Oczyszczalnie ścieków.pdf

jak to dział a

³alnoœci bytowej i produkcyjnej cz³owieka, oraz wo-

dy opadowe i inne odp³ywaj¹ce do kanalizacji lub

zbiorników zamkniêtych z terenów zagospodarowa-

nych (œcieki deszczowe, burzowe, hodowlane).

Œcieki te zawieraj¹ du¿¹ iloœæ zawiesin oraz

zwi¹zków organicznych i nieorganicznych. Mog¹ w nich

znajdowaæ siê tak¿e wirusy i bakterie chorobotwórcze

oraz jaja robaków paso¿ytniczych. Ska¿enie wód po-

wierzchniowych i podziemnych œciekami bytowymi

stanowi powa¿ne zagro¿enie higieniczne a tak¿e epi-

demiologiczne. Dlatego trzeba je oczyszczaæ odzy-

skuj¹c wodê .

Istnieje wiele typów biologicznych oczyszczalni

œcieków. Procesy wystêpuj¹ce w nich naœladuj¹ zjawi-

ska wystêpuj¹ce w przyrodzie, prowadz¹ce do samo-

oczyszczania siê wód. W oczyszczalniach œcieków

procesy te intensyfikuje siê dziêki stworzeniu opty-

malnych warunków rozwoju mikroorganizmów .

Daj¹c¹ siê w pe³ni kontrolowaæ metod¹ oczysz-

czania œcieków jest technologia osadu czynnego . Pole-

ga ona na oczyszczaniu œcieków poprzez bakterie tle-

nowe i mikroorganizmy, przy równoczesnym intensyw-

nym napowietrzaniu œcieków. Proces ten mo¿e byæ sto-

sowany zarówno w du¿ych jednostkach (dla miejsco-

woœci), jak i w ma³ych, dla pojedynczych budynków.

Oczyszczalnie takie, pomimo podobnej zasady dzia³a-

nia, ró¿ni¹ siê miêdzy sob¹ znacznie form¹ i technolo-

gi¹ budowy.

OCZYSZCZALNIA

DLA MIEJSCOWOŒCI

W oczyszczalniach du¿ych (do 1290 m 3 /dobê)

wykorzystywany jest dwustopniowy, mechaniczno-bio-

logiczny proces oczyszczania œcieków.

OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW

Marek Utkin

Œcieki dop³ywaj¹ce do oczyszczalni w pierwszej

kolejnoœci oczyszczane s¹ mechanicznie . W tak zwa-

nym „sicie œlimakowym” lub na „kratach schodko-

wych” oddzielane s¹ najwiêksze zanieczyszczenia me-

chaniczne, wiêksze ni¿ 5 mm (w³ókna, cz¹steczki celu-

lozy, papieru, w³osów itp.). Sita maj¹ ró¿n¹ konstrukcjê,

a wielkoœæ zatrzymywanych zawiesin zale¿y od szero-

koœci szczelin. Zatrzymane odpadki po mechanicznym

odwodnieniu trafiaj¹ do pojemników, a w koñcowym

etapie s¹ wywo¿one na wysypisko odpadów. Nastêp-

Popularne s¹ proste modele z drena¿em rozs¹-

czaj¹cym lub studni¹ ch³onn¹ , stosowane ze wzglêdu

na niewielk¹ wydajnoœæ g³ównie do domów letnisko-

wych i domków jednorodzinnych. W Europie Zachod-

niej jednym z najpopularniejszych modeli dla domów

jest oczyszczalnia trzcinowa . Ma wiele zalet - jest ta-

nia i nie wymaga dostarczania energii z zewn¹trz, gdy¿

rosn¹ce na niej trzciny wykonuj¹ pracê oczyszczania

bez dodatkowego napowietrzania itp.

