Prawne i techniczne aspekty budowy przydomowej oczyszczalni (cz. 1.)

Główne akty prawne dotyczące budowy i eksploatacja małych oczyszczalni ścieków to: Prawo wodne [1], Prawo ochrony środowiska [2], Prawo budowlane [3], ustawa o utrzymaniu czystości i porządku w gminach [4], rozporządzenie w sprawie rodzajów instalacji, których eksploatacja wymaga zgłoszenia [5], rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [6], rozporządzenie w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego [7]. Jednakże w żadnym z nich nie określono definicji „oczyszczalni przydomowej”.

Należy założyć, iż zgodnie z Prawem wodnym [1] w przypadku oczyszczalni przydomowych stosuje się formułę „zwykłego korzystania” z wód, polegającego na wprowadzaniu do wód lub do ziemi oczyszczonych ścieków, jeżeli ich ilość jest mniejsza od 5 m³ na dobę. Zawarta w Prawie budowlanym [3] wielkość 7,5 m³ na dobę nie koresponduje z przepisami Prawa ochrony środowiska [2], stąd wielkość graniczna wynosząca 5 m³ na dobę umożliwia uproszczone postępowanie.

Przydomowe oczyszczalnie ścieków są urządzeniami mającymi technologiczne zdolności redukcji zanieczyszczeń do pożądanych wartości. Urządzeniem takim nie jest szambo (zbiornik bezodpływowy) czy osadnik gnilny. W skład oczyszczalni nie wchodzi system rozsączania, który jest wyłącznie sposobem odprowadzenia ścieków już oczyszczonych.

Na terenach o rozproszonej zabudowie oddalonych ponad 200 m od istniejących i planowanych kolektorów kanalizacyjnych powinny być budowane indywidualne systemy neutralizacji ścieków (oczyszczalnie przydomowe lub oczyszczalnie o przepustowości dobowej do 5 m³), ponieważ:

• oczyszczają ścieki bezpośrednio w miejscu ich powstawania (zgodnie z aktualnym stanem prawnym [1]),
• nie wymagają ciągłej, fachowej obsługi, 
• koszty eksploatacji oczyszczalni w porównaniu z szambami są niskie, 
• mogą być zamontowane lub wykonane we własnym zakresie (pod nadzorem producenta urządzenia).

Podstawowym kryterium oceny wyznaczania obszarów indywidualnej gospodarki ściekowej musi być aspekt ekonomiczny. Gmina powinna wprowadzić jasny i przejrzysty system dotowania oczyszczalni przydomowych, aby zachęcić mieszkańców do ich budowy. Należy podkreślić, iż indywidualny system neutralizacji ścieków jest jednak bardziej awaryjny niż sieć kanalizacyjna.

Na ogół wynika to z błędów wykonania, ale głównie z eksploatacji. Dlatego też instalacja taka wymaga okresowej kontroli ze strony urzędu gminy, co przy dużej liczbie oczyszczalni stwarza problemy natury możliwości prowadzenia realnej kontroli.

Zasady te powinny znaleźć odzwierciedlenie w miejscowym regulaminie utrzymania porządku i czystości w gminie [4]. Ze względu na rodzaj zabudowy rozproszonej można wyróżnić następujące funkcje oczyszczalni ścieków do 5 m³/dobę:

• obiekt oczyszczalni będzie obsługiwał pojedyncze gospodarstwo,
• oczyszczalnia będzie obsługiwać grupę gospodarstw położonych blisko siebie i w taki sposób, aby możliwe było wykonanie wspólnej oczyszczalni (najczęściej do 5 gospodarstw).

Ze względów ekonomicznych dla oddalonych podstawowych jednostek osadniczych korzystne jest budowanie wspólnych oczyszczalni przydomowych dla kilku gospodarstw. Wymaga to jednak stosownych umów pomiędzy sąsiadami. Porozumienie takie wraz z wnioskiem o wspólną instalację powinno trafić do wójta gminy, który poddaje pod zatwierdzenie przez Radę Gminy w trybie uchwały. Zasada ta powinna być zawarta w gminnym programie ochrony środowiska. Wówczas stanowić będzie podstawę do stanowienia miejscowego prawa w tym zakresie.

W praktyce (np. dla okresów świąt czy innych wizyt gości i rodzin) należałoby przyjąć zasadność łączenia do 5 gospodarstw obsługujących w warunkach codziennych 20 osób, a maksymalnie 33 osoby i obciążeniu hydraulicznym 2,6÷5,0 m³ dziennie. Maksymalna przepustowość hydrauliczna oczyszczalni przydomowej w myśl definicji wynosi 5 m³/d. Przy średnim stężeniu 400 mg O₂/dm³ oznacza, iż z tego rodzaju rozwiązania może wspólnie skorzystać ok. 33 RLM.

