Efektywne unieszkodliwianie ścieków

wydany w Dodatek specjalny – 2013-11
  DRUKUJ

Zgodnie z krajowymi wytycznymi, ścieki muszą zostać poddane odpowiedniej obróbce, zanim trafią do środowiska naturalnego. Zwykle mają one charakter ścieków bytowych, a więc ich oczyszczanie możliwe jest z wykorzystaniem stosunkowo prostych metod.

Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich.

Do niedawna jedynym sposobem usuwania ścieków z posesji na terenach niezurbanizowanych było zastosowanie zbiorników bezodpływowych, tzw. szamb. Ścieki z tych zbiorników były wywożone taborem asenizacyjnym do pobliskiej oczyszczalni i tam unieszkodliwiane. Jednak rozwiązanie to stanowiło duże zagrożenie dla środowiska, ze względu na częstą nieszczelność zbiorników i przedostawanie się ścieków nieoczyszczonych bezpośrednio do ziemi.

Jako alternatywę dla zbiorników bezodpływowych najczęściej stosuje się tzw. przydomowe oczyszczalnie ścieków. Do popularnych wykorzystywanych dotychczas sposobów lokalnego usuwania ścieków w Polsce należy tzw. drenaż rozsączający. Niestety, w metodzie tego typu niemożliwe jest prowadzanie kontroli efektywności oczyszczania ścieków i w związku z tym nie istnieje możliwość określenia, czy oczyszczone ścieki trafiające do środowiska spełniają wytyczne zawarte w rozporządzeniu z 2006 r.1. Z tego względu metoda nie jest już zalecana.

Alternatywne rozwiązania

Obecnie lepszym rozwiązaniem okazuje się użycie filtru piaskowego, działającego na podobnej zasadzie. Jednakże ścieki oczyszczone w filtrze piaskowym grawitacyjnym gromadzone są dzięki drenażowi zbierającemu w studzience zbiorczej, a następnie odprowadzane do środowiska (rys. 1). W systemie tym często możliwe jest wykorzystanie zbiornika bezodpływowego dla ścieków jako osadnika gnilnego.

W celu prawidłowego funkcjonowania system tego typu musi spełniać kilka podstawowych wytycznych2. Przewody rozprowadzające ścieki powinny mieć długość ponad 6 m na mieszkańca, maksymalna długość filtra nie może przekraczać 30 m, a grubość warstwy filtracyjnej ma wynosić przynajmniej 0,6 m. Ponadto przewody rozprowadzające winny zostać rozmieszczone przynajmniej co 1 m od siebie, a dno wykopu trzeba zabezpieczyć geomembraną, geowłókniną lub ubitą gliną o grubości ok. 0,2 m.

Oczyszczalnie hydrofitowe

Popularnym rozwiązaniem coraz częściej stają się też przydomowe oczyszczalnie hydrofitowe (hydrobotaniczne). Ten system oczyszczania ścieków polega na wykorzystaniu biologicznej aktywności roślin wodnolubnych lub wodnych. Ścieki wprowadzane są do gruntu bagiennego do stanu nasycenia gleby cieczą, co powoduje wzrost i rozwój roślin bagiennych (rys. 2). W praktyce system ten jest realizowany w dwóch wariantach. Jeden z nich to system z powierzchniowym przepływem ścieków FWS (ang.Free Water Surface Flow), w którym poziom ścieków utrzymywany powyżej powierzchni gruntu, a drugi to system z podpowierzchniowym przepływem ścieków VSB (ang. Vegetated Submerged Bed), czyli poziom ścieków znajduje się poniżej powierzchni gruntu.

Projektując oczyszczalnię hydrofitową należy przewidzieć od 5 do 15 m2 złoża w przeliczeniu na jednego mieszkańca, a cały filtr gruntowo-roślinny powinien być całkowicie odseparowany od gruntu rodzimego3, 4. Najczęściej stosowanymi roślinami są trzcina oraz wiklina. Wraz z oczyszczaniem ścieków powstaje biomasa roślinna, którą można wykorzystać np. w kompostowaniu lub w procesach ciepłowniczych.

Złoże biologiczne

Innym rozwiązaniem lokalnego usuwania ścieków jest przydomowa oczyszczalnia ścieków ze złożem biologicznym. W urządzeniu tym następuje biochemiczny rozkład zanieczyszczeń organicznych z wykorzystaniem błony biologicznej rozwijającej się na powierzchni materiału (złoża) wypełniającego zbiornik oczyszczalni. Procesy oczyszczania ścieków zachodzą na warstwie błony biologicznej w warunkach tlenowych i wymagają dopływu odpowiedniej ilości tlenu z powietrza atmosferycznego. Jednocześnie następuje wydzielanie gazowych produktów przemian biochemicznych, a więc konieczne jest ich usunięcie. Kontakt ścieków z błoną i z powietrzem następuje poprzez przepuszczanie ścieków przez warstwę złoża (powietrze dostaje się do niego w wyniku działania ciągu naturalnego powietrza) lub przez okresowe zanurzanie złoża w ściekach. Ze względu na sposób działania złoża można podzielić je na zraszane oraz zanurzane (rys. 3).

Oczyszczalnie ze złożem biologicznym charakteryzują się dużą odpornością na nierównomierność dopływu ścieków, dobrą odpornością na zmiany temperatury, jak również wysoką redukcją zanieczyszczeń3, 5. Oczyszczalnie tego typu zajmują niewielką powierzchnię, kilkakrotnie razy mniejszą w porównaniu z oczyszczalniami gruntowymi lub hydrofitowymi. Wśród wad systemu należy wymienić m.in. konieczność usuwania nadmiernej części błony biologicznej oraz stosowanie pompy cyrkulacyjnej.

