Do wzięcia Rynek Instalacyjny 7-8/2015

POBIERZ BEZPŁATNIE - po prostu ZALOGUJ SIĘ na swoim koncie

Systemy hydrofitowe do oczyszczania ścieków bytowych
Projektowanie według zasad francuskich

Treatment wetlands for domestic wastewater sizing according to French guidelines
Systemy hydrofitowe do oczyszczania ścieków bytowych<br />Projektowanie według zasad francuskich
Systemy hydrofitowe do oczyszczania ścieków bytowych
Projektowanie według zasad francuskich
Fot. freeimages.com

Oczyszczalnie hydrofitowe to technologia, która spełnia wymagania zrównoważonego rozwoju oraz zarządzania środowiskiem z uwzględnieniem oceny czasu życia produktu.

W ostatnich latach technologia ta została znacznie rozwinięta, jednak w Polsce brakuje wytycznych uwzględniających aktualny stan wiedzy na jej temat. Oczyszczalnie hydrofitowe – jak wszystkie urządzenia techniczne – wymagają starannego zaprojektowania i poprawnej eksploatacji.

Złoża hydrofitowe to jedno z wielu rozwiązań oczyszczalni ścieków na terenach niezurbanizowanych, które może zostać zastosowane w gminach, szkołach, na kempingach, a nawet w pojedynczych domach. Systemy te są wydajne, proste i niezbyt kosztowne, mają estetyczny wygląd, dzięki czemu wkomponowują się w wiejski krajobraz, a także walory edukacyjne [11].

Dotychczas uważano, że wadami tych systemów są: duże zapotrzebowanie na powierzchnię jednostkową przypadającą na mieszkańca i długi czas wypracowania złóż związany z rozwojem roślin.

Obecnie rośliny, najczęściej trzcina pospolita, kupowane są w specjalistycznych hodowlach, np. roślin do oczek wodnych, co znacznie skraca czas ich adaptacji. Natomiast najnowsza wiedza na temat pracy tych obiektów pozwala na zmniejszenie jednostkowej powierzchni niezbędnej do czyszczenia ścieków odprowadzanych przez jednego mieszkańca (RLM) z dotychczas przyjmowanych 7 m2/RLM do zaledwie 2,5 m2/RLM [9, 11].

W Polsce metoda ta ciągle jest jeszcze mało popularna, ponieważ nie ma wytycznych do projektowania takich oczyszczalni, a stosowane rozwiązania techniczne często bazują na wiedzy sprzed dwóch dziesięcioleci, która jest już nieaktualna. Z tego powodu w artykule szczegółowo przedstawiono rozwiązania technologiczne stosowane z powodzeniem od lat we Francji, gdzie zrezygnowano z osadnika wstępnego, a zamiast pomp zamontowano syfony samozasysające. Pozwoliło to dodatkowo uniknąć powstawania osadów wstępnych.

Wypracowana we Francji metoda projektowania i eksploatacji złóż hydrofitowych pozwala oczyszczać ścieki do wymaganego poziomu bez jednoczesnego powstawania jakichkolwiek osadów ściekowych [3, 9, 12].

Podstawy metody hydrofitowej – charakterystyka złóż z pionowym przepływem ścieków

Oczyszczalnia hydrofitowa z podpowierzchniowym przepływem ścieków składa się z filtru gruntowego, do którego doprowadzane są ścieki, gdzie zachodzą procesy biologiczne z udziałem roślin wodnych lub wodolubnych oraz szeregu mikroorganizmów (najważniejsze z nich to bakterie). Zaprojektowane obiekty, takie jak stawy lub filtry gruntowe, mogą być okresowo lub stale zalewane ściekami [7].

W gruntach nasyconych wodą występuje ograniczona dyfuzja tlenu z atmosfery i w konsekwencji tworzą się warunki beztlenowe [8]. Dopływ tlenu do korzeni i kłączy roślin zasiedlających takie gleby następuje dzięki częściom nadziemnym tych roślin, które przystosowały się do bytowania w takich warunkach i mają tkanki umożliwiające transport gazów (odpowiednio tlenu do podziemnych części i CO2 do atmosfery). Rozbudowany system korzeni i kłączy pozwala na rozwój dużej grupy mikroorganizmów o różnych upodobaniach zarówno troficznych, jak i tlenowych [7, 6].