Warunki odprowadzania ścieków

Według § 4. ust. 7. rozporządzenia [7] ścieki pochodzące z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego wprowadzane do wód nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń, określonych w załączniku nr 1 do rozporządzenia [7] (dane dla oczyszczalni ścieków komunalnych o RLM poniżej 2000). Ten typ odprowadzenia ścieków oczyszczonych wymaga pełnej procedury postępowania wodnoprawnego.

W świetle zapisu § 11. [7] ścieki komunalne mogą być wprowadzane do ziemi, jeżeli:

• nie będą stanowiły zagrożenia dla jakości wód podziemnych, w szczególności nie spowodują zanieczyszczenia tych wód substancjami szkodliwymi,
• nie zostały przekroczone najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń określone dla ścieków komunalnych będących bytowymi, określonych dla oczyszczalni o RLM poniżej lub równym 9999 – dopuszczalne wartości wskaźników dla takiej oczyszczalni zostały określone w załączniku nr 1 do rozporządzenia [7]. Spełnienie warunków nieprzekroczenia dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń stosuje się na podstawie pomiarów ilości i jakości ścieków, stosując odpowiednio przepisy § 5., 7. i 8. rozporządzenia [7]. Z tego zapisu dla prowadzącego instalację wynikają następujące wnioski:
• nawet dla oczyszczalni do 5 m³/dobę istnieje nakaz pomiarów ścieków oczyszczonych,
• potencjalnym miejscem pomiarów jest studzienka przed wprowadzeniem do odbiornika (a więc np. przed rozsączaniem ścieków oczyszczonych),
• wbrew tezom wielu autorów, drenaż rozsączający nie może stanowić elementu technologicznego samej oczyszczalni,
• drenaż rozsączający jest jednak elementem doczyszczającym ścieki oczyszczone (w stopniu wymaganym przepisami), a więc stanowi ostatnią barierę przed zanieczyszczeniem środowiska przyrodniczego.

Ścieki pochodzące z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego mogą być wprowadzane do ziemi w granicach gruntu stanowiącego własność wprowadzającego, jeżeli spełnione są łącznie warunki:

• ilość ścieków nie przekracza 5,0 m³ na dobę,
• BZT₅ ścieków dopływających jest redukowane co najmniej o 20%, a zawartość zawiesin ogólnych co najmniej o 50%,
• miejsce wprowadzania ścieków oddzielone jest warstwą gruntu o miąższości co najmniej 1,5 m od najwyższego użytkowanego poziomu wodonośnego wód podziemnych.

W studzience pomiarowo-rozdzielczej badania ścieków oczyszczonych w zależności od ilości obsługiwanych osób powinny wykazać stężenia poniżej:

• 317÷320 g O2 BZT5/m³,
• 181÷183 g ZO/ m³.

Ścieki pochodzące z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego mogą być wprowadzane do urządzeń wodnych w granicach gruntu stanowiącego własność wprowadzającego, jeżeli spełnione są łącznie warunki:

• ilość ścieków nie przekracza 5,0 m³ na dobę,
• ścieki odpowiadają wymaganiom dla oczyszczalni o RLM od 2000 do 9999, określonym w załączniku nr 1 do rozporządzenia [7].

Odstępstwem od sformułowania „własne gospodarstwo” jest wcześniej wspomniane porozumienie pomiędzy kilkoma gospodarzami.

Drenaż rozsączający

W indywidualnym systemie neutralizacji ścieków stosuje się wprowadzenie ścieków oczyszczonych do gleby poprzez drenaż. Pomiar oczyszczania ścieków musi być dokonany przed wprowadzeniem ich do drenażu stanowiącego odbiornik.

Drenaż rozsączający ma za zadanie doprowadzenie ścieków oczyszczonych do gruntu w odpowiednio małych porcjach równomiernie przez wszystkie nitki drenarskie. Dla odpowiedniego wykonania drenażu i jego doboru należy rozważać następujące czynności:

• dobór drenażu w zależności od liczby mieszkańców i ścieków,
• wykonanie drenażu (a szczególnie podsypki pod drenażem) w zależności od przepuszczalności gruntu,
• zapewnienie odpowiedniego spadku rur drenażu i jego napowietrzenia.

Długość zastosowanego drenażu zależy od przepuszczalności gruntu oraz od liczby osób w domu, z którego odprowadzane są ścieki. Ważnym elementem jest zapewnienie spadku rur oraz napowietrzenia drenażu przez zamontowanie na jego zakończeniu kominka napowietrzającego. W trakcie budowy drenażu należy pamiętać, że nieodzownym elementem tego rozwiązania jest zastosowanie studzienki kontrolno-rozdzielczej jako elementu dozującego ścieki równomiernie na wszystkie nitki drenażu.

