EKOFIL

PRZYDOMOWE OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW

 

Oczyszczalnie trzcinowe według technologii duńskiej 

Roślinne oczyszczalnie ścieków

W ostatnich latach jako alternatywa dla małych "technicznych" oczyszczalni ścieków, szczególnie dla jednego lub grupy budynków, pojawiły się oczyszczalnie ścieków z udziałem roślin. Technologia oczyszczalni ścieków przy użyciu roślin jest stosunkowo młoda. Pierwsza tego typu oczyszczalnia powstała w latach pięćdziesiątych w Izraelu, a w Europie pierwsze prace badawcze zostały podjęte równolegle przez Kathe Seidel z Instytutu Limnologii Maxa Planka w Plon oraz R. Kickutha z Instytutu Gleboznawstwa Uniwersytetu w Getyndze w latach sześćdziesiątych.

W Polsce pierwsze prace rozpoczęto w latach osiemdziesiątych i wtedy też wybudowano pierwsze obiekty. Roślinne oczyszczalnie ścieków można ogólnie określić jako urządzenia w których oczyszczanie ścieków zachodzi przy udziale roślin. Synonimami sformułowania oczyszczalnie roślinne są takie określenia jak "oczyszczalnie hydrobotaniczne", "oczyszczalnie bagienne", "oczyszczalnie korzeniowe", czy bliżej określające stosowaną technologię nazwy tj. "pola trzcinowe", "oczyszczalnie korzeniowe", "oczyszczalnie gruntowo-roślinne" itp.

oczyszczalnia
Rysunek 1. Oczyszczalnia trzcinowa ze zbiornikiem gnilnym i drenażem rozsączającym.

Ogólnie oczyszczalnie roślinne można podzielić na:

  • systemy z powierzchniowym przepływem ścieków,
  • systemy z podpowierzchniowym przepływem ścieków,
  • systemy kombinowane.

Inny podział oczyszczalni roślinnych można przeprowadzić biorąc pod uwagę rodzaj roślin zastosowanych do oczyszczania. W tym wypadku oczyszczalnie możemy podzielić na:

  • oczyszczalnie z roślinnością bagienną,
  • oczyszczalnie z roślinnością wodną zakorzenioną,
  • oczyszczalnie z roślinnością wodną pływającą,
  • oczyszczalnie wierzbowe.

Jeszcze innym kryterium podziału może być kierunek przepływu ścieków, na podstawie którego oczyszczalnie roślinne można podzielić na:

  • z przepływem poziomym,
  • z przepływem pionowym,
  • z przepływem mieszanym.

W Polsce szczególne zainteresowanie towarzyszy oczyszczalnią z wykorzystaniem trzciny (Phragmites australis syn. Phragmites komunalis). W zależności od zastosowanego wypełnienia złoża oczyszczalnie trzcinowe można podzielić na:

  • z wypełnieniem żwirowym (metoda Brixa),
  • z wypełnieniem gruntem rodzimym z dodatkami (metoda Kickutha).
oczyszczalnia trzcinowa
Rysunek 2. Typowa budowa poletek do oczyszczania ścieków.

Oczyszczanie ścieków w oczyszczalniach trzcinowych jest wynikiem współdziałania procesów mechanicznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w środowisku gruntowo-wodnym. Trzcina posadzona w tej oczyszczalni ma na celu:

  • transportowanie tlenu poprzez źdźbła a do kłączy i korzeni, a następnie do strefy gruntu wokół korzenia,
  • rozluźnienie struktury gruntu poprzez przerastanie korzeniami, a tym samym zwiększenie współczynnika filtracji,
  • biokatalityczne działanie korzeni pozwalające na optymalny przyrost mikroorganizmów w strefie gruntowo-wodnej,
  • pobieranie przez roślinę substancji pokarmowych i wbudowywanie ich w swoje komórki.

