki wsiąkają w grunt przez spód studni, który wypełniony jest piaskiem oraz przez otwory w ścianach, rozlokowane na całej wysokości warstwy filtracyjnej. Minimalna średnica studni powinna wynosić 1 m, a powierzchnia wsiąkania (łącznie przez ściany i dno) – 1 m2 na 1 mieszkańca. Studnia chłonna powinna mieć otwór rewizyjny i rurę wywiewną.

Redakcja BD