Ś cieki s¹ to wody zu¿yte, powstaj¹ce w wyniku dzia-

nie œcieki przep³ywaj¹ przez napowietrzany piaskow-

nik, w którym zachowana jest sta³a prêdkoœæ przep³y-

wu, wynosz¹ca oko³o 0,3 m/s. Przy tej prêdkoœci pod

wp³ywem si³y ci¹¿enia, na dno opadaj¹ czêœci mineral-

ne niesione ze œciekami (piasek), które kierowane s¹ do

separatora - p³uczki piasku. Odwodniony piasek trafia

na wysypisko. W du¿ych oczyszczalniach albo w

oczyszczalniach obs³uguj¹cych zak³ady przemys³owe i

producentów ¿ywnoœci, w dalszym etapie mechanicz-

nego oczyszczania, œcieki trafiaj¹ do komory czerpnej

pompowni. Pompownia s³u¿y do podnoszenia œcieków

odp³ywaj¹cych grawitacyjnie z piaskownika do po³o¿o-

nego wy¿ej odt³uszczacza. Odt³uszczacz to dwukomo-

rowy, ¿elbetowy zbiornik. Œrodkowa czêœæ ka¿dej ko-

mory s³u¿y do napowietrzania przy pomocy dennego

rusztu rurowego, natomiast boczne czêœci komory s³u-

¿¹ do zbierania flotowanego t³uszczu. Flotacja jest pro-

cesem usuwania z wody cz¹stek o ciê¿arze mniejszym

ni¿ ciê¿ar w³aœciwy wody, b¹dŸ wiêkszym przy zasto-

sowaniu do flotacji powietrza. Ostatnim ogniwem me-

chanicznego oczyszczania s¹ osadniki wstêpne . S¹

to okr¹g³e baseny, w których, w wyniku procesu sedy-

mentacji, na dno opadaj¹ zawiesiny tworz¹ce tzw. osad

wstêpny. Podlega on czêœciowej fermentacji. Powsta³y

na powierzchni ko¿uch ma za zadanie utrudniaæ od-

p³yw gazów, które rozpoczynaj¹ reakcje fermentacyjne

u œwie¿o trafiaj¹cych do zbiornika osadów. Wydzielony

osad jest zgarniany za pomoc¹ zgarniaczy, a nastêpnie

odprowadzany do studni osadu wstêpnego.

Œcieki pozbawione mechanicznych zanieczysz-

czeñ poddawane s¹ biologicznemu oczyszczaniu,

podczas którego zostaj¹ z nich wyeliminowane za-

nieczyszczenia organiczne zawieszone i rozpuszczo-

ne . Oczyszczanie biologiczne jest prowadzone przy po-

mocy OSADU CZYNNEGO.

W czêœci biologicznej oczyszczalni, œcieki naj-

pierw trafiaj¹ do komór osadu czynnego, które zgrupo-

wane s¹ w dwóch równoleg³ych blokach technologicz-

nych. Ka¿dy blok technologiczny sk³ada siê kolejno z:

komór denitryfikacji (anoksycznych), których zada-

niem jest redukcja zwi¹zków azotu,

komór nitryfikacji (tlenowych), w których przebiega

proces utleniania zwi¹zków amonowych. S¹ one wy-

posa¿one w system g³êbokiego napowietrzania drob-

nopêcherzykowego z dmuchawami umo¿liwiaj¹cymi

p³ynn¹ regulacjê iloœci dostarczonego tlenu, stosow-

nie do iloœci zanieczyszczeñ dop³ywaj¹cych do

oczyszczalni

LEKSYKON

Biokoagulacja Ï wzajemne przyciąganie i zlepianie się ko-

mrek mikroorganizmw w większe skupiska (kłaczki).

Defosfatacja Ï jest to proces usuwania fosforu i może być

realizowany jedną z następujących metod: a) chemicznego

strącania solami glinu lub żelaza oraz wapnem; b) podwyż-

szonej biologicznej defosfatacji w wyniku wzrostu asymila-

cji fosforu przez biomasę biorącą udział w procesie oczysz-

czania; c) chemicznego strącania wspomaganego filtracją;

Denitryfikacja Ï jest to redukcja azotanw i azotynw do

azotu cząsteczkowego lub jego podtlenku (denitryfikacja

całkowita) lub amoniaku (denitryfikacja częściowa), wywo-

łana przez bakterie denitryfikacyjne (denitryfikatory). Za-

chodzi w warunkach beztlenowych, przede wszystkim w

glebach o wysokiej zawartości wody i świeżej substancji

organicznej. W wyniku denitryfikacji następuje zubożenie

gleby w azot mineralny. Jest korzystnym zjawiskiem przy

naturalnym oczyszczaniu się wd ściekowych.