Komora osadu czynnego

Możliwe jest również zastosowanie oczyszczalni ścieków działających na zasadzie osadu czynnego (rys. 4). W tym przypadku oczyszczanie prowadzone jest dzięki zastosowaniu dwóch urządzeń, tj. komory osadu czynnego z wymuszonym napowietrzaniem ścieków i osadnika wtórnego. Urządzenia te pracują w układzie przepływowym, który dodatkowo wymaga zastosowania recyrkulacji ścieków3.

W komorze osadu czynnego kłaczki osadu utrzymywane w zawieszeniu namnażają się. Ich nadmierna ilość przepływa do osadnika wtórnego, gdzie sedymentują. Część jest recyrkulowana do komory osadu czynnego. Oczyszczalnia tego typu charakteryzuje się wysoką efektywnością, niestety, w trakcie pracy wykorzystywana jest duża ilość energii elektrycznej, a także konieczny może okazać się zakup substancji wspomagających proces. System bardzo źle reaguje na nierównomierność w dopływie ścieków, zmiany obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń oraz braki zasilania.

Systemy zbiorcze

Korzystniejszy od lokalnych systemów kanalizacyjnych jest system zbiorczy. W tym przypadku ścieki z poszczególnych posesji są zbierane do kolektora zbiorczego i nim przesyłane do komunalnej oczyszczalni ścieków. System ten może być realizowany w trzech wariantach: system kanalizacji grawitacyjnej (konwencjonalny z naturalnym przepływem ścieków w wyniku działania siły ciężkości i przy swobodnym zwierciadle ścieków w rurociągach), ciśnieniowej (niekonwencjonalny system z wymuszonym przepływem ścieków w przewodach ciśnieniowych, spowodowanym przez pompy ciśnieniowe) lub podciśnieniowej (system niekonwencjonalny z wymuszonym przepływem ścieków przewodami podciśnieniowymi w wyniku działania pomp próżniowych)6.

Na obszarach wiejskich kanalizacja grawitacyjna może być stosowana wówczas, kiedy teren opada w kierunku oczyszczalni ścieków, zabudowa jest zwarta, a poziom wód gruntowych niski. W przypadku odprowadzania tylko ścieków bytowych możliwa jest realizacja kanalizacji małośrednicowej, w ramach której wykorzystuje się istniejące zbiorniki na ścieki (szamba) jako osadniki gnilne.

Kanalizację ciśnieniową na terenach niezurbanizowanych zaleca się, gdy powierzchnia terenu jest zróżnicowana (teren pagórkowaty, górski), jego spadek okazuje się niekorzystny dla kanalizacji grawitacyjnej, zabudowa jest rozproszona, a poziom wód gruntowych wysoki. Tego typu system kanalizacji warto rozważyć również wtedy, gdy ścieki odprowadzane są okresowo i w małych ilościach. System wymaga zainstalowania pomp ściekowych, często z urządzeniami rozdrabniającymi w każdym miejscu dopływu ścieków do układu.

Kanalizacja podciśnieniowa zalecana jest natomiast na obszarach wiejskich terenowo płaskich i przy wysokim poziomie wód gruntowych. Wskazane jest stosowanie tego typu systemu na obszarach ochrony zasobów wodnych. Nie powoduje on zagrożenia zanieczyszczeniem gruntu i wód ściekami, gdyż musi być szczelny. System wymaga zainstalowania stacji wytwarzających podciśnienie w rurociągach. Faktem jest, że ścieki muszą być oczyszczane. Najlepszym rozwiązaniem jest oczyszczanie w komunalnej oczyszczalni ścieków (system kanalizacji zbiorczej), w którym wykonanie systemu i kontrola procesów jest najdokładniejsza. Oczywiście każdorazowo system kanalizacyjny musi zostać dostosowany do lokalnych uwarunkowań. Jeżeli zatem zbudowanie kanalizacji zbiorczej nie jest możliwe, należy rozważyć stworzenie systemu lokalnego, opartego na przydomowych oczyszczalniach ścieków.

dr inż. Maciej Malarski, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

 

Źródła

  1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU z 2006 r. nr 137, poz. 984).
  2. Norma niemiecka DIN4261 Kleinkläranlagen. Czerwiec 1994.
  3. Heidrich Z., Stańko G.: Leksykon przydomowych oczyszczalni ścieków. Wydawnictwo Seidel-Przywecki. Warszawa 2007.
  4. Wytyczne ATV-H262P „Oczyszczanie ścieków z gospodarstw domowych w oczyszczalniach roślinnych”. Wydawnictwo Seidel-Przywecki. 1998.
  5. Wytyczne ATV-DVWK-A281P „Wymiarowanie złóż zraszanych i zanurzanych” Wydawnictwo Seidel-Przywecki. Warszawa 2001.
  6. Kalenik M.: Zaopatrzenie w wodę i odprowadzanie ścieków. Wydawnictwo SGGW 2009.
Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich

Z prenumeratą cyfrową lub papierową uzyskasz
bezpłatny dostęp do wszystkich treści.

Sprawdź ofertę prenumeraty

Zaloguj się  |  Prenumerujesz? – otrzymaj dostęp

comments powered by Disqus