Dobrym rozwiązaniem technicznym jest wyposażenie studzienki rozdzielającej w ekran przelewowy, oddzielający dopływ ścieków od wylotów drenów. Drenaż powinien być wymiarowany na objętość dobową ścieków [m³/d] i obciążenie hydrauliczne powierzchni infiltrującej [dm³/m²/d]. Maksymalne obciążenie hydrauliczne gruntu wyznacza się na podstawie określonego wcześniej współczynnika filtracji k.

W gruncie piaszczystym o dobrej przepuszczalności (piasek gruby i średni) długość drenażu można zredukować, jednak nigdy nie może być ona mniejsza niż 7,5 m na 1 RLM. Jak wynika z uwarunkowań krajowych, dla domu zamieszkanego przez 4 osoby przy normatywnym perspektywicznym zużyciu wody w ilości 150 dm³/osobę i dla gruntu o dobrej przepuszczalności wystarczy drenaż długości 60 m (dla średnich wartości przepuszczalności), bowiem:

• Q_d = 4×150 dm3/os×d = 600 dm³/d,
• L = [600 dm³/d] / [10 dm³/d×m] = 60 m,

gdzie:
O_d – dobowe zużycie wody,
L – długość drenażu.

Powierzchnia drenażu wyniesie ok. 100 m², jeśli ułożymy trzy ciągi drenarskie po 20 m, w odległości po 2 m od siebie. Zamiast tradycyjnych perforowanych rur rozsączających w obsypce żwirowej coraz częściej stosuje się koryta infiltracyjne z tworzyw sztucznych lub półkręgów betonowych, przykrytych geowłókniną.Koryta infiltracyjne bez podsypki żwirowej umożliwiają prawie 2-krotne zmniejszenie pola powierzchni infiltracji w stosunku do pól drenażowych, dzięki eliminacji blokującego działania żwiru podsypki oraz lepszemu dotlenieniu warstwy kolmatacyjnej.

Pusta przestrzeń pod korytem tworzy znaczną pojemność retencyjną, wydłużającą czas infiltracji. Niekiedy ścieki doprowadza się do koryt ciśnieniowo, otwory w rurach perforowanych są wtedy skierowane ku sklepieniu koryta. Dalsze 2- lub 3-krotne zmniejszenie pola powierzchni infiltracji można uzyskać przy rozsączaniu ścieków oczyszczonych biologicznie zamiast tylko wstępnie, w osadniku gnilnym. W takim przypadku na jednego mieszkańca wystarcza zaledwie 1 m² powierzchni infiltracji w gruncie piaszczystym.

Opisany system jest bardzo efektywny i w porównaniu ze zwykłym drenażem, który jednak po pewnym czasie ulega kolmatacji, jest łatwy do regeneracji bez konieczności przebudowy drenażu od podstaw.

Przepuszczalność gruntów

Drugim istotnym czynnikiem wyznaczania drenażu rozsączającego jest określenie przepuszczalności gruntu, w którym zostanie wykonane rozsączanie. Jest kilka metod określania przepuszczalności gruntów. Jednym z najbardziej popularnych jest test perkolacyjny. Test ten jest bardzo łatwy do wykonania, dlatego wskazane jest, aby przeprowadzali go właściciele nieruchomości. Test oparty jest na wykonaniu wykopu w ziemi. Zalecane jest wykonanie wzornika do wykopu (np. z blachy) oraz przeprowadzenie testu w obecności inspektora ochrony środowiska z urzędu gminy.

Sposób wykonania testu wg prof. Ryszarda Błażejewskiego [8]:

• wykonać wykop do głębokości projektowanego drenażu (ok. 80 cm),
• w dnie wykopu zrobić dołek o wymiarach 30×30 cm i głębokości 15 cm,
• wlać do dołka ok. 10 dm3 (duże wiadro 10 l) wody w celu wstępnego nawilżenia,
• po upływie ok. 5 min od wsiąknięcia dołek zalać ponownie 12,5 dm³ wody.

Test ten warto zalecać do wykonania w warunkach polskich, szczególnie na gruntach klasy B, C i D. Grunty A nie gwarantują właściwego doczyszczania w warunkach tlenowych, natomiast klasa E świadczy o możliwości zalania drenów wodami gruntowymi. Drenaże rozsączające można również wykonywać w trudnych warunkach gruntowo-wodnych, przy wysokim poziomie wody gruntowej, ale trzeba je wynieść ponad poziom terenu. W tym celu drenaż układa się na kopcu usypanym z dobrze przepuszczalnego materiału – pryzmie filtracyjnej. Dodatkowym wydatkiem jest konieczny zakup pompy zatapialnej, pompującej ścieki do poziomu wyniesionego drenażu.