W zależności od sposobu przepływu ścieków przez oczyszczalnie hydrofitowe dzielimy je na:

  1. oczyszczalnie z przepływem podpowierzchniowym (Subsurface Flow):
    - z przepływem poziomym (HSSF – Horizontal Subsurface Flow),
    - z przepływem pionowym (VSSF – Vertical Subsurface Flow);
  2. oczyszczalnie z przepływem powierzchniowym (Surface Flow);
  3. oczyszczalnie wielostopniowe z przepływem kombinowanym [11].

Na rys. 1 przestawiono różnorodne procesy zachodzące jednocześnie w oczyszczalniach hydrofitowych.

Zanieczyszczenia doprowadzane do oczyszczalni usuwane są bądź retencjonowane dzięki różnorodnym procesom fizycznym, chemicznym i biologicznym. Do najważniejszych należy zaliczyć: sedymentację, filtrację, adsorpcję, ulatnianie, redukcję, strącanie, pobieranie związków biogennych i metali ciężkich przez rośliny, niszczenie organizmów patogennych dzięki działaniom promieniowania UV lub oddziaływaniu mikroflory [7, 11].

Złoża o przepływie pionowym

Złoże z pionowym przepływem ścieków (VSSF) zbudowane jest w postaci filtru z warstw piasku lub żwiru (rys. 2). Ścieki doprowadza się od góry, a następnie grawitacyjnie przenikają one w dół i są gromadzone i odprowadzane ze złoża przez drenaż odprowadzający.

Istotą pracy tego złoża jest okresowe doprowadzanie ścieków za pomocą pompy lub syfonu. Drenaż odprowadzający ma wywietrzniki, które napowietrzają złoże, co dodatkowo dostarcza tlen do procesów mikrobiologicznych (np. nitryfikacji). Dyfuzja tlenu dzięki wywietrznikom i sekwencyjnemu dostarczaniu ścieków znacznie bardziej przyczynia się do natleniania złoża filtracyjnego w porównaniu do transportu tlenu tylko przez rośliny, jak to ma miejsce w złożach typu HSSF [10].

Sposób zasilania złóż VSSF ma zdolność potencjalnego dostarczania tlenu od 23 do 64 g  O2/m2d, podczas gdy zaopatrywanie złoża HSSF w tlen tylko dzięki roślinom (trzcinie pospolitej) pozwala dostarczyć jedynie 2 g  O2/m2d [13, 6].

Na rosnące zainteresowanie złożami VSSF wpływa znacznie większa zdolność przenoszenia tlenu i w konsekwencji bardziej skuteczne usuwanie BZT5, ChZT i patogenów przy jednocześnie dużo mniejszych rozmiarach złoża VSSF w porównaniu do HSSF, mających zapewnić taki sam efekt oczyszczania [5].

Oczyszczalnia typu Macrophyltres® (wariant 1)

Od 1997 r. ponad 130 oczyszczalni ścieków zaprojektowała i wykonała na bazie tego samego projektu firma Jean Voisin. Na początku układu technologicznego występują kraty/sito w celu zatrzymania grubych cząstek (> 32 mm). Następnie montowany jest zbiornik z syfonem samozasysającym, który dawkuje ścieki na złoże. Gdy teren nie ma odpowiedniego spadku, zamiast syfonu montowana jest pompa.

Złoże hydrofitowe I stopnia obsadzone trzciną zostało nazwane Macrophyltres® i opatentowane. Powierzchnia tego złoża przypadająca na jednego mieszkańca wynosi ok. 1,2 m2/RLM i podzielona została na trzy lub sześć kwater. Natomiast powierzchnia złoża piaskowego II stopnia wynosi 0,8 m2/RLM i podzielona została na dwie lub trzy kwatery [12]. Stąd pole powierzchni przypadające na jednego mieszkańca wynosi zaledwie 2,0 m2/RLM. Schemat zastosowanego rozwiązania przedstawiono na rys. 3.

Monitorowano pracę 19 oczyszczalni wykonanych w tej technologii, a analizę i pobór próbek wykonały lokalne instytucje rządowe, zwane departamentami. Badania rozpoczęto po 4 miesiącach od rozruchu każdej z analizowanych oczyszczalni. W pobieranych próbkach ścieków oznaczono: azot ogólny, azot Kiejdahla (TKN), zawiesinę ogólną, BZT5, ChZT, fosfor ogólny (P). W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań jakości ścieków doprowadzonych i odprowadzonych z monitorowanych systemów.

Stężenia zanieczyszczeń w odpływie z pierwszego złoża uległy znacznemu obniżeniu (zawiesina ogólna 30 mg/d3, BZT5 40 mg/d3, ChZT 130 mg/d3, skuteczność usuwania TKN > 40%). Mimo bardzo dobrej sprawności oczyszczalni nie we wszystkich przypadkach stężenia spełniły francuskie normy (BZT5 < 25 mg/d3, ChZT < 125 mg/d3) [2].

Drugi stopień oczyszczania w złożu z wypełnieniem piaskowym z łatwością osiągnął wymaganą jakość oczyszczonych ścieków: zawiesina ogólna < 15 mg/d3, BZT5 < 15 mg/d3, COD < 90 mg/d3, a TKN < 10 mg/d3.

Usuwanie fosforu było niskie i wynosiło ok. 40%. W ten sposób drugi etap zapewnił odpowiednie usuwanie zawiesiny ogólnej i związków organicznych oraz nitryfikację (proces ten rozpoczyna się w I stopniu, ale z powodu rygorystycznych wymagań co do jakości ścieków oczyszczonych konieczna jest jego kontynuacja w II stopniu).

Czytaj dalej: Oczyszczalnia z przepływem pionowym (wariant 2) >>

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czy zmiękczacze wody mogą być bezawaryjne »
W jaki sposób zestaw inkasencki ułatwi Tobie pracę »
Specjalnie dobrane systemy ustawień zapewniające jeszcze większą wydajność i dokładniejszą filtrację (...) czytaj dalej »
Dzięki takiemu rozwiązaniu masz możliwość nawiązania stałej współpracy ze spółdzielniami mieszkaniowymi i administratorami nieruchomości (...) czytaj dalej »

 


 

Chcesz dobrać odpowiedni system do uzdatniana wody? Zapytaj na forum »

 


Projektujesz systemy przeciwpożarowe? Skorzystaj z porady »
Czy moc rozdrabniacza w przepompowni jest istotna »

(...) wsparcie techniczne w zakresie przygotowania projektów koncepcyjnych systemów (...) czytaj dalej »

Bezpośrednie przyłącze do WC umożliwia montaż urządzenia tuż za toaletą, dzięki czemu nie jest (...) czytaj dalej »

 


 

Co o kotłowniach kontenerowych sądzą ich użytkownicy? »

Wyobraź sobie możliwość wyboru ogrzewania, które jest ekonomiczne (generuje do 30% oszczędności w (...) czytaj dalej »

 


Jak zostać dobrze poinformowanym instalatorem HVAC »
Co radzą eksperci od wymiany ciepła »

Program jest skierowany zarówno do firm, jak i osób prywatnych zainteresowanych poszerzeniem wiedzy z branży HVAC oraz (...) czytaj dalej »

We wszystkich naszych działaniach chcemy w dalszym ciągu być (...)  czytaj dalej »

 


Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
Najlepsza profesja w branży HVAC

Przeglądarka produktów: Oczyszczanie ścieków

4/2017

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 4/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Układy hybrydowe z OZE
  • - Wentylacja z rekuperatorami wewnątrzściennymi
Zobacz szczegóły
Tubes International Sp. z o.o. Tubes International Sp. z o.o.
Tubes International istnieje na rynku od 1993 roku. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło zdobyć pozycje lidera wśród dostawców węży i...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl