Czym są biologiczne oczyszczalnie ścieków i jak działają

Współczesny człowiek zużywa dużą ilość wody na własne potrzeby. W trakcie użytkowania ciecz narażona jest na poważne zanieczyszczenia, stając się zagrożeniem dla środowiska i ludzi. Dlatego przed przeniesieniem do warunków naturalnych należy przeprowadzić dokładną obróbkę. Jednym z etapów tego procesu jest oczyszczanie biologiczne.

Koncepcja oczyszczania biologicznego

Jest to kompleks trwających prac mających na celu usuwanie zanieczyszczeń (głównie organicznych) z wody za pomocą bakterii. Odpływy kanalizacyjne z domów wypełnione są materią organiczną w postaci tłuszczów, siarczanów, różnego rodzaju tkanek, węglowodanów i innych.

Po dotarciu do kanalizacji ścieki są korodowane przez bakterie. Produktem końcowym jest dwutlenek węgla i osad czynny, który osadza się na dnie studni. Może być następnie stosowany jako organiczny dodatek do gleby, dzięki czemu jest bogaty w substancje korzystne dla roślin. Szlam gromadzi się na dnie zbiorników przez kilka lat, dlatego napełniając zbiorniki samym sobą, zmniejsza objętość studni kanalizacyjnej. Dlatego ściany konstrukcji muszą być oczyszczone z osadów mułu.

Schemat oczyszczania biologicznego

Istnieją dwie możliwości wykorzystania bakterii: proces niezależny oraz za pomocą środków opartych na operacjach mechanicznych, fizykochemicznych i dezynfekcyjnych.

Pierwszą opcją jest zasypanie suchych bakterii w studniach kanalizacyjnych, które ożywają w wodzie, zaczynają się namnażać i zjadać materię organiczną. Leki te sprzedawane są w postaci tabletek, proszków i granulek.

Druga opcja to kompleks oczyszczalni biologicznych, w skład którego wchodzą różnego rodzaju urządzenia.

1. Czyszczenie mechaniczne poprzedza proces działania biologicznego. Na tym etapie ścieki poddawane są mechanicznemu rozdzielaniu zanieczyszczonej wody na ciecz i zanieczyszczenia różnych frakcji. W tym celu stosuje się siatki, sita, filtry, osadniki, piaskowniki i inne urządzenia. Zazwyczaj są instalowane szeregowo. Na tym etapie woda jest oczyszczana do 40%.
2. Oczyszczanie fizykochemiczne służy do usuwania z wody rozpuszczonych zanieczyszczeń. Na tym etapie wykorzystywane są technologie takie jak flotacja, elektroliza, sorpcja, neutralizacja i inne. Wielu z nich używa chemikaliów.
3. Dezynfekcja ścieków to ostatni etap. Najczęściej stosuje się do tego promieniowanie ultrafioletowe, za pomocą którego zabijane są szkodliwe bakterie, wirusy i inne mikroorganizmy. Wcześniej używano do tego chloru, którego dziś nie stosuje się w nowoczesnych oczyszczalniach.

W systemach kanalizacyjnych domów prywatnych rzadko stosuje się dezynfekcję ultrafioletową. Chociaż nowoczesne szamba drogiej klasy niosą same w sobie takie przedziały. Standardowe sieci kanalizacyjne to trzy opcje oczyszczania biologicznego:

• zbiorniki napowietrzające, w których wykorzystuje się osad czynny, bogaty w bakterie pożerające materię organiczną;
• biofiltry;
• fermentacja beztlenowa, zwana trawieniem.

Te pierwsze są uważane za najskuteczniejsze. Zasada działania takich biologicznych oczyszczalni ścieków opiera się na konstrukcji urządzenia. Czysto strukturalnie to kilka pojemników połączonych w jedno urządzenie. W jednym następuje sedymentacja nierozpuszczonych cząstek - woda jest klarowana.W drugim ścieki są poddawane działaniu osadu czynnego. To tutaj odbywa się oczyszczanie biologiczne. W trzecim ściekach wraz z osadem są one dostarczane za pomocą pompy, w której następuje sedymentacja mas osadu. Następnie grawitacyjnie spadają z powrotem do drugiego przedziału.

Niektóre szamba mają czwartą komorę, w której woda jest oczyszczana tlenem, ponieważ jakiś rodzaj bakterii może żyć tylko wtedy, gdy jest dostępny. Taki sprzęt jest dostarczany z kompresorami.

Biofiltry są popularne wśród letnich mieszkańców, ponieważ są zaprojektowane do oczyszczania niewielkiej ilości ścieków. Zasadniczo jest to pojemnik, do którego ładowane są bakterie. Producenci oferują dwa rodzaje biofiltrów:

• kapać;
• dwustopniowy.

Te pierwsze różnią się od drugich jedynie zmniejszoną prędkością czyszczenia. Pod względem jakości obie technologie są takie same.

Zbiorniki fermentacyjne to żelbetowy zbiornik z pływającą pokrywą, który można podnieść pod ciśnieniem wydzielającego się metanu. Ten ostatni jest produktem odpadowym bakterii. Odpływy kanalizacyjne wewnątrz zbiornika ogrzewane są grzejnikami wodnymi lub parowymi. Wewnątrz znajduje się mikser, który cały czas się obraca, mieszając zawartość warnika.

Wewnątrz pojemnika nie ma tlenu. To właśnie te warunki pozwalają wyizolować z zacieru organicznego kwasy tłuszczowe, które unoszą się na powierzchni masy wody. Tutaj są przekształcane przez bakterie w metan, dwutlenek węgla i muł. Ten ostatni jest zdeponowany na dnie namiotu. Gazy odprowadzane są na zewnątrz urządzenia specjalnymi rurami w pokrywie urządzenia.

Stawy biologiczne

Ten rodzaj biologicznego oczyszczania ścieków stosuje się, gdy konieczne jest połączenie w jeden system całej wsi lub kilku dużych domów. Istnieją trzy rodzaje schematów:

• Do stawu doprowadzana jest rzeczka, której woda miesza się ze ściekami. Następuje wytrącanie ciężkich nierozpuszczonych cząstek. Czas sprzątania to co najmniej 15 dni. Zazwyczaj w takich stawach hoduje się ryby, które zwiększają stopień oczyszczenia biologicznego.
• Kilka stawów, do których ścieki wchodzą w stanie nierozcieńczonym. Zbiorniki są rozmieszczone szeregowo. Woda przemieszcza się z jednego stawu do drugiego. W ten sposób zmniejsza się stopień zanieczyszczenia wody. W takich zbiornikach często hoduje się karpie.
• Zbiorniki do obróbki wstępnej. Jest to ostatni etap wieloetapowego oczyszczania, niezwiązany ze stawami i innymi tego typu zbiornikami.

W budownictwie mieszkaniowym praktycznie nie stosuje się złożonych procesów technologicznych. Najtrudniejszym z nich jest szambo, które działa na zasadzie zbiornika napowietrzającego. Są to kompaktowe, lotne urządzenia, które są montowane przy fundamentach domu. Istnieją proste modyfikacje bez użycia prądu. W nich procesy biologicznego czyszczenia odbywają się za pomocą bakterii, które wlewa się bezpośrednio do szamba. Te pierwsze są kilkakrotnie droższe od tych drugich, ale mają bardzo wysoki stopień oczyszczenia - do 99%.

Wodę z takich oczyszczalni można wykorzystać do podlewania ogrodu i ogródka warzywnego. W przypadku zainstalowania dodatkowych elementów filtrujących sklarowaną ciecz można wykorzystać na potrzeby domowe.