Jak działa oczyszczalnia ścieków to pytanie, które zadaje sobie wielu właścicieli domów. W tym kompleksowym poradniku wyjaśnimy krok po kroku budowę i zasady funkcjonowania oczyszczalni ścieków. Dowiesz się m.in. jak przebiegają poszczególne etapy oczyszczania mechanicznego i biologicznego, jaki jest obieg wody i osadów czy jakie parametry decydują o skuteczności całego procesu. Poznasz również sposoby na kontrolowanie poprawnej pracy oczyszczalni i usuwanie zanieczyszczeń azotu i fosforu.
Kluczowe wnioski:- Oczyszczalnie ścieków działają w oparciu o procesy mechaniczne i biologiczne.
- Kluczowe znaczenie ma obieg wody i osadów pomiędzy poszczególnymi komorami.
- Parametry takie jak pH, temperatura i stężenie tlenu mają wpływ na skuteczność.
- Regularna kontrola i konserwacja gwarantują poprawną pracę systemu.
- Specjalne techniki pozwalają na usuwanie azotu, fosforu i innych zanieczyszczeń.
Jak działa mechaniczne oczyszczanie ścieków
Mechaniczne oczyszczanie ścieków to pierwszy etap działania każdej oczyszczalni. Polega na usunięciu ze ścieków zanieczyszczeń nierozpuszczalnych, takich jak piasek czy tłuszcze.
Proces zaczyna się od krat, na których zatrzymywane są duże zanieczyszczenia stałe jak gałęzie, liście czy szmaty. Następnie ścieki trafiają do piaskownika, w którym opadają cięższe frakcje jak piasek i żwir.
Kolejny etap to sedymentacja, podczas której w osadnikach wstępnych opadają zawiesiny i tłuszcze. Ułatwia to działanie koagulantów, które powodują, że drobne cząstki łączą się w większe płaty, szybciej opadające na dno.
Na mechaniczne oczyszczanie składa się zatem kilka procesów fizycznych, które usuwają gros zanieczyszczeń mechanicznych. Jest to niezbędny pierwszy etap działania każdej oczyszczalni ścieków.
Sedymentacja i flotacja
Sedymentacja (opadanie) i flotacja (wypływanie) to dwa podstawowe mechanizmy usuwania zawiesin podczas mechanicznego oczyszczania.
W sedymentacji wykorzystuje się różnicę gęstości frakcji ciekłej i stałej. Cięższe frakcje opadają na dno osadników, a oczyszczone ścieki odpływają z górnej warstwy.
Jak działają biologiczne procesy oczyszczania
Biologiczne oczyszczanie ścieków polega na redukcji związków organicznych i biogennych przy udziale mikroorganizmów – bakterii i protistów. Zachodzi w warunkach tlenowych lub beztlenowych.
Procesy tlenowe zachodzące w osadnikach wtórnych i komorach napowietrzania potrzebują stałego dopływu tlenu. Usuwany jest węgiel organiczny a powstają dwutlenek węgla, woda i biomasa osadu czynnego.
W warunkach beztlenowych, np. w komorach fermentacyjnych osady nadmiernego, substancje organiczne rozkładane są do lotnych kwasów tłuszczowych, metanu, dwutlenku węgla i wodoru.
Mikroorganizmy oczyszczające zużywają zanieczyszczenia jako pożywienie i energię do wzrostu swojej populacji. Stąd konieczność ciągłego odpływu nadmiaru osadu czynnego.
Osad czynny i recyrkulacja
Osad czynny to mieszanina mikroorganizmów zawieszonych w ściekach, która intensyfikuje procesy biologicznego oczyszczania. Wymaga stałego natleniania i recyrkulacji.
Recyrkulacja polega na zawracaniu części oczyszczonych ścieków z powrotem do komór biologicznego oczyszczania. Utrzymuje to wysokie stężenie osadu czynnego.
Czytaj więcej: Dmuchawy powietrza do oczyszczalni - co musisz o tym wiedzieć?