W wyniku transportu tlenu poprzez pędy do korzeni, wokół korzeni powstaje strefa tlenowa, w której wyniku oddziaływania bakterii tlenowych zostają utlenione związki węgla oraz zachodzi proces nitryfikacji azotu amonowego. Poza strefą tlenową, istniejącą w bezpośrednim sąsiedztwie, istnieje strefa beztlenowa, w której zachodzi proces defosfatacji i denitryfikacji. Taki efekt mozaikowy stref tlenowej i beztlenowej zwany "efektem rezosferycznym" powoduje znaczne zwiększenie ilości mikroorganizmów w glebie (od 10-100 miliardów mikroorganizmów na 1 gram gleby) niż w przypadku terenów nie porośniętych roślinami. Ilości te są porównywalne z ilością mikroorganizmów w metodach technicznych.

Firma Transformer Dansk Roodzone Teknik, która ma na swojej liście referencyjnej ponad dwieście obiektów oczyszczalni trzcinowych socjalno-bytowych oraz przemysłowych o przepustowości od 1 m3/d do 1000 m3/d, proponuje oczyszczalnie o przepływie poziomym wypełnione gruntem rodzimym (jak w metodzie Kickutha) z dodatkami, które są tajemnicą firmy.

W Polsce firma Dansk Roodzone Teknik ma cztery obiekty zrealizowane oraz cztery będące w realizacji. Największym obiektem zrealizowanym wg technologii tej firmy jest oczyszczalnia ścieków w Inwałdzie, a najstarszą pracującą oczyszczalnią jest oczyszczalnia dla Zespołu Szkół Rolniczych w Bujnach k/Piotrkowa (ponad czteroletnia).

Po dwóch latach pracy oczyszczalni w Bujnach parametry ścieków na odpływie spełniają wymagania jakim powinny odpowiadać ścieki oczyszczone odprowadzane do wód powierzchniowych lub gruntu.

Efekty oczyszczania wahają się w granicach:

  • BZT585 - 97%
  • ChZT72 - 93%
  • Zawiesina ogólna82 - 99%
  • Azot ogólny56 - 83%
  • Azot amonowy62 - 88%
  • Fosfor całkowity56 - 82%
W okresie zimowym nie zaobserwowano zamarzania pól trzcinowych, a efekt oczyszczania był ok. 12-18% niższy niż w sezonie wegetacyjnym.

Wnioski wynikające z badań oczyszczalni roślinnych krajowych i zagranicznych

  1. W oczyszczalniach trzcinowych osiągane są wysokie efekty oczyszczania zarówno w zakresie zawiesiny, jak i BZT oraz związków biogennych. Efektywność oczyszczalni w okresie zimowym obniża się o ok. 10-20%.
  2. Dla prawidłowej pracy oczyszczalnie trzcinowe wymagają skutecznych urządzeń do mechanicznego oczyszczania ścieków.
  3. Niezbędny okres dla wpracowania się oczyszczalni trzcinowych ścieków i ustabilizowania się odpływu wynosi 2-3 lat.
  4. Stwierdzono, że w oczyszczalniach trzcinowych zachodzi wysokoefektywne usuwanie ze ścieków metali ciężkich, które kumulują się w złożu gruntowym.
  5. W otoczeniu oczyszczalni trzcinowych nie występują nieprzyjemne odory, chyba że z nieprawidłowo eksploatowanych urządzeń mechanicznych.
  6. Stwierdzono w praktyce znaczne różnice pomiędzy ilością ścieków dopływających, a odpływających wynikającej z różnicy pomiędzy parowaniem a ilością opadów. W małych oczyszczalniach może dojść w okresach letnich do braków wypływu.
  7. Przy rozpatrywaniu ofert na wykonawcę projektu i budowę oczyszczalni trzcinowych należy brać pod uwagę posiadanie przez firmę w tym zakresie "know-how" oraz doświadczenie w realizacji tego typu obiektów.
  8. W fazie eksploatacji oczyszczalnia powinna być pod stałym dozorem technologicznym.

mgr inż. Jerzy Fidrysiak
Katedra Wodociągów i Kanalizacji
Politechnika Łódzka

http://bialowieza.bialowieza.pl/ochrona.przyrody/2.htm