Sedymentacja Ï to proces, w ktrym usuwane są zawiesi-

ny mające ciężar właściwy większy niż woda i pod wpły-

wem działania sił grawitacji opadają na dno osadnika.

W niedotlenionej komorze anoksycznej ,

w procesie denitryfikacji, czyli usuwania azotu ze œcie-

ków, bakterie denitryfikacyjne wykorzystuj¹ tlen zawar-

ty w zwi¹zkach azotu (azotynach i azotanach) i czerpi¹

substancje wêglowe, dostarczane ze œciekami. Dziêki

temu nastêpuje reakcja chemiczna, uwalniaj¹c¹ do at-

mosfery azot w postaci gazowej. Równoczeœnie nastê-

puje utlenianie zwi¹zków organicznych. W tej komorze

œcieki zostaj¹ wymieszane ze œciekami i zawiesin¹ osa-

du czynnego, przepompowanymi z ostatniej komory

napowietrzania. Zapewnia to sta³e „zaszczepianie” no-

wych œcieków bakteriami, które wytworzy³y siê w pro-

cesie oczyszczania. Osady wtórne w zetkniêciu ze

œwie¿ymi œciekami zawieraj¹cymi du¿y ³adunek roz-

puszczonych zanieczyszczeñ wchodz¹ w proces bioko-

agulacji powoduj¹c dodatkowe zwiêkszenie efektów

oczyszczania. Zawartoœæ komory mieszana jest z osa-

dem czynnym przy pomocy mieszad³a pionowego wol-

noobrotowego, wspomaganego energi¹ strumienia

œcieków recyrkulowanych (tj. czêœci œcieków zawraca-

nych z dalszych zbiorników).

Czasem, na pocz¹tku ci¹gu technologicznego, do-

budowywana jest beztlenowa komora defosfatacji ,

gdzie nastêpuje uwalnianie fosforu ze zwi¹zków orga-

nicznych biomasy. Aby zintensyfikowaæ jego redukcjê do-

dawany jest do œcieków siarczan ¿elazowy. Komory te

mog¹ dzia³aæ jedynie w ciep³ych porach roku, gdy¿ w

temperaturze –10°C, procesy w niej ju¿ nie zachodz¹. Jed-

nak w wiêkszoœci obiektów fosfor jest usuwany razem ze

zwi¹zkami azotowymi w komorach anoksycznych.

Osad czynny – jest to zespó³ mikroorganizmów (biocenoza), z³o¿ony z bakterii, grzybów mikroskopowych i pier-

wotniaków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozk³ada zwi¹zki organiczne wystêpuj¹ce w œciekach na substan-

cje proste, m.in.: dwutlenek wêgla, wodê i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów; mikrofauna zaœ, od¿ywia-

j¹c siê bakteriami i grzybami, reguluje ich iloœæ. Proces oczyszczania œcieków osadem czynnym polega na wykorzy-

staniu przemian metabolicznych mikroorganizmów aerobowych (tlenowych) swobodnie p³ywaj¹cych w napowie-

trzonych œciekach. Organizmy te tworz¹ k³aczkowato-g¹bczast¹ zawiesinê, która spe³nia tak¹ sam¹ rolê co b³ona

biologiczna. Mikroorganizmy tworz¹ce zawiesinê, w pierwszej fazie powoduj¹ biokoagulacjê zanieczyszczeñ, które

nastêpnie absorbuj¹ i utleniaj¹. Oczyszczanie œcieków osadem czynnym prowadzone jest w zbiornikach zaopatrzo-

nych w urz¹dzenia napowietrzaj¹ce i mieszaj¹ce osad ze œciekami. Efekt oczyszczania œcieków wzmaga dodatek