Obieg wody i osadów w oczyszczalni
Obieg wody i osadów jest sednem prawidłowego funkcjonowania każdej oczyszczalni ścieków. Obejmuje przepływ strumieni ciekłych i stałych pomiędzy poszczególnymi jednostkami technologicznymi.
Ścieki surowe kierowane są najpierw na wstępne mechaniczne oczyszczanie do krat, piaskowników i osadników wstępnych. Następnie trafiają do komór biologicznych z osadem czynnym.
Stąd poprzez wtórne osadniki przepływają do zbiornika ścieków oczyszczonych. Odpływający tędy strumień stanowi oczyszczoną wodę.
Jednocześnie z oczyszczalni odpływa nadmiar osadów – wstępny z piaskowników i flotowników oraz nadmierny z osadników wtórnych. Są one zagęszczane i stabilizowane przed utylizacją.
Parametry decydujące o skuteczności
Na efektywne działanie każdej oczyszczalni ścieków wpływa wiele parametrów fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych. Najważniejsze z nich to:
- pH ścieków
- Temperatura
- Stężenie tlenu w komorach biologicznych
- Wiek i ilość osadu czynnego
pH ma istotny wpływ na proces nitryfikacji (utlenianie amoniaku), a także na wytrącanie fosforu. Zbyt kwaśne lub zasadowe ścieki spowalniają oczyszczanie biologiczne.
Wyższa temperatura przyspiesza metabolizm mikroorganizmów. Zimą może być konieczne dogrzewanie ścieków przed wprowadzeniem do reaktorów.
Jak kontrolować poprawną pracę
Regularna kontrola parametrów ma kluczowe znaczenie dla sprawnego monitorowania pracy oczyszczalni i szybkiego reagowania na nieprawidłowości.
Najczęściej badane są: odczyn pH, temperatura, BZT (biochemiczne zapotrzebowanie tlenu), ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu), zawartość zawiesin, azotu amonowego, azotynów i azotanów.
Pobiera się także próbki osadów w poszukiwaniu nadmiernego namnażania się bakterii nitkowatych, co może prowadzić do pienienia się ścieków.
Regularna kontrola parametrów pozwala utrzymywać optymalną wydajność oczyszczania przez szybką reakcję na zmiany warunków.
Monitoring i automatyka
Nowoczesne systemy automatycznego monitoringu i sterowania znacząco ułatwiają kontrolę pracy oczyszczalni ścieków. Pozwalają na zdalny podgląd parametrów i szybką reakcję na alarmy.
Skuteczne usuwanie azotu i fosforu
Wiele oczyszczalni ścieków wyposażonych jest w instalacje do usuwania związków biogennych – azotu i fosforu. Służą temu procesy:
- Nitryfikacji (NH4+ → NO3−)
- Denitryfikacji (NO3− → N2)
- Biologicznej i chemicznej defosfatacji (usuwania fosforanów)
Nitryfikacja polega na utlenieniu amoniaku przez bakterie nitryfikacyjne do azotanów w warunkach tlenowych. Następnie zachodzi denitryfikacja - przekształcenie azotanów w gazowy azot w warunkach beztlenowych.
Usuwanie fosforu odbywa się w specjalnie dedykowanych komorach defosfatacji biologicznej lub poprzez strącanie chemiczne.
Dzięki powyższym procesom znacząco obniża się ładunek biogenów wprowadzany wraz ze ściekami oczyszczonymi do odbiorników.
Podsumowanie
W artykule szczegółowo wyjaśniono, jak działają przydomowe oczyszczalnie ścieków - zarówno te tradycyjne, jak i ekologiczne. Opisano kolejne etapy mechanicznego i biologicznego oczyszczania, a także rolę recyrkulacji osadu czynnego. Wyjaśniono, jakie parametry mają kluczowe znaczenie dla efektywności i jak je kontrolować. Ponadto, przybliżono działanie instalacji usuwania związków azotu i fosforu.
Powyższe informacje pozwolą lepiej zrozumieć zasady funkcjonowania przydomowych oczyszczalni ścieków - zarówno w przypadku już istniejącego systemu, jak i planowania nowej instalacji. Poznanie technologii oczyszczania ułatwi dbanie o sprawne i efektywne działanie systemu.
