Przydomowe oczyszczalnie ścieków – rodzaje.

W przypadku braku możliwości podłączenia budynku do systemu kanalizacji sanitarnej jedynym rozwiązaniem są urządzenia do indywidualnej gospodarki ściekowej. rodzaje przydomowych oczyszczalni sciekowDo najbardziej popularnych rozwiązań należą zbiorniki bezodpływowe (tzw. szamba) oraz przydomowe oczyszczalnie ścieków, a wśród nich różne rodzaje m.in. drenażowa lub biologiczna oczyszczalnia ścieków. Same przydomowe biologiczne oczyszczalnie ścieków występują w kilku typach wynikających z zastosowanej technologii oczyszczania, które charakteryzują się często odmiennymi cechami stanowiącymi ich wady lub zalety.

Jaką przydomową oczyszczalnię ścieków wybrać? W niniejszym poradniku porównamy wady i zalety różnych rozwiązań do indywidualnej gospodarki ściekowej. Wskażemy również, w jaki sposób poprawnie dokonać doboru wielkości urządzenia danego typu.

Typy urządzeń do indywidualnej gospodarki ściekowej.

Najbardziej ogólnego podziału urządzeń do indywidualnej gospodarki ściekowej można dokonać ze względu na przepływ ścieków, czyli:

  • zbiornik bezodpływowy tzw. szambo
  • urządzenie przepływowe, czyli wszystkie typy przydomowych oczyszczalni ścieków. W urządzeniach tego typu ścieki po oczyszczeniu odprowadzane są do środowiska naturalnego przez:
    • rurowy drenaż rozsączający,
    • rurowe poletko rozsączające,
    • studnię chłonną,
    • tunele rozsączające,
    • pakiety rozsączające,
    • wylot bezpośrednio do rowu lub cieku wodnego

1. Szambo ekologiczne.

Szambo ekologiczne, czyli zbiornik bezodpływowy, w którym gromadzone zanieczyszczenia płynne wywożone są cyklicznie przy pomocy taboru asenizacyjnego, jest rozwiązaniem najprostszym spośród wszystkich systemów indywidualnej gospodarki ściekowej. Niestety jego eksploatacja obarczona jest największymi kosztami oraz sporymi uciążliwościami dla użytkowników.

1.1 Jak jest zbudowane szambo ekologiczne?

Materiałem z którego jest najczęściej wykonane szambo ekologiczne to beton oraz tworzywa sztuczne (m.in. polietylen, laminat poliestrowo-szklany itp.)
Zazwyczaj szambo ekologiczne wykonane jest jako jednokomorowe z jednym kominem rewizyjnym, przez który odbywa się wypompowywanie zanieczyszczeń taborem asenizacyjnym. Dostępne na rynku są rozwiązania wielokomorowe umożliwiające podłączenie np. dwóch budynków do jednego szamba i niezależne opróżnianie każdej z komór na koszt mieszkańców użytkujących daną komorę.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami (§ 35 – Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – Dz.U. z 2015 r. poz. 1422) szambo ekologiczne musi mieć kominek wentylacyjny o wysokości minimum 50 cm ponad poziom terenu w celu odprowadzania trujących gazów powstających wewnątrz zbiornika.

W przypadku braku tzw. wentylacji wysokiej budynku lub niewłaściwego jej wykonania kominek wentylacyjny szamba stanowi źródło wydobywania się bardzo uciążliwych zapachów złowonnych. Rozwiązaniem takiego problemu jest wykonanie lub poprawienie wentylacji wysokiej. Absolutnie nie należy zatykać lub demontować kominka wentylacyjnego szamba, ponieważ zbieranie się trujących gazów wewnątrz zbiornika może mieć tragiczne konsekwencje. Ponadto brak kominka wentylacyjnego bywa przyczyną wysysania wody z syfonów instalacji wewnętrznej budynku podczas opróżniania szamba, co wiąże się z rozprzestrzenianiem gazów złowonnych wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych.

1.2 Szambo ekologiczne – dobór. Czyli jak często opróżniać szambo?

Szambo powinno być dobierane na podstawie rzeczywistego zużycia wody w taki sposób, aby częstotliwość jego opróżniania mieściła się w przedziale od 7 do 21 dni. Częstotliwość opróżniania powyżej 21 dni niesie bardzo wysokie prawdopodobieństwo intensyfikacji powstawania gazów złowonnych w wyniku fermentacji nieczystości zgromadzonych w szambie. Natomiast częstotliwość opróżniania wynosząca mniej niż 7 dni jest uciążliwa dla użytkowników z powodu zbyt częstej pracy sprzętu asenizacyjnego (hałas, zapach).

PRZYKŁAD DOBORU SZAMBA EKOLOGICZNEGO

  • Ilość użytkowników – 4 osoby
  • Dzienne zużycie wody przez 1 osobę – 100 litrów
  • Planowana częstotliwość opróżniania szamba – 21 dni

Pojemność szamba = 4 osoby * 100 litrów/osobę * 21 dni = 8400 litrów

UWAGA! Należy pamiętać, że budowa szamba o pojemności do 10m3 wymaga jedynie zgłoszenia do starostwa powiatowego. Szambo o większej pojemności wymaga pozwolenia na budowę. Więcej na temat aspektów prawnych związanych z budową szamb przedstawiliśmy w poradniku pt. Przydomowa oczyszczalnia ścieków – przepisy.

1.3 Szambo ekologiczne – wady i zalety.

Szambo ekologiczne ma następujące ZALETY:

  • Małe koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne w bardzo krótkim okresie użytkowania. Jak wykazano w poradniku pt. Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty, szambo ekologiczne użytkowane np. przez 6 osób jest opłacalne w okresie wynoszącym zaledwie 2-3 lata. Dlatego tego typu rozwiązanie gospodarki ściekowej jest korzystne ekonomicznie wyłącznie w sytuacji, gdy mamy potwierdzone informacje, iż eksploatowany budynek będzie wkrótce podłączony do kanalizacji sanitarnej.

Szambo ekologiczne ma następujące WADY:

  • Uciążliwość związana z pracą taboru asenizacyjnego. Konieczność wywozu nieczystości związana jest z hałasem oraz intensywnym rozprzestrzenianiem się zapachów złowonnych w czasie pracy taboru asenizacyjnego. Bardzo często wymagana jest obowiązkowa obecność jednego z domowników w celu rozliczenia się za usługę.

UWAGA! Niedogodność związaną z pracą taboru asenizacyjnego można zmniejszyć poprzez montaż zbiornika bezodpływowego wyposażonego w dodatkowy króciec ze złączem typu strażackiego do opróżniania nieczystości . Takie rozwiązanie umożliwia ułożenie przewodu ssącego w ziemi i wyprowadzenie końcówki w pewnej odległości od zbiornika, co automatycznie oddala również lokalizację pracującego sprzętu asenizacyjnego.

  • Niedogodność wynikająca z konieczności pamiętania o wywozie nieczystości płynnych. Regularne kontrola ilości ścieków w zbiorniku jest uciążliwa w dłuższej perspektywie czasu, a sama kontrola nie należy do czynności przyjemnych. Występujące na rynku czujniki poziomu ścieków bywają zawodne ze względu na wyjątkowo agresywne środowisko pracy. Przy eksploatacji urządzenia pomiarowego użytkownik dowiaduje się o jego awarii dopiero w momencie wylewania się zanieczyszczeń przez właz, co jest wyjątkowo kłopotliwe podczas okresów świątecznych lub weekendów.
  • Największe koszty eksploatacyjne w dłuższej perspektywie czasu spośród wszystkich rozwiązań do gospodarki ściekowej. Jak wykazano w poradniku Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty, eksploatacja zbiorników bezodpływowych generuje łączne koszty eksploatacji po 10 latach na poziomie nawet do 50 tyś. złotych, które są dwukrotnie większe w porównaniu do pozostałych rozwiązań.

1.4 Cechy szamba ekologicznego zależne od innych czynników.

  • W przypadku zbiorników bezodpływowych wykonanych z betonu, ich montaż wymaga wykorzystania sprzętu ciężkiego mogącego posadowić zbiornik na dnie wykopu. Często się zdarza, że w miejscu przewidzianym na montaż szamba jest za mało miejsca na swobodne manewrowanie ciężkim sprzętem, co utrudnia, a czasem uniemożliwia jego montaż.
  • Wytrzymałość szamb betonowych jest powszechnie znana. Niestety zbiorniki betonowe posiadają niską trwałość łączeń poszczególnych elementów zbiornika i po pewnym czasie dochodzi do rozszczelnienia zbiorników i nabierania wody np. po opadach atmosferycznych lub roztopach. Taka sytuacja generuje dodatkowe, nieprzewidziane koszty związane z koniecznością częstszych wywozów nieczystości taborem asenizacyjnym. Z kolei zbiorniki z tworzyw sztucznych posiadają wysoką trwałość gwarantującą szczelność przez wiele lat. Jednak mniejsza wytrzymałość, w porównaniu do zbiorników betonowych, wymaga w przypadku posadowienia zbiorników z tworzyw sztucznych w terenach najazdowych, wykonania dodatkowych wzmocnień nad zbiornikiem np. z płyt betonowych.

1.5 Zestawienie cech szamba ekologicznego.

szambo_ekologiczne_wady_zalety

UWAGA! Należy zaznaczyć, że występują sytuacje, gdzie przy braku kanalizacji sanitarnej, szambo ekologiczne jest jedynym rozwiązaniem na korzystnie z budynku. Taka sytuacja to bardzo trudne warunki gruntowe (np. grunty nieprzepuszczalne typu gliny, iły itp.) uniemożliwiające odprowadzenie oczyszczonych ścieków do gruntu.
Przy bardzo wysokim poziomie wód gruntowych szambo również może okazać się jedynym rozwiązaniem. W takim przypadku należy pamiętać o odpowiednim zabezpieczeniu zbiornika przed wyporem wód gruntowych. Brak zabezpieczenia antywyporowego będzie kłopotliwy również w przypadku zbiorników betonowych.

Przykładem certyfikowanego szamba plastikowego zapewniającego szczelność dzięki dwuwarstwowej konstrukcji ścianki jest szambo firmy Wobet-Hydret.

Szambo dwupłaszczowe 4000 – 20 000 l

2. Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenażem rozsączającym.

Oczyszczalnia drenażowa, czyli osadnik gnilny z systemem doczyszczającym ścieki w warstwie żwiru. Jest to najprostszy typ przydomowej oczyszczalni ścieków charakteryzujący się najmniejszą skutecznością oczyszczania.

2.1 Jak jest zbudowana oraz jak działa oczyszczalnia drenażowa?

Poza osadnikiem gnilnym nieodzownym elementem oczyszczalni drenażowej jest rurowy drenaż rozsączający ewentualnie rurowe poletko rozsączające. Ze względu na niską skuteczność oczyszczania osadnika gnilnego wszystkie inne systemy odprowadzające ścieki do gruntu są niezalecane, ponieważ bardzo szybko dochodzi do kolmatacji ich warstw zbudowanych z kruszyw mineralnych (np. studnie chłonne) lub są po prostu nieopłacalne ekonomicznie. Odprowadzanie ścieków po osadniku do rowu lub cieku wodnego jest niemożliwe ze względu na niespełnienie wymagań prawnych w zakresie jakości ścieków po tym urządzeniu. 

2.1.1 Jak jest zbudowany osadnik gnilny?

Osadnik gnilny – schemat

osadnik_gnilny_schemat_budowy

Elementy składowe osadnika gnilnego:

deflektor wlotowy– element służący do wytrącania energii kinetycznej dopływającej wody. Bez tego elementu dopływające ścieki powodują wzburzenie zgromadzonych na dnie osadów, co zmniejsza skuteczność oczyszczania osadnika. Deflektor wykonuje się najczęściej w formie kolana, trójnika lub płyty;

komory utworzone poprzez wewnętrzne, perforowane przegrody. Najczęściej spotyka się osadniki gnilne w wersji jedno, dwu lub trzykomorowej. Wraz z większą ilością komór rośnie skuteczność oczyszczania, jednak skraca się okres pomiędzy wywozem osadów (zagadnienie szerzej opisane w pkt 2.2 Osadnik gnilny – dobór.)

filtr doczyszczający – element służący do doczyszczenia przepływających ścieków z drobnych zawiesin, które nie uległy sedymentacji ani flotacji. Filtr umieszczony jest na wylocie z osadnika w specjalnym pojemniku. Wypełnienie filtra najczęściej stanowią kształtki z tworzyw sztucznych, granulatu ceramicznego (keramzyt, puzzolana itp.), wkłady lamelowe lub z włókna wykonane z tworzyw sztucznych (filtr szczotkowy);

włazy rewizyjne – elementy umożliwiające kontrolę pracy osadnika oraz dokonanie okresowego wypompowania osadów i kożucha. Zasadą jest, że włazy rewizyjne powinny znajdować się nad każdą komorą. Dopuszczalne jest umieszczenie włazu nad przegrodą dzielącą zbiornik na komory, jednak jego średnica musi umożliwiać opróżnienie osadów z każdej komory niezależnie. Zaleca się, aby włazy rewizyjne nie były mniejsze niż DN600, ponieważ mniejsze włazy bardzo utrudniają czynności eksploatacyjne;

2.1.2 Osadnik gnilny – zasada działania.

Osadnik gnilny jest to zbiornik w większości przypadków o poziomym, grawitacyjnym przepływie ścieków. W osadniku zachodzi oddzielenie substancji cięższych od wody w wyniku działania grawitacji (sedymentacja) oraz lżejszych od wody, które wynoszone są na powierzchnię (flotacja). Zanieczyszczenia cięższe od wody gromadzone są w warstwie osadowej na dnie zbiornika, natomiast lżejsze od wody w tzw. kożuchu unoszącym się na powierzchni. Zgromadzone w osadniku gnilnym osady ulegają rozkładowi przez bakterie beztlenowe w procesie fermentacji (stąd nazwa osadnika gnilnego) w wyniku czego następuje mineralizacja zanieczyszczeń oraz zmniejszenie objętości osadów.

2.2 Osadnik gnilny – dobór. Czyli jaki osadnik gnilny wybrać?

2.2.1 Jaka pojemność osadnika gnilnego?

Jednostkowa pojemność robocza osadnika gnilnego wynosi 0,5 m3/osobę (dla oczyszczalni do 7 osób) lub 0,4 m3/osobę (dla oczyszczalni obsługujących ponad 7 osób). Pojemność ta uwzględnia wielkość niezbędną do gromadzenia osadów i kożucha oraz zapewnienie odpowiedniej przestrzeni dla przepływających przez osadnik ścieków. Powyższe pojemności jednostkowe dotyczą ścieków pochodzących z budynków mieszkalnych, zużycia wody na poziomie 100-150 litrów na osobę dziennie oraz wywozu osadów co 12 miesięcy.

UWAGA! Należy podkreślić, że wyżej wskazana pojemność jest pojemnością roboczą, czyli do dna rury wylotowej. Jest to ważne, ponieważ wielu producentów podając pojemności zbiorników posługuje się pojemnością całkowitą lub tzw. „pojemnością brutto” (czyli z uwzględnieniem przestrzeni powietrza nad ściekiem), która nie odzwierciedla rzeczywistej pojemności roboczej zbiornika.

Zgodnie z obowiązującą wersją normy PN-EN 12566-1 pojemność robocza osadników nie może być mniejsza niż 2m3 niezależnie od ilości dopływających ścieków. Natomiast zbyt duża pojemność osadnika powoduje zagniwanie ścieku, co intensyfikuje powstawanie gazów złowonnych oraz utrudnia ich doczyszczenie na warstwie rozsączającej za osadnikiem. Dlatego pojemność osadnika nie może powodować przetrzymywania ścieków ponad 5-6 dni.

2.2.2 Jaka ilość komór osadnika gnilnego?

Im więcej komór w osadniku gnilnym tym większa skuteczność oczyszczania. Wynika to z efektu uspokojenia przepływu w kolejnych komorach, co umożliwia oczyszczenie z zanieczyszczeń trudno ulegających sedymentacji lub flotacji. Jednak podział pojemności na komory powoduje skrócenie czasu pomiędzy wywozem osadów, ponieważ osady gromadzą się głównie w pierwszej komorze, więc pojemność przewidziana na magazynowanie osadów jest mniejsza niż przy zbiorniku jednokomorowym o tej samej pojemności. Zbyt duża ilość osadów w pierwszej komorze powoduje jej przeciążenie i blokowanie części przepływowej komory, wypłukując osady, co w konsekwencji może zmniejszać skuteczność oczyszczania. Zasadą jest, że osadniki o pojemności roboczej do 4 m3 występują jako maksymalnie dwukomorowe (podział pojemności – 2/3 jako pierwsza komora oraz 1/3 jako druga komora), natomiast o pojemności od 4 do 15 m3 maksymalnie jako 3 komorowe (podział pojemności – 1/2 jako pierwsza komora oraz po 1/4 jako druga i trzecia komora).