wêgla aktywnego dosypanego do komór napowietrzania (wiêksza redukcja zwi¹zków azotu, zmniejszenie zabar-

wienia, pienienia siê, odorów, lepsza sedymentacja osadu). Podobne rezultaty daje dodatek soli glinkowych. Nad-

mierne stê¿enie substancji toksycznych mo¿e spowodowaæ œmieræ mikroorganizmów wchodz¹cych w sk³ad osadu

czynnego, a tym samym uniemo¿liwiæ biologiczne oczyszczanie œcieków. Podczas biologicznego oczyszczania, za-

nieczyszczenia staj¹ siê pokarmem dla okreœlonych grup bakterii. Mikroorganizmy przetwarzaj¹ zwi¹zki organiczne

do koñcowych produktów gazowych i wody, a tak¿e nastêpuje przyrost masy tych organizmów.

jak to dział a

Nastêpnie, w komorach napowietrzania

œcieki s¹ poddawane zasadniczemu biologicznemu

oczyszczaniu. Pod wp³ywem tlenu, nastêpuje niemal

dwukrotny przyrost masy osadu czynnego, czyli masy

mikroorganizmów, z równoczesnym rozk³adem biolo-

gicznym organicznych sk³adników œcieków. Po zakoñ-

czeniu procesów biologicznego oczyszczania œcieki

wraz z osadem doprowadzane s¹ do osadników wtór-

nych . Zadaniem osadników jest oddzielenie osadu

czynnego od oczyszczonych œcieków. Zatrzymany osad

czynny w wiêkszoœci zawracany jest do uk³adu techno-

logicznego, natomiast nadmiar (tzw. dzienny przyrost

osadu) usuwany jest z ci¹gu technologicznego oczysz-

czania œcieków i poddawany przeróbce jako tzw. osad

nadmierny.

Œcieki pozbawione zawiesiny przep³ywaj¹ przez

przelew powierzchniowy (pilasty), s³u¿¹cy do odprowa-

dzenia sklarowanych œcieków oczyszczonych (pozba-

wionych ju¿ osadu) - równomiernie z ca³ego obwodu

osadnika wtórnego. Nastêpnie sp³ywaj¹ kana³em gra-

witacyjnym do odbiornika œcieków.

Zgarniacz zrzuca osad z dna zbiornika do leja

osadowego, sk¹d odp³ywa on grawitacyjnie do pom-

powni osadu nadmiernego, a nastêpnie okresowo do

wydzielonej komory stabilizacji tlenowej . Do ko-

mory stabilizacji tlenowej doprowadzane jest sprê¿one

powietrze z g³ównego przewodu powietrznego. Osad

po stabilizacji jest wywo¿ony, poddaje siê go odwad-

nianiu mechanicznemu, albo suszy na poletkach osado-

wych i wykorzystuje jako nawóz.

Trzy nitki drenażowe. Fot. Nevexpol

s¹ równomiernie rozprowadzane do gruntu. Ziemia (gle-

ba) dzia³a jak filtr - zatrzymuje zawiesiny, które s¹

wiêksze od jej mikroporów. W glebie zachodzi te¿ prze-

kszta³cenie substancji mineralnych i organicznych

w rozpuszczalne w wodzie zwi¹zki mineralno-organicz-

ne. W wyniku podziemnego rozs¹czania œcieków nastê-

puje czêœciowe zamulenie warstwy filtruj¹cej (kolmata-

cja). W tych rejonach, bogatych we florê bakteryjn¹,

dop³ywaj¹ca ciecz jest filtrowana i poddawana osta-

tecznemu oczyszczeniu. Najwiêcej drobnoustrojów roz-

k³adaj¹cych zanieczyszczenia organiczne jest w po-

wierzchniowej warstwie gleby. Rozk³ad zanieczyszczeñ

musi siê odbywaæ w œrodowisku odpowiednio dotlenio-

nym. Przyspiesza to rozwój biomasy bakterii glebo-

wych. Wa¿ne jest zatem, aby warstwa gruntu bior¹ca

udzia³ w procesie oczyszczania nie by³a zalewana wo-

d¹ gruntow¹, ani nie by³a podtapiana przez œcieki

wprowadzane drena¿em. Dlatego te¿ pod drena¿em

musi znajdowaæ siê odpowiednio gruba warstwa do-

brze przepuszczalnego gruntu.

D³ugoœæ i liczba ci¹gów drenarskich zale¿y od

iloœci œcieków dop³ywaj¹cych, czyli od liczby sta³ych

u¿ytkowników oczyszczalni. Pojedynczy ci¹g nie powi-

nien byæ d³u¿szy ni¿ 20 m. W przydomowej oczyszczal-

ni s¹ to zwykle trzy, rzadziej dwa lub cztery ci¹gi. Rury

drena¿owe uk³ada siê najczêœciej na g³êbokoœci oko³o

40 cm pod powierzchni¹ terenu, ze spadkiem 0,5-1,5%,

zgodnie z kierunkiem przep³ywu œcieków i otacza war-

stw¹ kruszywa. Minimalna g³êbokoœæ u³o¿enia drena¿u

to 35 cm, a maksymalna - oko³o 80 cm. Odleg³oœæ miê-

dzy ci¹gami to minimum 1,5 m. Ka¿dy z drenów musi

byæ zakoñczony studzienk¹ napowietrzaj¹c¹ (zwan¹

te¿ kominkiem napowietrzaj¹cym). Zapewnia ona do-

p³yw tlenu, który jest potrzebny do prawid³owego

przebiegu procesów oczyszczania œcieków. Studzienki

OCZYSZCZALNIE

PRZYDOMOWE

Ka¿da przydomowa oczyszczalnia to urz¹dzenie,

w którym podczas dwuetapowego procesu odbywa siê

oczyszczanie œcieków. Pierwsza czêœæ oczyszczania za-

chodzi, niezale¿nie od rodzaju oczyszczalni, w osad-

niku gnilnym. Drugi etap jest uzale¿niony od rodzaju

urz¹dzenia . Mo¿e to byæ np. drena¿ rozs¹czaj¹cy, filtr

ze z³o¿em gruntowo-roœlinnym, filtr piaskowy, hydropo-

niczny lub biologiczny. Oczyszczanie biologiczne mo¿e

te¿ zachodziæ w zbiorniku, w którym œcieki s¹ napo-

wietrzane lub, tak jak w omawianej wczeœniej du¿ej

oczyszczalni, w bioreaktorze z osadem czynnym.

DRENA¯ ROZS¥CZAJ¥CY

Jest to uk³ad perforowanych rur, u³o¿onych

pod powierzchni¹ terenu (tak zwanych drenów) , któ-

rymi œcieki wstêpnie oczyszczone w osadniku gnilnym

Drenaż rozsączający - przekrj podłużny

osadnik gnilny

kominek napowietrzający

studzienka rozprowadzająca

zwierciadło wody gruntowej

rury drenażowe

Młody Czytelniku! Wstydem naszego kraju jest polski âwynalazekÒ Ï szambo bez dna.

Uświadamiaj wokł siebie âspryciarzyÒ, że zatruwają własną rodzinę i sąsiadw

(niekiedy do 3 km). A przecież tak łatwo można zrobić domową oczyszczalnię ściekw.

napowietrzaj¹ce umo¿liwiaj¹ te¿ kontrolê poziomu

œcieków. Za to studzienkê rozdzielcz¹ montuje siê za

osadnikiem gnilnym, a przed uk³adem drenów. Jej za-

daniem jest równomierne rozdzielanie œcieków do po-

szczególnych ci¹gów drenarskich.

Na przyk³ad dla domu zamieszka³ego przez

cztery osoby przy przeciêtnym zu¿yciu wody oko³o

150 l/osobê na dobê i dla gruntu o dobrej przepusz-

czalnoœci wystarczy drena¿ d³ugoœci 60 m .

Drena¿ rozs¹czaj¹cy jest prawie bezobs³ugowy.