Zasady wykonywania drenażu rozsączającego:

• Minimalna odległość drenażu od maksymalnego rocznego poziomu wód gruntowych wynosi 150 cm. Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, należy stosować kopiec filtracyjny (w przypadku gruntu przepuszczalnego) lub odprowadzenie do odbiornika.
• Głębokość posadowienia drenażu rozsączającego:
  • optymalna: 50÷60 cm p.p.t. (pod poziomem terenu),
  • maksymalna: 80 cm p.p.t. (wyjątkowo 100 cm – głębiej nie funkcjonują mikroorganizmy
  • glebowe, które wymagają odpowiednich warunków tlenowych),
  • minimalna: 40 cm p.p.t. (na Mazurach i terenach górskich 45÷50 cm p.p.t.).
• Minimalna odległość pomiędzy nitkami drenażu: 150 cm. W przypadku układania drenażu na terenie nachylonym (zawsze równolegle do poziomic, czyli prostopadle do kierunku nachylenia) należy zwiększyć odległość pomiędzy nitkami drenażu do ok. 350 cm.
• Szerokość rowka min. 50 cm. W przypadku zwiększenia szerokości rowka do 70 cm można zredukować grubość warstwy kruszywa z 40 do 30 cm.
• Długość 1 nitki drenażu: maks. 20 m, min. 6 m. Zalecany spadek drenażu: 0,0÷1,0% (optymalnie ok. 0,5%). Drenaż należy układać tak, aby głębokość niecki prowadzącej ścieki malała wraz z odległością od studzienki rozdzielczej.
• Nie wolno podłączać więcej niż jedną nitkę drenażu rozsączającego do jednego otworu wylotowego studzienki rozdzielczej.
• Warstwa filtracyjna pod drenażem powinna być wykonana ze żwiru (optymalnie płukanego) o uziarnieniu min. 16/32 mm lub drobnego tłucznia drogowego. Ze względu na ryzyko kolmatacji i słabe przewietrzanie warstwy wyklucza się zastosowanie pospółek czy grubego piasku. Grubość warstwy min. 40 cm.
• Warunkiem koniecznym dla prawidłowego oczyszczania ścieków w gruncie pod drenażem jest zapewnienie przewietrzania złoża filtracyjnego poprzez zastosowanie wentylacji wysokiej oraz wentylacji niskiej.
• Włazy studzienek muszą być bezwzględnie widoczne i dostępne z powierzchni terenu.
• Dla gruntu średnio przepuszczalnego (piaski drobne, lessy) przy założeniu, że szerokość wykopu pod drenaż wynosi średnio 0,5 m, długość drenażu należy przyjmować, stosując zasadę 7,5 mb/RLM.
• Jeżeli eksploatacja drenażu trwa maksymalnie 3 miesiące w roku, przy wymiarowaniu drenażu można stosować współczynnik 0,75.

Odbiornikiem ścieków oczyszczonych mogą być również wody powierzchniowe płynące (cieki wodne i rowy melioracyjne). Wprowadzanie ścieków do wód powierzchniowych wymaga pełnej procedury wodnoprawnej oraz uzyskania pozwolenia administracyjnego.

Literatura

1. Ustawa Prawo wodne z dnia 18 lipca 2001 r. (t.j. DzU z 2005 r. Nr 239, poz. 2019 z późn. zm.).
2. Ustawa Prawo ochrony środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. (t.j. DzU z 2006 r. Nr 129, poz. 902 z późn. zm).
3. Ustawa Prawo budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. (t.j. DzU z 2006 r. Nr 156, poz. 1118 z póź. zm).
4. Ustawa z dnia 13 września 1996 r. o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (t.j. DzU z 2005 r. Nr 236, poz. 2008 z późn. zm.).
5. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 grudnia 2004 r. w sprawie rodzajów instalacji, których eksploatacja wymaga zgłoszenia (DzU Nr 283 poz. 2839).
6. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU Nr 75, poz. 690 z późn. zm.).
7. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU Nr 137, poz. 984).
8. Błażejewski R., Murat-Błażejewska S., Ocena wodoprzepuszczalności gruntu dla celów podziemnego rozsączania wstępnie oczyszczonych ścieków bytowo-gospodarczych, mat. sesji pt. „Modelowanie przypływów i jakości wód”, Politechnika Szczecińska 1995.