Filtr doczyszczający jest zalecany dla osadników jedno i dwukomorowych.

PRZYKŁAD DOBORU OSADNIKA GNILNEGO

  • dla budynków obsługujących do 4 mieszkańców – osadnik o pojemności roboczej 2m3 z filtrem doczyszczającym. Jednokomorowy przy zużyciu dziennym wody do 110 litrów/osobę lub dwukomorowy przy dziennym zużyciu wody w przedziale 110-150 litrów na osobę
  • dla budynków obsługujących 4-6 mieszkańców –  osadnik o pojemności roboczej 3m3 z filtrem doczyszczającym. Jednokomorowy przy zużyciu dziennym wody do 110 litrów/osobę lub dwukomorowy przy dziennym zużyciu wody w przedziale 110-150 litrów na osobę.
  • dla budynków obsługujących 7-10 mieszkańców –  osadnik o pojemności roboczej 4m3 z filtrem doczyszczającym. Jednokomorowy przy zużyciu dziennym wody do 100 litrów/osobę, dwukomorowy przy dziennym zużyciu wody w przedziale 100-150 litrów na osobę oraz trzykomorowy przy zużyciu 150-190 litrów na osobę.

Powyższe przykłady dotyczą budynków mieszkalnych oraz wywozu osadu co ok 12 miesięcy.

2.3 Oczyszczalnia drenażowa – wady i zalety.

Przydomowa oczyszczalnia drenażowa ma następujące ZALETY:

  • Niskie koszty inwestycyjne. Jak wykazano w poradniku Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty oczyszczalnia drenażowa posiada jedne z niższych kosztów inwestycyjnych. Zaleta ta wynika głównie z niewielkich kosztów osadnika gnilnego oraz braku konieczności wykonania instalacji elektrycznej zasilającej oczyszczalnię.

Przydomowa oczyszczalnia drenażowa ma następujące WADY:

  • Mała skuteczność oczyszczania ścieków. Spośród dostępnych technologii oczyszczania ścieków samodzielne osadniki gnilne posiadają skuteczność oczyszczania zawiesiny ogólnej poniżej wartości 80%. Nie jest to mało, jednak oczyszczalnie biologiczne posiadają wyższą skuteczność oczyszczania tego parametru. W przypadku skuteczności oczyszczania zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5 oraz ChZT osadniki gnilne charakteryzują się ich redukcją na poziomie zaledwie do 40%. Jest to wartość niewystarczająca przy dzisiejszych standardach technologicznych i ekologicznych. Poza zasięgiem osadników gnilnych jest uzyskanie zadowalającego poziomu redukcji biogenów tj. związków azotu i fosforu, która wynosi odpowiednio do 40% oraz do 5%.
  • Bardzo wysokie ryzyko kolmatacji systemu rozsączającego ścieki do gruntu. W wyniku małej skuteczności oczyszczania zanieczyszczeń organicznych w osadniku gnilnym ścieki dopływające do systemu rozsączającego posiadają duży ładunek materii organicznej. Z założenia zanieczyszczenia te powinny ulec rozkładowi przez mikroorganizmy tlenowe osiadłe na wypełnieniu warstwy rozsączającej. Jednak ilość odprowadzanych zanieczyszczeń organicznych powoduje często nadmierny rozrost błony biologicznej, która zaczyna zatykać pory złoża rozsączającego (kolmatacja), wywołując spadek wydajności odprowadzania oczyszczonych ścieków do gruntu rodzimego. Mniejsza wydajność odprowadzania ścieków do gruntu powoduje lokalne podtopienia systemu rozsączającego. Im grunt rodzimy jest mniej przepuszczalny, tym szybciej dochodzi do lokalnej kolmatacji systemu. Sytuacja gwałtownie przybiera na sile w okresach wiosennych (po roztopach) oraz jesiennych (długotrwałe opady atmosferyczne), podczas których dochodzi do zalania warstwy rozsączającej. W takim przypadku następuje całkowite odcięcie dopływu powietrza dla mikroorganizmów tlenowych i ich obumieranie, co wtórnie zanieczyszcza materią organiczną złoże rozsączające i pogłębia deficyt tlenowy. W złożu rozsączającym zaczynają dominować bakterie beztlenowe, które rozkładają materię organiczną z intensywnym wydzielaniem gazów złowonnych oraz zaczyna powstawać sapropel, który charakteryzuje się niskim współczynnikiem filtracji, co tylko dodatkowo blokuje odpływ dopływających ścieków. W efekcie już po kilku latach eksploatacji układ rozsączający może całkowicie przestać działać, co objawia się wypływającymi przez właz zbiornika ściekami oraz intensywnym wydobywaniem się gazów złowonnych przez układ wentylacji. Tak skażony zanieczyszczanymi grunt może zostać zrekultywowany wyłącznie poprzez wymianę gruntu, co jest bardziej kosztownym rozwiązaniem niż wykonanie kolejnego systemu odprowadzającego ścieki w innym miejscu. Natomiast budowa kolejnego systemu rozsączającego powoduje wyłączenie z eksploatacji kolejnego obszaru nieruchomości oraz tworzenie kolejnej „bomby ekologicznej”.
  • Uciążliwości zapachowe. W osadniku gnilnym zachodzą procesy wyłącznie beztlenowe. Niesie to ryzyko intensyfikacji powstawania gazów złowonnych zwłaszcza w sytuacji niedociążenia oczyszczalni (zwiększenie czasu przebywania ścieków w osadniku gnilnym). W przypadku niepoprawnie wykonanej tzw. wentylacji wysokiej uciążliwości zapachowe są znacznie bardziej odczuwalne.
  • Konieczność stosowania biopreparatów. Ze względu na występujące procesy beztlenowe zaleca się podczas eksploatacji osadników gnilnych stosować biopreparaty, które obniżają ilość wytwarzanych gazów złowonnych oraz przyśpieszają rozkład zanieczyszczeń. Jest to dodatkowy koszt eksploatacyjny oraz trzeba pamiętać o tym obowiązku.

2.4 Oczyszczalnia drenażowa – cechy zależne od innych czynników.

  • Koszty eksploatacyjne. Poziom kosztów eksploatacyjnych w przypadku oczyszczalni drenażowej na pierwszy rzut oka wydaje się być niski. Brak podzespołów napędzanych elektrycznie sugeruje brak kosztów związanych ze zużyciem energii elektrycznej lub z naprawą lub wymianą podzespołów. Niestety koszty eksploatacyjne oczyszczalni drenażowych zwiększają się w wyniku konieczności regularnego stosowania biopreparatów, a opłacalność stosowania tego typu oczyszczalni zaczyna być wątpliwa po uwzględnieniu kolmatacji systemu rozsączającego i konieczności poniesienia kosztów rekultywacji terenu lub budowy nowego złoża rozsączającego w innym miejscu.

2.5 Zestawienie cech oczyszczalni drenażowej.

oczyszczalnia_drenazowa_wady_zalety
Przykładem certyfikowanej przydomowej oczyszczalni ścieków z rurowym drenażem rozsączającym jest oczyszczalnia HYDRO OG.

Oczyszczalnia drenażowa dla 2-4 osób

3. Bezprądowa oczyszczalnia ścieków.

Typ oczyszczalni ze złożem biologicznym, której konstrukcja pozwala na bezprądowy sposób oczyszczania ścieków przy bardzo wysokiej skuteczności oczyszczania. Oczyszczalnia tego typu charakteryzuje się również wysokim stopniem bezobsługowości.

3.1 Jak jest zbudowana oraz jak działa bezprądowa oczyszczalnia biologiczna Biorock?

Budowa i zasada działania oczyszczalni bezprądowej zostanie opisana na przykładzie oczyszczalni Monoblock firmy Biorock. Bezprądowa oczyszczalnia biologiczna składa się ze zbiornika dwukomorowego, w którym pierwszą komorę stanowi osadnik wstępny (gnilny), natomiast druga to bioreaktor wypełniony złożem biologicznym. Ze względu na wysoki stopień oczyszczania ścieków ten typ oczyszczalni może współpracować ze wszystkimi rozwiązaniami odprowadzania ścieków do gruntu.