Osad oczyszcza siê zwykle raz na dwa lata.

FILTR ZE Z£O¯EM

GRUNTOWO-ROŒLINNYM

S¹ to z³o¿a z zakorzenion¹ roœlinnoœci¹ bagienn¹,

odizolowane od naturalnego gruntu za pomoc¹ folii lub

gliny.

Oczyszczalnie hydrobotaniczne, z wykorzysta-

niem roœlin typu bagiennego, s¹ jedn¹ z najprostszych

technologii. Odbiornikiem oczyszczonych œcieków mo-

¿e byæ staw, rzeczka lub oczko wodne.

Jej budowa polega na:

zbudowaniu szczelnego i odpowiednio wyprofilowa-

nego zbiornika. Powierzchnia filtrów w zale¿noœci od

stopnia wymaganego oczyszczenia œcieków wynosi

od 5 do 10 m 2 na mieszkañca,

wype³nieniu zbiornika odpowiedni¹ mieszank¹ gle-

bow¹ z dodatkiem surowców mineralnych,

zasadzeniu np. trzciny na powierzchni zbiornika.

Wyprofilowanie zbiornika oraz dobór sk³adników,

jakie zostan¹ u¿yte do jego wype³nienia, decyduj¹

o prêdkoœci przep³ywu œcieków i w efekcie o czasie ich

przebywania w z³o¿u. Oczyszczanie œcieków w strefie

korzeniowej jest mo¿liwe dziêki du¿ej liczbie zamiesz-

kuj¹cych tam, ró¿norodnych mikroorganizmów. W fil-

trach tego typu zachodz¹ te same procesy, jakie zacho-

dz¹ podczas przes¹czania œcieków przez warstwê

gruntu. Z tym, ¿e warunki oczyszczania s¹ jeszcze lep-

sze, gdy¿ strefa korzeniowa roœlin powoduje lepsze

udro¿nienie i zwiêkszenie przepuszczalnoœci filtra, jak

te¿ wiêkszy dostêp do tlenu. Tlen atmosferyczny prze-

nika do systemów korzeniowych i jest wykorzysty-

wany przez mikroorganizmy glebowe do rozk³adu

znajduj¹cych siê w œciekach substancji organicznych .

Trzcina jako roœlina bagienna posiada naturalne

zdolnoœci transportowania tlenu z czêœci nadpowierz-

chniowej do korzeni. Zdolnoœæ ta pozwala jej ¿yæ i roz-

wijaæ siê nawet w œrodowisku niedotlenionym (³odyga

Kaskadowe złoże gruntowo-korzeniowe. Fot. Esos

i korzenie zalane wod¹). Dziêki takim zdolnoœciom

w ukorzenionej glebie powstaje mieszanka obszarów

dobrze i s³abo natlenionych, w których zachodz¹ proce-

sy usuwania z przep³ywaj¹cych œcieków zwi¹zków

azotu, fosforu i substancji organicznych. Inne sk³adniki

œcieków np. metale ciê¿kie s¹ pobierane poprzez glebê,

przez k³¹cza roœlinne, a osady ulegaj¹ ca³kowitemu

zmineralizowaniu.

Zim¹ powierzchnia oczyszczalni mo¿e zamar-

zn¹æ. Jednak pod pokryw¹ lodow¹ utrzymuje siê do-

datnia temperatura. Poniewa¿ w tym przypadku proce-

sy oczyszczania œcieków zachodz¹ w œrodowisku ba-

giennym, oczyszczalnie korzeniowe nie zamarzaj¹.

Notuje siê jedynie spadek wydajnoœci oczyszczania

w okresie zimowym, oceniany na oko³o 20%.

Dziêkujemy firmom: Sumax, Esos, Nevexpol, Poz-

Plast; Wid-Bud za udostêpnie materia³ów i pomoc

w opracowaniu tematu.

Oczyszczalnia korzeniowa - przekrj podłużny

trzcina

osadnik gnilny

pompownia

studzienka kontrolna

złoże gruntowo-korzeniowe

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: