Menu

Oczyszczanie biologiczne

Wiadomości wstępne

 Biologiczne oczyszczanie ścieków może być zrealizowane metodami:

- naturalnymi

- półnaturalnymi

- sztucznymi

Oczyszczanie w warunkach naturalnych polega na bezpośrednim odprowadzeniu ścieków do wód i ziemi, np. jezior, mórz i wykorzystaniu ich zdolności do samooczyszczania się. Idea rozwiązania zakłada tutaj, że ścieki pod względem ilości i składu chemicznego nie mogą zniszczyć życia biologicznego w zbiorniku i pozwolić na dalszą racjonalną eksploatację jego wód. Obecnie ta metody oczyszczania nie jest stosowana w stosunku do ścieków surowych, a jedynie do ścieków wstępnie podczyszczonych (np. po osadniku gnilnym) lub jako ostatni, tzw. III stopień doczyszczania ścieków, służący usunięcia w warunkach naturalnego środowiska składników biogennych jak fosfor i azot.

Oczyszczanie w warunkach półnaturalnych polega na wstępnym przystosowaniu środowiska np. poprzez polepszenie jego chłonności, wykorzystanie do rozkładu ścieków specjalnych gatunków roślin wodnych, czy optymalizację przepływów w zbiornikach, hodowlę ryb, itp.

Oczyszczanie w warunkach sztucznych polega na zintensyfikowaniu procesów rozkładu poprzez sztuczne napowietrzanie, mieszanie, zmianę temperatury, itp. aby stworzyć warunki sprzyjające przyspieszonemu rozwojowi mikroorganizmów rozkładających zanieczyszczenia. Biorąc pod uwagę powyższe wyróżnić można:

A. W oczyszczaniu naturalnym - rzeki, zbiorniki, jeziora, morza

B. W oczyszczaniu półnaturalnym

- stawy stabilizacyjne

- stawy rybne

- stawy glonowe

- stawy napowietrzane

a także

- filtry gruntowe, drenaż rozsączający

- rowy filtracyjne

- studnie chłonne

- pola irygacyjne

C. W oczyszczaniu sztucznym

- złoża biologiczne

- komory osadu czynnego

- osadniki gnilne

- wydzielone komory fermentacyjne

Warunki odprowadzania ścieków do ziemi

Artykuł 44 Prawa wodnego wskazuje, że ścieki bytowe oraz komunalne lub przemysłowe o składzie zbliżonym do ścieków bytowych mogą być oczyszczane przez ich rolnicze wykorzystanie. Z kolei przez rolnicze wykorzystanie ścieków rozumie się zastosowanie ścieków do nawadniania oraz nawożenia użytków rolnych oraz stawów wykorzystywanych do chowu lub hodowli ryb. Roczne i sezonowe dawki ścieków wykorzystywanych rolniczo nie mogą przekroczyć zapotrzebowania roślin na azot, potas, wodę oraz utrudniać przebiegu procesów samooczyszczania się gleby.

Zabrania się rolniczego wykorzystania ścieków:
- gdy grunt jest zamarznięty do głębokości 30 cm lub przykryty śniegiem, z wyjątkiem dna stawów ziemnych wykorzystywanych do chowu i hodowli ryb;
- na gruntach wykorzystywanych do upraw roślin, przeznaczonych do spożycia w stanie surowym;
- na gruntach, w których zwierciadło wód podziemnych znajduje się płycej niż 1,5 m od powierzchni ziemi lub od dna rowu rozprowadzającego ścieki;
- na obszarach o spadku terenu większym niż:

10% dla gruntów ornych,
20% dla łąk, pastwisk oraz plantacji drzew leśnych.
Z kolei według artykułu 36 Prawa wodnego, właścicielowi gruntu przysługuje prawo do zwykłego korzystania z wód stanowiących jego własność oraz z wody podziemnej znajdującej się w jego gruncie. Zwykłe korzystanie z wód służy zaspokojeniu potrzeb własnego gospodarstwa domowego oraz rolnego. Zwykłym korzystaniem z wód nie jest rolnicze wykorzystanie ścieków lub wprowadzanie do wód lub do ziemi oczyszczonych ścieków, jeżeli ich łączna ilość jest większa niż 5 m3 na dobę.

Schematy oczyszczania biologicznego

 

Poniżej przedstawiam dwa schematy oczyszczania biologicznego (źr. Kanalizacja i oczyszczanie ścieków. Marek Roman). Na pierwszym schemacie mamy oczyszczalnię mechaniczno-biologiczną ze złożem biologicznym, poprzedzonym osadnikiem pionowym Imhoffa. Ścieki wpływające do oczyszczalni w pierwszej kolejności poddawane są usunięciu większych zanieczyszczeń pływających na hali krat. Powstałe  skratki mogą być poddane procesowi kompostowania, lub (jeśli są zbyt zanieczyszczone chemicznie) załadowane do kontenera i wywiezione na wysypisko odpadów. Następnie ścieki płyną na piaskownik gdzie usuwane są zanieczyszczenia łatwo opadające jak piasek, żwir i żużel. Piasek po procesie chlorowania może być wykorzystany do wypełniania nierówności terenu. Chlorowanie ma na celu zapobieżenie rozwojowi much.

oczysz23.jpg

 

Tak oczyszczone ścieki kierowane są na część biologiczną oczyszczalni, którą stanowią osadnik gnilny Imhoffa i złoże biologiczne. W osadniku ścieki są wstępnie pozbawione zawiesiny trudno opadającej, która poddawana jest procesowi fermentacji beztlenowej. Powstały osad przefermentowany może być wykorzystany rolniczo po uprzednim przebadaniu pod kątem bakteryjnym i chemicznym. Jeśli nie spełnia norm sanitarnych może być suszony i spalany, lub stosowany jako nawóz do trawy, ale tylko trawników, a nie traw paszowych. Po osadniku gnilnym ścieki płyną na drugi stopień oczyszczania biologicznego - złoże biologiczne napowietrzane. Rozkład zanieczyszczeń zachodzi tutaj na błonie biologicznej pokrywającej wypełnienie złoża. Złoża są stale napowietrzane dlatego rozkład zachodzi w warunkach tlenowych. Po złożu biologicznych ścieki kierowane są do ostatniego elementu oczyszczalni osadnika wtórnego, gdzie sedymentowana jest obumarła błona biologiczna. Osad nadmierny z osadnika przepompowywany jest przed osadnik wstępny Imhoffa lub nawet przed pompownię ścieków, jak na powyższym rysunku. Ścieki po osadniku wtórnym mogą być już odprowadzone do odbiornika. W szczególnych przypadkach, jeśli proces tego wymaga, poddaje się je jeszcze dezynfekcji przez chlorowanie.

 

oczysz22.jpg

Powyżej wariant II z częścią biologiczną w postaci komory osadu czynnego. To najczęściej stosowany wariant dużych, miejskich oczyszczalni ścieków. Po osadniku wstępnym, gdzie usuwane są zanieczyszczenia trudno opadające, ścieki kierowane są do podłużnych koryt osadu czynnego. Znajdujące się w osadzie mikroorganizmy rozkładają zanieczyszczenia zawarte w ściekach powodując jednocześnie przyrost masy osadu. Proces zachodzi w warunkach tlenowych. Powietrze do utleniania związków biologicznych pompowane jest za pomocą stacji dmuchaw i wtłaczane drobnopęcherzykowo na dno komór poprzez perforowane rury. Osad nadmierny usuwany jest w osadniku wtórnym i tak oczyszczone ścieki kierowane są do odbiornika. Zebrany w osadniku wtórnym osad jest recyrkulowany przed komorę osady czynnego i częściowo przed osadnik wstępny. Z kolei zgromadzony osad w osadniku wstępnym poddawany jest procesowi fermentacji w wydzielonych komorach fermentacyjnych. Proces ten zachodzi warunkach beztlenowych ale przy podwyższonej temperaturze. Wydzielający się biogaz tzw. gaz pofermentacyjny, przeznaczony jest do spalania w lokalnej kotłowni i produkuje ciepło na potrzeby procesowe i dla budynków oczyszczalni. Nadmiar gazu gromadzony jest w zbiorniku i spalany na świeczce, lub po oczyszczeniu z siarki przekazywany do sieci miejskiej.

Osad tzw. przefermentowany, o strukturze kłaczkowatej jest zagęszczany, zwykle na prasach i suszony, a następnie wykorzystywany rolniczo, lub (jeśli nie spełnia kryteriów sanitarnych), spalany.  

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});