3.1.1 Jak jest zbudowana bezprądowa oczyszczalnia ścieków Biorock?

Bezprądowa oczyszczalnia ścieków Biorock – schemat

zasada_działania_oczyszczalni_bezpradowej

Elementy składowe oczyszczalni bezprądowej:

deflektor wlotowy – element umieszczony w komorze osadnika wstępnego, wytracający energię kinetyczną dopływających ścieków. Bez tego elementu dopływające ścieki powodują wzburzenie zgromadzonych na dnie osadów, co zmniejsza skuteczność oczyszczania osadnika.

osadnik wstępny – pierwsza komora zbiornika oczyszczalni pełniąca funkcję podczyszczającą głównie z zawiesiny opadającej oraz zanieczyszczeń lżejszych od wody. Osadnik pełni również funkcję uśredniającą skład ścieków dopływających do bioreaktora. Dodatkowo mineralizowane są w nim osady w warunkach beztlenowych.

filtr doczyszczający – element służący do doczyszczenia przepływających do bioreaktora ścieków z drobnych zawiesin, które nie uległy sedymentacji ani flotacji w osadniku. Filtr doczyszczający oczyszczalni bezprądowej Biorock wykonany jest jako filtr szczotkowy, który charakteryzuje się bardzo wysoką skutecznością działania. 

bioreaktor – druga komora zbiornika oczyszczalni ze zraszanym złożem biologicznym. W bioreaktorze następuje zasadniczy proces oczyszczania ścieków z zanieczyszczeń organicznych jak również drobnej zawiesiny, która nie została usunięta w osadniku wstępnym.

dawkownik – element oczyszczalni zapewniający powtarzalną ilość jednorazowo odprowadzanych ścieków na złoże biologiczne. Dawkowanie ścieków w równych porcjach niweluje dobowe nierównomierności w dopływie ścieków, co poprawia skuteczność działania oczyszczalni.   

talerz dystrybucji – element równomierne obciążający hydrauliczne całą powierzchnię złoża biologicznego, co zapewnia wykorzystanie jego całej objętości w procesie oczyszczania.

złoże biologiczne – elementy mineralne o bardzo dużej powierzchni właściwej będące podłożem do rozwoju mikroorganizmów oczyszczających ścieki.

alarm pływakowy – mechaniczny element informujący użytkownika o wystąpieniu spiętrzenia ścieków w komorze bioreaktora

włazy rewizyjne – elementy umożliwiające przeprowadzenie kontroli pracy osadnika oraz bioreaktora i dokonanie czynności serwisowych w poszczególnych komorach. Minimalna średnica włazów rewizyjnych powinna wynosić DN600, ponieważ mniejsze włazy utrudniają wszelkie czynności eksploatacyjne;

3.1.2 Bezprądowa oczyszczalnia biologiczna Biorock – zasada działania.

Pierwszy etap oczyszczania w oczyszczalni bezprądowej odbywa się w osadniku wstępnymZanieczyszczenia cięższe od wody sedymentują na dno zbiornika natomiast lżejsze od wody flotują na powierzchnię tworząc tzw. kożuch. Osadnik wstępny pełni funkcję podczyszczającą dopływające ścieki oraz uśrednia ich skład przed odpływem do bioreaktora. Dodatkowo w osadniku wstępnym następuje mineralizacja zatrzymanych zanieczyszczeń na drodze beztlenowej. Odpływ ścieków z osadnika do bioreaktora odbywa się w sposób grawitacyjny (bez wykorzystania podzespołów zasilanych elektrycznie) poprzez filtr szczotkowy charakteryzujący się bardzo wysoką skutecznością oczyszczania.

Bioreaktor składa się z kilku niezależnych warstw złoża biologicznego wykonanego z materiału mineralnego. Złoże biologiczne zraszane jest ściekami poprzez specjalny dawkownik oraz talerz dystrybucji, które regulują obciążenie powtarzalnymi dawkami ścieków całej powierzchni oraz objętości złoża, co bardzo poprawia skuteczność działania oczyszczalni.

Wypełnienie złoża biologicznego posiada bardzo dużą powierzchnię właściwą, na której rozwija się tzw. błona biologiczna, czyli skupiska mikroorganizmów oczyszczających ścieki w procesach biochemicznych. Duża powierzchnia właściwa złoża, poza podłożem dla błony biologicznej, zapewnia również zatrzymywanie zanieczyszczeń na zasadzie cedzenia (filtrowania) ścieków.

Wypełnienie złoża jest wykonane z materiałów mineralnych, co zabezpiecza je przed biodegradacją i powoduje, iż nie wymaga ono uzupełniania oraz spulchniania (jak wszystkie złoża organiczne np. wykonane z wypełnienia kokosowego).

Złoże biologiczne umieszczone jest na kilku rusztach w taki sposób, aby z każdej strony następował równomierny dopływ powietrza do wypełnienia złoża niezbędnego dla mikroorganizmów oczyszczających ścieki.

Konstrukcja złoża nie wymaga żadnych urządzeń elektrycznych wymuszających przepływ ścieków lub zapewniających dopływ powietrza. Ścieki spływają grawitacyjnie przez wszystkie warstwy złoża, natomiast powietrze dostarczane jest w sposób naturalny poprzez odpowiednio skonstruowany układ wentylacyjny.

Bioreaktor ze złożem biologicznym wyposażony jest w alarm informujący o zalaniu bioreaktora ściekami wskutek np. niedrożności elementu odprowadzającego ścieki oczyszczone do środowiska. Alarm jest urządzeniem w pełni mechanicznym (bez podzespołów zasilanych elektrycznie) i charakteryzuje się prostym wykonaniem przy zachowaniu bardzo wysokiej niezawodności.

Cechą charakterystyczną oczyszczalni bezprądowej ze złożem zraszanym jest bardzo wysoka odporność na długotrwałe braki w dopływie ścieków (nawet do 6 miesięcy) w wyniku zdolności kumulacyjnej wilgoci oraz substancji odżywczych niezbędnych dla mikroorganizmów. Powyższa cecha powoduje, iż ten typ oczyszczalni świetnie nadaje się wszędzie tam, gdzie ścieki dopływają w sposób nieregularny lub z dłuższymi przerwami (np. budynki biurowe małych firm, budynki sezonowe itp.)

Żywotność mineralnego złoża biologicznego  wynosi 10 lat. Trzeba jednak zaznaczyć, że jest to okres minimalny (producent udziela gwarancji na ten okres). Regularnie czyszczone złoże nadaje się do ponownego wykorzystania nawet po 10 latach eksploatacji (w ramach odświeżania złoża można wymienić tylko część złoża), co obniża koszty wymiany.

3.2 Bezprądowa oczyszczalnia biologiczna – dobór.

Bezprądową przydomową oczyszczalnię ścieków powinno się dobierać na podstawie dwóch parametrów tj:

  • dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5. Producenci określają dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych wyrażony jako BZT5 jaki może zostać doprowadzony do oczyszczalni. Jednostkowy ładunek zanieczyszczeń organicznych przypadający na jednego mieszkańca jest wartością stałą i wynosi 60 mg O2/d i jest odpowiednikiem 1 RLM (równoważnej liczby mieszkańców).
  • dobowy przepływ nominalny oczyszczalni (obciążenie hydrauliczne) określony przez producenta, czyli nominalna ilość ścieków doprowadzanych do oczyszczalni. Wartość przepływu przyrównujemy do średniego dobowego zużycia wody na cele bytowo-gospodarcze (bez uwzględnienia zużycia np. do podlewania ogrodu). Jeżeli instalacja posiada wodomierz (dodatkowy wodomierz wyprowadzony na ogród ułatwia określenie zużycia wody na cele bytowo-gospodarcze) określenie wymaganego zużycia wody jest proste. W przypadku braku wodomierza można się posłużyć wytycznymi z Dz.U.2002 nr 8 poz. 70 w którym określono dzienne normy zużycia wody. Dla typowego budownictwa jednorodzinnego będzie to wartość 100 litrów/osobę dziennie. Na tej podstawie, uwzględniając liczbę domowników, określimy średnie dobowe zużycie wody dla gospodarstwa domowego, które ma obsługiwać oczyszczalnia.

UWAGA! W przypadku doboru bezprądowych oczyszczalni ścieków ze złożem zraszanym dla budownictwa mieszkalnego parametrem decydującym jest dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5. Obciążenie hydrauliczne oczyszczalni zaczyna posiadać nadrzędny wpływ dopiero po przekroczeniu dziennego zużycia wody w ilości 150 l przez jedną osobę. 

Występują modele oczyszczalni bezprądowych o tym samym dobowym obciążeniu hydraulicznym i dopuszczalnym obciążeniu ładunkiem zanieczyszczeń organicznych, jednak o innej pojemności osadnika wstępnego (np.  modele oczyszczalni Biorock Monoblock 2-900 i 3-900). Większy osadnik lepiej uśrednia ścieki oraz ma większą pojemność dla sedymentujących zanieczyszczeń, co ma znaczenie w gospodarstwach domowych w których ilość domowej chemii oraz zawiesin w ściekach jest większa niż standardowo (np. małe dzieci w gospodarstwie generują większą liczbę prań oraz brudnych naczyń). Natomiast w standardowych warunkach większy osadnik zmniejsza częstotliwość jego opróżniania, co umożliwia wygenerowanie oszczędności związanych z rzadszym wywozem osadów.

PRZYKŁAD DOBORU OCZYSZCZALNI BEZPRĄDOWEJ

  • oczyszczalnia dla 4 osobowej rodziny:

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 4 os. * 100 l/dobę = 400 l/d = 0,4 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 4 os. * 60 mg O2/d = 240 mg O2/d = 0,24 kg O2/d

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni bezprądowej ze złożem zraszanym będzie Biorock Monoblock 2-700 charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,24 kg O2/d oraz dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 600 l/d. Ten model oczyszczalni jest odpowiedni dla 4 osób odprowadzających łącznie dziennie do 600 litrów ścieków.

  • oczyszczalnia dla 4 osobowej rodziny (większe zużycie wody):

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 4 os. * 180 l/dobę = 720 l/d = 0,72 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 4 os. * 60 mg O2/d = 240 mg O2/d = 0,24 kg O2/d

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni bezprądowej ze złożem zraszanym będzie Biorock Monoblock 2-800 charakteryzujący się dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 750 l/d oraz dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,30 kg O2/d. Model oczyszczalni Biorock Monoblock 2-700 pomimo odpowiedniego dobowego ładunku zanieczyszczeń organicznych byłby przeciążony hydraulicznie. W przypadku Biorock Monoblock 2-800 dopływający mniejszy ładunek zanieczyszczeń organicznych nie stanowi problemu, ponieważ ten typ oczyszczalni bardzo dobrze sobie radzi z tego typu niedociążeniem.

  • oczyszczalnia dla 6 osobowej rodziny: 

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 6 os. * 100 l/dobę = 600 l/d = 0,6 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 6 os. * 60 mg O2/d = 360 mg O2/d = 0,36 kg O2/d

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni bezprądowej ze złożem zraszanym będzie Biorock Monoblock 2-900 charakteryzujący się dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 900 l/d oraz dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,36 kg O2/d. Ten model oczyszczalni jest odpowiedni dla 6 osób odprowadzających łącznie dziennie do 900 litrów ścieków. W przypadku, gdy w skład rodziny 6 osobowej wchodzą małe dzieci, poprawnie dobranym modelem oczyszczalni będzie Biorock Monoblock 3-900 charakteryzujący się większą pojemnością osadnika wstępnego, co zniweluje nierównomierności w składzie ścieków generowane przez większą liczbę prań oraz mycia naczyń.

3.3 Bezprądowa oczyszczalnia biologiczna Biorock – wady i zalety.

Przydomowa oczyszczalnia bezprądowa ma następujące ZALETY:

  • Minimalne koszty eksploatacyjne. Jak wykazano w poradniku Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty bezprądowa oczyszczalnia ze zraszanym złożem biologicznym posiada najniższe koszty na etapie eksploatacji spośród wszystkich porównywanych systemów do indywidualnej gospodarki ściekowej. Zaleta ta wynika głównie z braku podzespołów zasilanych elektrycznie, które generują koszty związane z poborem prądu elektrycznego oraz ich naprawą lub wymianą.
  • Bardzo wysoka skuteczność oczyszczania ścieków wynosząca ponad 90% zarówno dla zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5 i ChZT, jak również dla zawiesiny ogólnej.
  • Maksymalna bezobsługowość. Obsługa oczyszczalni bezprądowej ze złożem biologicznym nie wymaga od użytkownika wykonywania kwartalnych lub comiesięczne kontroli stanu podzespołów lub czynności serwisowych typu czyszczenie filtrów.
  • Wysoka odporność na długotrwałe przerwy w użytkowaniu oczyszczalni (nawet do 6 miesięcy) oraz na dobowe nierównomierności w składzie i ilości dopływających ścieków.
  • Bezgłośna praca wynikającą z braku podzespołów napędzanych elektrycznie lub pneumatycznie.

3.4 Bezprądowa oczyszczalnia biologiczna – cechy zależne od innych czynników.

  • Konieczność stosowania przepompowni ścieku oczyszczonego. Wylot z bezprądowej oczyszczalni ze złożem zraszanym jest umieszczony dość nisko. W większości przypadków odpowiednie zlokalizowanie oczyszczalni umożliwia zniwelowanie tej głębokości naturalnym spadkiem terenu. W rzadkich przypadkach niekorzystnego ukształtowania terenu, aby wybudować system odprowadzający ścieki oczyszczone do gruntu w formie np. drenażu rozsączającego wymagana jest przepompownia ścieku oczyszczonego, co zwiększa koszty. Trzeba jednak zaznaczyć, że w wyniku wysokiej skuteczności oczyszczania ścieku przez oczyszczalnię, dopływające do przepompowni ścieki umożliwiają zastosowanie pompy do tzw. wody brudnej. Taki typ pompy jest niedrogi w zakupie (koszt ok. 200-250 zł) oraz nie jest elementem zużywającym duże ilości energii (moc pompy w okolicy 180-250 W, łączny czas pracy w ciągu dnia wynosi kilka minut, co generuje koszty roczne poniżej 10 zł). Sama przepompownia również nie jest urządzeniem dużym (wystarczy średnica DN600), co nie powoduje zajęcia dużej powierzchni działki oraz w sposób znaczny nie zwiększa kosztów inwestycyjnych.
  • Łączne koszty eksploatacyjne. Oczyszczalnie bezprądowe ze złożem zraszanym są najdroższe pod względem inwestycyjnym. Jest to spowodowane zastosowaniem materiałów najwyższej jakości. Jednak jak wykazano w poradniku Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty, minimalne koszty eksploatacyjne tego typu oczyszczalni bardzo szybko niwelują koszty związane z zakupem oczyszczalni i sumaryczne koszty poniesione w dłuższym okresie eksploatacji kształtują się najkorzystniej właśnie dla oczyszczalni bezprądowej ze złożem zraszanym. Wartością dodaną są zaoszczędzone nerwy i czas.

3.5 Zestawienie cech bezprądowej oczyszczalni biologicznej.

oczyszczalnia_bezpradowa_wady_zalety
Przykładem certyfikowanej bezprądowej oczyszczalni ścieków ze złożem biologicznym jest oczyszczalnia Monoblock firmy Biorock.

Bezprądowa oczyszczalnia BIOROCK

4. Przydomowa biologiczna oczyszczalnia ścieków SBR.

Oczyszczalnia SBR (z ang. Sequencing Batch Reactor) jest to oczyszczalnia, której głównym elementem jest sekwencyjny reaktor porcjowy charakteryzujący się wysokim stopniem oczyszczania ścieków oraz pełną automatyzacją pracy oczyszczalni.

4.1 Jak jest zbudowana oraz jak działa przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR?

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR składa się ze zbiornika dwukomorowego, w którym pierwszą komorę stanowi osadnik wstępny (gnilny), natomiast druga komora to bioreaktor ze swobodnie pływającym osadem czynnym. Ze względu na wysoki stopień oczyszczania ścieków oczyszczalnia z bioreaktorem SBR może współpracować ze wszystkimi rozwiązaniami odprowadzania ścieków do środowiska naturalnego.

4.1.1 Jak jest zbudowana przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR?

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR – schemat

zasada_dzialania_biologicznej_oczyszczalni_sbr

Elementy składowe oczyszczalni SBR:

deflektor wlotowy – element umieszczony na wlocie do osadnika wstępnego, który ma za zadanie wytrącić energię kinetyczną dopływających ścieków. Bez tego elementu dochodzi do wzburzenia zgromadzonych w osadniku osadów, co znacznie zmniejsza skuteczność oczyszczania osadnika.

osadnik wstępny – pierwsza komora zbiornika oczyszczalni podczyszczająca ścieki oraz uśredniającą ich skład przed odprowadzaniem do bioreaktora. W przypadku oczyszczalni biologicznych w technologii SBR osadnik wstępny stanowi dodatkowo zbiornik retencyjny dla ścieków dopływających do czasu ich odprowadzenia do bioreaktora. Dodatkowo w osadniku wstępnym ulegają mineralizacji w warunkach beztlenowych osady surowe oraz recyrkulowane z bioreaktora.

bioreaktor SBR– druga komora zbiornika oczyszczalni ze swobodnie pływającym osadem czynnym. W bioreaktorze następuje zasadniczy proces oczyszczania ścieków w powtarzalnych cyklach pracy nadzorowanych przez automatyczny sterownik mikroprocesorowy.

pompa mamutowa dozowania – element służący do transportu ścieków z osadnika wstępnego do bioreaktora. Pompa mamutowa dozowania posiada filtr na wlocie, zabezpieczający przed przedostaniem się zanieczyszczeń mogących zatkać pompę mamutową lub zakłócić pracę bioreaktora  (nierozkładalne chusteczki higieniczne, tłuszcz itp.). 

pompa mamutowa dekantacji – element służący do odprowadzania ścieków oczyszczonych z oczyszczalni do odbiornika. 

pompa mamutowa recyrkulacji – element służący do recyrkulacji osadu nadmiernego z bioreaktora do osadnika wstępnego. 

dyfuzor drobnopęcherzykowy – element wprowadzający do bioreaktora powietrze niezbędne dla mikroorganizmów osadu czynnego. Element ten posiada membranę tworzącą bardzo drobne pęcherzyki, co zwiększa sprawność dostarczania tlenu. Powietrze dostarczane do bioreaktora poprzez dyfuzor drobnopęcherzykowy zapewnia również odpowiednie wymieszanie ścieków w bioreaktorze.

dmuchawa membranowa – element oczyszczalni stanowiący źródło powietrza dla dyfuzora drobnopęcherzykowego oraz pomp mamutowych. Dmuchawa umieszczona jest wraz ze sterownikiem i zaworami elektrycznymi w niezależnej obudowie zewnętrznej obok zbiornika oczyszczalni.

automatyka oczyszczalni – elementem sterującym pracą poszczególnych elementów oczyszczalni przy pomocy zaworów elektrycznych jest mikroprocesorowy sterownik. Urządzenie to równocześnie nadzoruje stan pracy podzespołów oczyszczalni i wykrywa powstałą usterkę, co jest sygnalizowane jako komunikat na wyświetlaczu sterownika oraz poprzez układ alarmowy (wizualny oraz dźwiękowy). Istnieje możliwość wyposażenia sterownik w moduł GSM i informowanie użytkownika o występujących awariach oraz zbliżających się czynnościach serwisowych poprzez SMS.

włazy rewizyjne – elementy pozwalające dokonanie kontroli pracy osadnika oraz bioreaktora. Przez włazy przeprowadzane są czynności serwisowe. Zaleca się, aby minimalna średnica włazów rewizyjnych wynosiła DN600, ponieważ mniejsze włazy bardzo utrudniają lub wręcz uniemożliwiają wykonanie czynności eksploatacyjnych.

4.1.2 Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR – zasada działania.

Osadnik wstępny stanowiący pierwszy etap oczyszczania podczyszcza dopływające ścieki oraz uśrednia ich skład przed odpływem do bioreaktora. W osadniku zanieczyszczenia lżejsze od wody gromadzone są na powierzchni w tzw. kożuchu, natomiast cięższe od wody opadają na dno zbiornika. Zgromadzone w osadniku zanieczyszczenia mineralizowane są przez mikroorganizmy beztlenowe.

Osadnik posiada na wlocie deflektor do wytrącania energii kinetycznej ścieków, jednak w odróżnieniu od typowego osadnika gnilnego nie posiada grawitacyjnego odpływu.

Odpływ ścieków z osadnika do bioreaktora odbywa się przy pomocy pompy mamutowej dozowania zasilanej powietrzem z dmuchawy membranowej, której praca jest regulowana sterownikiem oczyszczalni. Pompa mamutowa dozowania zabezpieczona jest przed napływem tłuszczu oraz przed zatkaniem przez większe zanieczyszczenia np. papier czy nierozkładalne chusteczki higieniczne poprzez specjalny filtr.

Praca oczyszczalni SBR w systemie porcjowego dozowania ścieków powoduje, że osadnik gnilny poza funkcją podczyszczającą pełni równocześnie funkcję buforową dla przetrzymania napływających ścieków do czasu ich dozowania do bioreaktora. Wymaga to uwzględnienia tej funkcji przy objętości osadnika.

Bioreaktor oczyszczalni SBR jest kluczowym elementem oczyszczającym ścieki. Cyklicznie dozowane ścieki z osadnika są oczyszczane przez swobodnie pływający osad czynny.

Powietrze do bioreaktora dostarczane jest przez dyfuzor drobnopęcherzykowy zasilany dmuchawą membranową. Taki system charakteryzuje się niskim zużyciem energii elektrycznej przy zachowaniu wymaganej sprawności napowietrzania. Sterownik oczyszczalni reguluje czas pracy dmuchawy, wywołując środowisko tlenowe lub niedotlenione umożliwiając zachodzenie procesów usuwania związków azotu w wyniku nitryfikacji i denitryfikacji oraz usuwanie związków fosforu w procesie defosfatacji biologicznej.

Oczyszczone ścieki usuwane są z oczyszczalni do odbiornika poprzez pompę mamutową dekantacji. Bardzo często na wylocie z oczyszczalni umieszczony jest specjalny zbiornik umożliwiający pobór próbek oczyszczonego ścieku do analizy laboratoryjnej.

Nadmierny osad czynny recyrkulowany jest do osadnika wstępnego poprzez pompę mamutową recyrkulacji w celu jego stabilizacji oraz mineralizacji w warunkach beztlenowych.

Bioreaktor SBR pracuje w powtarzających się cyklach składających się z następujących po sobie faz:

  • faza dozowania ścieków z osadnika do bioreaktora przy pomocy pompy mamutowej dozowania,
  • faza natleniania czyli oczyszczania ścieków przez osad czynny,
  • faza klarowania ścieku oczyszczonego czyli  sedymentacji osadu czynnego,
  • faza dekantacji czyli odprowadzania ścieku oczyszczonego do odbiornika przy pomocy pompy mamutowej dekantacji,
  • faza recyrkulacji osad nadmiernego do osadnika wstępnego przy pomocy pompy mamutowej recyrkulacji

4.2 Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR – dobór.

Przydomową oczyszczalnię ścieków w technologii SBR powinno się dobierać na podstawie dwóch parametrów tj:

  • dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZTjaki może zostać doprowadzony do oczyszczalni. Jednostkowa wartość tego parametru przypadająca na jednego użytkownika wynosi 60 mg O2/d. Parametr ten odpowiada wartości 1 RLM (równoważnej liczby mieszkańców).
  • dobowy przepływ nominalny oczyszczalni, czyli dobowe obciążenie hydrauliczne dopływającymi ściekami. Parametr ten należy określić na podstawie zużycia wody na cele wyłącznie bytowo-gospodarcze np. na podstawie wodomierza lub wytycznych określających dzienne normy zużycia wody (Dz.U.2002 nr 8 poz. 70)  Dla typowego budownictwa mieszkalnego wartość zużycia wody wynosi ok. 100 litrów/osobę dziennie.

UWAGA! W przypadku doboru oczyszczalni ścieków w technologii SBR dla budownictwa mieszkalnego parametrem nadrzędnym jest dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych. Dobowy przepływ nominalny ma istotne znaczenie dopiero po przekroczeniu dziennego zużycia wody w ilości 150 l przez jedną osobę. 

PRZYKŁAD DOBORU OCZYSZCZALNI BIOLOGICZNEJ SBR
UWAGA! Oczyszczalnie w technologii SBR odprowadzają osad nadmierny do osadnika wstępnego w celu jego mineralizacji w warunkach beztlenowych. Dodatkowo cykliczny system pracy bioreaktora wymaga przetrzymania dopływających ścieków do osadnika, aż do czasu uruchomienia fazy dozowania ścieków. Powyższe dwie cechy związane z pracą bioreaktora SBR wymagają uwzględnienia dodatkowej objętości osadnika wstępnego przeznaczonej do zmagazynowania osadu nadmiernego oraz retencji dopływających ścieków. Niestety niektórzy producenci w ramach cięcie kosztów pomijają powyższe założenia technologiczne.

  • oczyszczalnia dla 4 osobowej rodziny:

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 4 os. * 100 l/dobę = 400 l/d = 0,4 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 4 os. * 60 mg O2/d = 240 mg O2/d = 0,24 kg O2/d

– wymagana pojemność osadnika wstępnego uwzględniająca dopływające osady surowe, recyrkulowane z bioreaktora osady nadmierne, kożuch tłuszczowy, przestrzeń niezbędną do retencji oraz oczyszczania ścieków z zawiesiny wynosi ok. 240 litrów/osobę (przy uwzględnieniu wywozu osadów przez tabor asenizacyjny co 6 m-cy). Przy 4 osobach wymagana całkowita pojemność robocza komory osadnika wstępnego wynosi 960 litrów. Ponieważ komora bioreaktora powinna stanowić 80-100% pojemności osadnika wstępnego, więc minimalna, całkowita pojemność robocza biologicznej oczyszczalni przydomowej SBR dla 4 osób powinna wynosić 1,7 – 1,9 m3.

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni biologicznej SBR będzie model charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,24 kg O2/d, dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 600 l/d oraz całkowitą pojemnością roboczą wynoszącą 2m3. Oczyszczalnia dla 4 osób o mniejszej całkowitej pojemności roboczej będzie pracowała z przeciążonym osadnikiem wstępnym, co wywołuje również przeciążenie bioreaktora i spadek skuteczności oczyszczania, mogący w krótkim czasie doprowadzić do zamulenia (kolmatacji) systemu odprowadzającego ścieki do gruntu.

  • oczyszczalnia dla 4 osobowej rodziny (większe zużycie wody):

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 4 os. * 200 l/dobę = 800 l/d = 0,8 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 4 os. * 60 mg O2/d = 240 mg O2/d = 0,24 kg O2/d

Ze względu na większe zużycie wody przypadającego na jednego mieszkańca (ponad 150 l/dobę), parametrem decydującym przy doborze wielkości oczyszczalni jest dobowe obciążenie hydrauliczne. Oczyszczalnia dobrana na podstawie tego paramentu, będzie miała wystarczające pojemności osadnika i bioreaktora z punktu widzenia ilości osadów. Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni biologicznej SBR będzie model charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,36 kg O2/d oraz dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 900 l/d.

  • oczyszczalnia dla 6 osobowej rodziny:

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 6 os. * 100 l/dobę = 600 l/d = 0,6 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 6 os. * 60 mg O2/d = 360 mg O2/d = 0,36 kg O2/d

– wymagana pojemność robocza osadnika wstępnego = 6 * 240 l = 1440 litrów (wywóz osadów co 6 miesięcy). Analogicznie jak przy 4 osobach, wymagana pojemność komory bioreaktora 1152-1440 litrów. Więc przy 6 osobach minimalna, całkowita pojemność robocza biologicznej oczyszczalni przydomowej SBR powinna wynosić 2,6 – 2,9 m3.

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni biologicznej SBR będzie model charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,36 kg O2/d, dobowym obciążeniem hydraulicznym równym 900 l/d oraz całkowitą pojemnością roboczą wynoszącą 3m3.

4.3 Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR – wady i zalety.

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR ma następujące ZALETY:

  • Bardzo wysoka skuteczność oczyszczania wynosząca ponad 90% dla zawiesiny ogólnej i zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5 i ChZT, jak również ponad 80% dla związków azotu.
  • Odporność na nierównomierności dopływu (stężeniowe oraz ilościowe) w wyniku posiadania uśredniającego zbiornika buforowego oraz cyklicznego dawkowania ścieków do bioreaktora.
  • Wysoki stopień bezobsługowości w wyniku automatyzacji procesu. Zastosowanie mikroprocesorowego sterownika regulującego pracą wszystkich podzespołów i monitorującego ich stan pracy pozwala odciążyć użytkownika od czynności serwisowych polegających np. na okresowym regulowaniu zaworów ręcznych, jak również umożliwia szybkie poinformowanie użytkownika o wystąpieniu ewentualnej awarii lub konieczności wywozu osadów z osadnika.
  • Możliwość rozbudowy o stację dozowania koagulantu. Technologia SBR umożliwia rozbudowanie systemu o elementy dozujące do ścieków koagulant w celu zmniejszenia zawartości biogenów w ściekach oczyszczanych (związki azotu i fosforu). Usuwanie biogenów zgodnie z obowiązującym prawem jest wymagane w przypadku stosowania oczyszczalni ścieków na terenie aglomeracji lub odprowadzania ścieków do wód.

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna SBR ma następujące WADY:

  • Ryzyko wystąpienia awarii podzespołów. Automatyzacja procesu oczyszczania wymaga szeregu urządzeń sterujących pracą oczyszczalni. Nawet najlepszej jakości podzespoły z czasem mogą ulec awarii i wymagana jest ich naprawa lub wymiana, co niewątpliwie zwiększa koszty eksploatacyjne oczyszczalni .

4.4 Zestawienie cech oczyszczalni biologicznej SBR.

przydomowa_oczyszczalnia_sbr_wady_zalety

Przykładem certyfikowanej przydomowej oczyszczalni biologicznej w technologii SBR jest oczyszczalnia ZBS-C firmy Wobet Hydret.

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna ZBS-C

 

5. Przydomowa hybrydowa oczyszczalnia ścieków bez osadnika gnilnego.

Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego wykorzystuje do działania wyłącznie procesy tlenowe, co minimalizuje powstawania gazów złowonnych. Technologia pracy bioreaktora oparta jest na osadzie czynnym wspomaganym złożem biologicznym (technologia hybrydowa), co zwiększa skuteczność oczyszczania ścieków.

5.1 Jak jest zbudowana oraz jak działa przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego?

Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego składa się ze zbiornika, w którym jest umieszczony bioreaktor ze stałym, zanurzonym złożem biologicznym oraz osadnik wtórny. Dno zbiornika wykonane jest w kształcie stożka, co umożliwia zsuwanie się osadów na dno. Ze względu na wysoki stopień oczyszczania ścieków oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego może współpracować ze wszystkimi rozwiązaniami odprowadzania ścieków do gruntu, bez najmniejszego ryzyka zamulenia (zakolmatowania) systemu.

5.1.1 Jak jest zbudowana przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego?

Przydomowa oczyszczalnia biologiczna hybrydowa bez osadnika gnilnego – schemat

zasada_dzialania_oczyszczalni_hybrydowej_bez_osadnika_gnilnego

Elementy składowe oczyszczalni hybrydowej bez osadnika gnilnego:

bioreaktor – komora zbiornika oczyszczalni ze swobodnie pływającym osadem czynnym oraz zanurzonym złożem biologicznym. W bioreaktorze następuje zasadniczy proces oczyszczania ścieków poprzez wymuszony, wielokrotny przepływ ścieków przez złoże biologiczne.

zanurzone złoże biologiczne – elementy wykonane z tworzywa sztucznego, na stałe zanużone pod powierzchnią ścieków, będące podłożem do rozwoju mikroorganizmów oczyszczających ścieki.

osadnik wtórny – wydzielona część bioreaktora stanowiąca strefę klarowania, w której dochodzi do oddzielenia się ścieków oczyszczonych od swobodnie pływającego osadu czynnego.

dyfuzor drobnopęcherzykowy – element wprowadzający do bioreaktora powietrze niezbędne dla mikroorganizmów osadu czynnego oraz złoża biologicznego. Sposób umieszczenia dyfuzora wymusza wielokrotny przepływ ścieków przez złoże biologiczne.

dmuchawa membranowa – element oczyszczalni stanowiący źródło powietrza dla dyfuzora drobnopęcherzykowego. Dmuchawa umieszczona jest w niezależnej obudowie zewnętrznej obok zbiornika oczyszczalni.

przelew pilasty – element regulujący równomierne obciążenie hydrauliczne koryta odpływowego umieszczonego na całym obwodzie zbiornika. Z przelewem pilastym występuje również deflektor odpływowy zabezpieczający przed przedostaniem się do odpływu osadu czynnego wypływającego na powierzchnię.

właz rewizyjny – element umożliwiający kontrolę pracy oraz przeprowadzenie czynności eksploatacyjnych w  bioreaktorze. Ten typ oczyszczalni wyposażony jest w jeden duży właz umożliwiający dostęp do każdego elementu oczyszczalni. 

5.1.2 Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego – zasada działania.

Ze względu na brak osadnika wstępnego, dopływające ścieki trafiają bezpośrednio do komory z osadem czynnym oraz stałym, zanurzonym złożem biologicznym, gdzie następuje ich oczyszczenie przy pomocy mikroorganizmów tlenowych.

W wyniku doprowadzenia powietrza w specyficzny sposób, ścieki poddawane są intensywnemu natlenianiu oraz cyrkulują w bioreaktorze wielokrotnie przepływając przez złoże biologiczne.

Nadmierna błona biologiczna, która oderwie się od złoża biologicznego oraz wszystkie zanieczyszczenia cięższe od wody sedymentują na dno reaktora, którego kształt jest zbliżony do odwróconego stożka (tzw. lej Imhoffa), co ułatwia ich zsuwanie się.

Oczyszczone ścieki przepływają do zewnętrznej części zbiornika stanowiącej osadnik wtórny o przepływie pionowym, gdzie następuje klarowanie ścieku oczyszczonego i oddzielenie swobodnie pływającego osadu czynnego, który sedymentuje na dno zbiornika po krawędzi leja Imhoffa.

Odpływ ścieków oczyszczonych do odbiornika odbywa się przy wykorzystaniu całego obwodu zbiornika wyposażonego w deflektor części flotujących, który zabezpiecza przed wydostaniem się z oczyszczalni osadu czynnego pływającego po powierzchni ścieku oczyszczonego. Dodatkowo zastosowany przelew pilasty reguluje równomierne obciążenie hydrauliczne odpływu zbiornika na całym obwodzie.

Wszystkie osady (surowe, oberwana błona biologiczna ze złoża, nadmierny osad czynny) zebrane na dnie leja Imhoffa stabilizowane są w warunkach tlenowych. W związku z powyższym ten typ oczyszczalni charakteryzuje się brakiem wydzielania gazów złowonnych.

5.2 Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego – dobór.

Przydomową oczyszczalnię hybrydową bez osadnika gnilnego dobiera się na podstawie dwóch parametrów tj:

  • dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT– parametr ten określany jest przez producenta oczyszczalni. Wartość tego parametru odpowiednia dla jednego mieszkańca wynosi 60 mg O2/d i jest adekwatna do wartości 1 RLM (równoważnej liczby mieszkańców).
  • dobowy przepływ nominalny oczyszczalni, czyli dopuszczalne przez producenta dzienne obciążenie hydrauliczne oczyszczalni. Parametr ten odpowiada zużyciu wody na cele bytowo-gospodarcze i należy go określić np. na podstawie wodomierza lub wytycznych określających dzienne normy zużycia wody (Dz.U.2002 nr 8 poz. 70). W budownictwie mieszkalnym jednostkowe zużycie wody wynosi ok. 100 litrów/osobę dziennie.

UWAGA! W przypadku doboru oczyszczalni hybrydowej bez osadnika gnilnego dla budownictwa mieszkalnego parametrem decydującym jest dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5. Dobowy przepływ nominalny (obciążenie hydrauliczne) ma kluczowe znaczenie przy doborze wielkości oczyszczalni, dopiero po przekroczeniu zużycia wody przez jedną osobę w ilości 150 l dziennie. 

PRZYKŁAD DOBORU OCZYSZCZALNI HYBRYDOWEJ BEZ OSADNIKA GNILNEGO

  • oczyszczalnia dla 4 osobowej rodziny:

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 4 os. * 100 l/dobę = 400 l/d = 0,4 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 4 os. * 60 mg O2/d = 240 mg O2/d = 0,24 kg O2/d

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni hybrydowej bez osadnika wstępnego będzie model charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,24 kg O2/d (4 RLM) oraz dobowym obciążeniem hydraulicznym wynoszącym nawet 800 l/d.

  • oczyszczalnia dla 6 osobowej rodziny:

– dobowe obciążenie hydrauliczne = 6 os. * 100 l/dobę = 600 l/d = 0,6 m3/d

– dobowy ładunek zanieczyszczeń organicznych (BZT5) = 6 os. * 60 mg O2/d = 360 mg O2/d = 0,36 kg O2/d

Poprawnie dobranym modelem oczyszczalni hybrydowej bez osadnika wstępnego będzie model charakteryzujący się dobowym ładunkiem zanieczyszczeń organicznych równym 0,36 kg O2/d (6 RLM) oraz dobowym obciążeniem hydraulicznym wynoszącym  900 l/d.

5.3 Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego – wady i zalety.

Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego ma następujące ZALETY:

  • Bak powstawania gazów złowonnych. W wyniku wykorzystania przy oczyszczaniu ścieków wyłącznie procesów tlenowych nie powstają gazy złowonne wytwarzające się przy metodach oczyszczania ścieków z procesami beztlenowymi.
  • Bardzo wysoka skuteczność oczyszczania wynosząca ponad 90% dla zanieczyszczeń organicznych określonych jako BZT5 i ChZT, jak również dla zawiesiny ogólnej.
  • Bardzo prosta obsługa. Z urządzeń elektrycznych ten typ oczyszczalni posiada jedynie dmuchawę membranową połączoną bezpośrednio z dyfuzorem napowietrzającym. W związku z powyższym nie jest wymagana od użytkownika konieczność wykonywania żadnych dodatkowych czynności typu regulacja zaworami ręcznymi, czyszczenie filtrów doczyszczających osadników gnilnych itp.

Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego ma następujące WADY:

  • Większa częstotliwość wywozu osadów. Ponieważ ten typ oczyszczalni nie posiada osadnika gnilnego, więc osady surowe oraz osad nadmierny zbierane są na dnie leja Imhoffa, gdzie są stabilizowane w warunkach tlenowych. Gromadzenie wszystkich osadów w jednym zbiorniku wymaga częstszego wywozu osadów ustabilizowanych, co w przypadku tego typu oczyszczalni zazwyczaj następuje co 6-12 m-cy.
  • Większe zużycie energii elektrycznej. W porównaniu np. do oczyszczalni SBR oczyszczalnia hybrydowa bez osadnika gnilnego posiada większe zużycie energii elektrycznej. Jest to spowodowane ciągłym natlenianiem ścieków oraz osadów ściekowych, co jest warunkiem braku powstawania gazów złowonnych. Trzeba jednak zaznaczyć, że pomimo ciągłej pracy napowietrzania, dzięki zastosowaniu energooszczędnych dmuchaw membranowych, koszty napowietrzania nie są spore i kształtują się na poziomie ok. 250 zł rocznie. Kwota 20 zł miesięcznie za komfort związany z brakiem brzydkich zapachów oraz bardzo wysoką skutecznością oczyszczania nie jest kwotą wygórowana.

5.5 Zestawienie cech oczyszczalni hybrydowej bez osadnika gnilnego.

oczyszczalnia_hybrydowa_bez_osadnika_gnilnego_wady_zalety
Przykładem certyfikowanej biologicznej oczyszczalni ścieków w technologii hybrydowej bez osadnika gnilnego jest oczyszczalnia FEL firmy Feliksnavis.

Przydomowa oczyszczalnia hybrydowa – FELIKSNAVIS

Przydomowe oczyszczalnie ścieków – rodzaje – podsumowanie.

Jaką przydomową oczyszczalnię ścieków wybrać? 

Wybór konkretnego rozwiązania do indywidualnej gospodarki ściekowej nie jest prosty. Jak wykazano w niniejszym poradniku, każde rozwiązanie ma wady i zalety, dlatego dokładna ich analiza powinna pozwolić podjąć właściwą decyzję. Ze względu na lokalizację lub indywidualne wymogi niektóre cechy poszczególnych urządzeń będą miały dla przyszłego użytkownika znaczenie decydujące o konkretnym wyborze np. bezobsługowość lub bezzapachowość.

Przy wyborze odpowiedniego rozwiązania do indywidualnej gospodarki ściekowej pomocne będą również poradniki dotyczące ich kosztów inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych pt: Przydomowa oczyszczalnia ścieków – koszty, jak również aspektów prawnych związanych z ich budową pt: Przydomowa oczyszczalnia ścieków – przepisy – do przeczytania których zachęcamy.

W razie jakichkolwiek pytań jesteśmy do dyspozycji i zapraszamy do kontaktu poprzez formularz kontaktowy, czat lub telefonicznie.

W celu otrzymywania informacji o publikacji nowych artykułów z działu porad, informacji o nowych produktach lub promocjach na wybrane produkty – zapraszamy do zapisywania się do naszego newslettera.