Oczyszczanie ścieków – metody biologiczne

Dbanie o środowisko to nasz obowiązek, zadanie, którego warto się podjąć, jeśli chcemy mieć co przekazać przyszłym pokoleniom. Niestety, smutne fakty pokazują, że często sami dewastujemy nasze otoczenie, zaniedbując między innymi tak ważną kwestię, jak prawidłowe oczyszczanie ścieków, przez co doprowadzamy do nieodwracalnego zatrucia wód gruntowych i ujęć wody pitnej. Bezpieczna i zgodna z przepisami neutralizacja nieczystości wytwarzanych nie tylko w gospodarstwie domowym, to skomplikowany i wieloetapowy proces bezpośrednio zależny od ich rodzaju. Są one pełne niebezpiecznych substancji, takich jak fosfor czy równie groźnych bakterii chorobotwórczych, dlatego muszą trafić do oczyszczalni biologicznej, gdzie są poddawane kilkustopniowemu procesowi oczyszczania. Jest to doskonała alternatywa dla czysto mechanicznych odpowiedników, często wykorzystująca w swojej pracy najnowsze osiągnięcia biotechnologii, zastępująca też używane na wielu posesjach szambo.

Biologiczne oczyszczalnie ścieków – dlaczego warto je stosować

Z racji, że w naszym społeczeństwie rośnie stopniowo świadomość proekologiczna, ten rodzaj oczyszczalni zaczyna cieszyć się stale rosnącą popularnością i znajduje swoje zastosowanie również w licznych gospodarstwach domowych. Wbrew pozorom nie jest to droga inwestycja, która ponadto zwraca się średnio już po trzech, maksymalnie czterech latach użytkowania, przede wszystkim dzięki znacznemu zmniejszeniu wysokości rachunków za regularne opróżnianie szamba, co trzeba robić co 10 – 15 dni. Tak samo niskie są jej roczne koszty eksploatacji, a inne często wymieniane zalety to:

• brak konieczności używania drogich biopreparatów oczyszczających ścieki,
• możliwość ponownego wykorzystania oczyszczonych ścieków np. do podlewania ogrodu, czy brak ryzyka zanieczyszczenia przy odprowadzaniu ich do rowów melioracyjnych lub wód płynących, co jednak powinno odbywać się zgodnie z obowiązującymi przepisami,
• małe rozmiary samej oczyszczalni, przez co nie zajmuje ona dużo miejsca na działce, można ją też montować w trudno dostępnych miejscach np. na zboczu wzgórza,
• brak konieczności podłączenia urządzenia do prądu, a jedyne, o czym trzeba pamiętać, to konieczność wymiany osadu czynnego, co robi się jedynie raz na kilka miesięcy.

Biologiczne oczyszczalnie ścieków – ogólna zasada działania

Jak widać na powyższych przykładach, korzyści z montażu takiej oczyszczalni są oczywiste, jednak przed podjęciem ostatecznej decyzji o jej użyciu we własnym gospodarstwie domowym, warto dokładnie poznać zasady jej działania. Opierają się one na wykorzystaniu kilku metod biologicznego oczyszczania ścieków, a najczęściej stosowane to:

• procesy naturalne, w których używa się takie urządzenia jak osadniki gnilne, stawy ściekowe czy filtry gruntowe,
• wykorzystujące procesy osadu czynnego,
• aktywne złoża biologiczne.

Zdecydowanie najpopularniejsza jest ta druga metoda, zbliżona do tego, co zachodzi w wodach w naturze, czyli mineralizacji zanieczyszczeń organicznych poprzez zawarte w osadzie drobnoustroje. Całość procesu oczyszczania z wykorzystaniem osadu czynnego można podzielić na trzy zasadnicze części:

• mechaniczną,
• biologiczną,
• przeróbkę powstałych osadów ściekowych.

Biologiczne oczyszczanie ścieków – część mechaniczna

W tej części procesu ze ścieków usuwa się zanieczyszczenia mechaniczne z użyciem różnych urządzeń, a pierwsze są zawsze kraty o różnym rozmiarze, zatrzymujące większe elementy, takie jak gałęzie, puszki czy opakowania plastikowe. Jest to o tyle ważne, że te śmieci mogłyby spowodować poważne uszkodzenia następnego w kolejności piaskownika, który usuwa cząstki mineralne, żwir oraz piasek, zabezpieczając przed zniszczeniem pomp czy zapchaniem rurociągów. Odkładanie się tego typu zanieczyszczeń mogłoby również doprowadzić do zmniejszenia objętości czynnej piaskownika. Ostatnim elementem tego układu jest osadnik wstępny, zatrzymujący wszystkie łatwo opadające zawiesiny z wykorzystaniem przedstawionego w poprzednim wpisie procesu sedymentacji. W osadniku wstępnym są również usuwane zawiesiny lżejsze od wody, głównie tłuszcze unoszące się na jej powierzchni.

Biologiczne oczyszczanie ścieków – część biologiczna

Nieczystości po wstępnym oczyszczeniu mechanicznym przechodzą do biologicznej części oczyszczalni, gdzie używa się dwóch podstawowych typów urządzeń:

• komory napowietrzania, gdzie jest dostarczany tlen, bez którego nie mogą zachodzić reakcje utleniania związków organicznych zawartych w ściekach. Są one również utrzymywane w ciągłym ruchu, co intensyfikuje cały proces i dzięki temu osady nie zalegają na dnie komory,
• osadnika wtórnego, w którym osad czynny zostaje oddzielony od oczyszczonych już wcześniej ścieków. W osadniku wtórnym następuje stały i duży przyrost bakterii oraz innych mikroorganizmów, w wyniku czego powstaje tzw. osad nadmierny wymagający dalszego oczyszczania w procesie fermentacji beztlenowej i stabilizacji tlenowej.

Taki osad trafia z osadnika do zagęszczacza, skąd już o zmniejszonej objętości jest przepompowywany do komory fermentacyjnej. Tam następuje jego dalszy rozkład, zwłaszcza części organicznej, a otrzymanym produktem ubocznym jest głównie gaz składający się z metanu i dwutlenku węgla, dlatego ta część rozkładu jest nazywana fermentacją metanową. Osad jest dalej zagęszczany, usuwana się też z niego wodę, a po osuszeniu wywozi się go na składowisko odpadów.

Zupełnie inny sposób oczyszczania ścieków przebiega w wyniku działania złóż biologicznych, co przypomina procesy zachodzące w środowisku naturalnym. W takich złożach również wykorzystuje się mikroorganizmy tlenowe, rozkładające nieczystości, które są przepuszczane przez warstwę specjalnego materiału wypełniającego. W wyniku tego na ich powierzchni tworzy się błona biologiczna złożona z bakterii oraz grzybów, na której są rozkładane wszystkie związki organiczne zawarte w ściekach. Wykorzystywane złoża biologiczne dzielimy ze względu na obciążenie ściekami i możemy wśród nich wyróżnić:

• złoża zraszane,
• złoża spłukiwane,
• złoża wieżowe,
• złoża tarczowe.

Złoża biologiczne są przede wszystkim wykorzystywane w niewielkich oczyszczalniach ścieków, szczególnie tych używanych do ścieków przemysłowych, a ich największe zalety to łatwość obsługi, nieskomplikowana konstrukcja, możliwość umiejscowienia na niewielkiej przestrzeni, zachowanie pełnej wydajności pracy nawet pod dużym obciążeniem.