Prawie 50% obszarów wiejskich nie ma jeszcze kanalizacji. Czy pasywne systemy oczyszczania to dobra alternatywa?
Skanalizowanie całej miejscowości wymaga wysokich nakładów inwestycyjnych i wiąże się w konsekwencji z budową tradycyjnej oczyszczalni ścieków. Ponadto, w eksploatacji sieć kanalizacyjna, wiąże się z wysokimi kosztami utrzymania. Czy da da się zastosować inne rozwiązanie.
W ramach Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych (KPOSK) poszczególne gminy mogą łączyć się w tzw. aglomeracje i być beneficjentem środków unijnych w tym zakresie. Niestety wiele gmin i małych miejscowości nie kwalifikuje się do programu, gdyż nie spełnia uwarunkowań wymaganych do utworzenia aglomeracji. Dlatego coraz intensywniej poszukuje się alternatywnych rozwiązań gospodarki ściekowej na obszarach nieobjętych systemem kanalizacji zbiorczej.
Cechy pasywnych systemów oczyszczania ścieków
Obecnie najpopularniejszy kierunek myśli technicznej w tym zakresie to pasywne systemy oczyszczania ścieków, cechujące się:
- niskim nakładem inwestycji;
- niskimi kosztami utrzymania (np. systemy bezobsługowe);
- uniwersalnym charakterem, czyli adresowane do ścieków różnego rodzaju;
- odpornością na nierównomierny dopływ ścieków;
- możliwością rozbudowy;
- brakiem uciążliwości np. zapachowej, hałasowej;
- brakiem osadów ściekowych.
Wszystkie powyższe cechy posiadają systemy oczyszczania ścieków bazujące na budowie „sztucznych mokradeł”, naśladujących naturalne ekosystemy bagienne, pod względem hydraulicznym i siedliskowym.
Tego typu systemy wymagają dużej powierzchni do zagospodarowania, co na terenach wiejskich z reguły nie stanowi jednak problemu.
Jak działa pasywna oczyszczalnia?
Omawiana pasywna oczyszczalnia ścieków bytowych oparta jest wyłącznie na biologicznym procesie oczyszczania, przy udziale mikroorganizmów „zadomowionych” w rozwiniętym systemie korzeni i kłączy roślin wodolubnych (np. trzcina zwyczajne, palisander olbrzymi), zasadzonych w glebie będącej w stanie nasycenia wodą. To właśnie rośliny wodolubne spulchniają złoże i dostarczają tlen, a tym samym stwarzają idealne warunki tlenowe do rozwoju różnorodnych mikroorganizmów, które pełnią najistotniejszą rolę w procesie oczyszczania, np:
- rozkładają i asymilują związki węgla;
- asymilują i ulatniają związki azotu;
- wytrącają związki siarki;
- blokują metale ciężkie oraz związki fosforu.
Metoda opata na mikroorganizmach nie wymaga stosowania jakichkolwiek substancji czy związków chemicznych.
Z artykułu dowiesz się:
- jakie są cechy pasywnych systemów oczyszczania ścieków,
- jak działają oczyszczalnie hybrydowo-hydrofitowe
- jak wykorzystać metody pasywne w mikro skali.
Ponadto system bagienny ma olbrzymią zaletę, gdyż mikroorganizmy z łatwością dostosowują się do panujących warunków, np. ilości dopływających ścieków, zmiennego ładunku zanieczyszczeń w ściekach czy zróżnicowanej temperatury.
Ten typ oczyszczalni biologicznej opartej na odwzorowaniu naturalnych warunków siedliskowych ekosystemów bagiennych nosi popularną nazwę oczyszczalni hydrofitowej, od typu roślinności hydrofitowej (wodolubnej).
Czym są oczyszczalnie hybrydowo-hydrofitowe?
Coraz częściej zastosowanie znajdują oczyszczalnie tzw. hybrydowe-hydrofitowe, zaliczane także do pasywnych systemów oczyszczania ścieków bytowych. Polegają one na łączonym systemie oczyszczania ścieków:
- Faza I – oczyszczanie mechanicznie.
- Faza II – oczyszczanie biologicznie ze złożem filtracyjnym.
Wady systemu hybrydowego
Metoda hybrydowa wiąże się jednak z efektem ubocznym w postaci osadu ściekowego, który należy bezpiecznie zagospodarować. Jedną z efektywnych metod jest osuszenie go na specjalnie przygotowanych poletkach osadowych, które można także obsiać roślinnością biogenną. Tym sposobem można przyspieszyć tempo procesu osuszania osadu ściekowego, a także zwiększyć jego redukcję. Nie jest to jednak sposób idealny, gdyż wymaga dodatkowo dużej powierzchni terenu. Ponadto system hybrydowy zastosowany w oczyszczalni ścieków wymaga jednak obsługi. Wobec tego można jednoznacznie stwierdzić, że oczyszczalnia hybrydowa tylko w II fazie wykazuje cechy pasywnego systemu oczyszczania.
Pasywne metody w skali mikro
Elementy pasywnego oczyszczania ścieków znalazły zastosowanie także w indywidualnych gospodarstwach domowych. Mogą być alternatywą dla szamb lub mechanicznych oczyszczalni ścieków czy osadników gnilnych. Do biologicznych oczyszczalni z elementami pasywnymi stosowanymi w skali mikro można zaliczyć kilka przykładowych, np.:
- przydomowe oczyszczalnie z układem rozsączającym bazującym na osadniku gnilnym oraz drenażu rozsączającym – w osadniku gnilnym zachodzi proces separacji zawiesiny oraz fermentacji osadu z udziałem bakterii beztlenowych. Ścieki w fazie płynnej zostają rozprowadzane do gruntu poprzez drenaż rozsączający, gdzie następuje ich końcowe podczyszczenie w warunkach tlenowych. Jest to metoda tania i skuteczna, niewymagająca bieżącej obsługi. Jedynie opróżnianie osadnika gnilnego z osadu wymagane jest co najmniej 1x/rok. Układ rozsączający doskonale się sprawdza w podłożu o gruntach przepuszczalnych (wszelkiego rodzaju piaski).
- oczyszczalnie trzcinowe – oczyszczanie wstępne przebiega także w osadniku gnilnym, po czym ścieki skierowane są do filtra glebowo-korzeniowego, szczelnie odizolowanego od gruntu. Filtr stanowią różne warstwy materiałów filtracyjnych, a przede wszystkim piasek gruby, płukany oraz np. keramzyt (grudki ziemi na bazie gliny, obojętny chemicznie) z dodatkiem kory czy słomy. Takie złoże obsadza się zazwyczaj trzciną, której korzenie doprowadzają tlen w głąb filtra i są siedliskiem mikroorganizmów, tworzących błonę biologiczną. I tu zachodzą reakcje chemiczne tlenowe, jak też beztlenowe, w wyniku których ścieki zostają pozbawione uciążliwych zanieczyszczeń i stają się neutralne dla środowiska. Dogodną sytuacją jest, gdy ścieki można dozować grawitacyjne (np. dozownik z przelewem), bez udziału pompy. W przeciwnym wypadku wymagane jest doprowadzenie zasilania elektrycznego.
Oczyszczone w ten sposób ścieki można gromadzić w specjalnym zbiorniku lub odprowadzać do oczka wodnego, z których wodę można czerpać i wykorzystać np. do podlewania ogrodu.
Wniosek końcowy
Aby przyjęty system charakteryzowała wysoka efektywność oczyszczania, system ten musi najpierw zostać prawidłowo zaprojektowany, wykonany, a następnie eksploatowany. Zasada działania oczyszczalni biologicznych jest prosta, ale wymaga wiedzy, doświadczenia i precyzji. Metody biologiczne oparte na złożu biologicznym potrzebują czasu na tzw. wpracowanie się, ale potem są już trwałe i działają samodzielnie jako bezobsługowe.
Wielką zaletą tych systemów jest ich elastyczność pod kątem ilości i jakości doprowadzanych ścieków, gdyż mikroorganizmy, które są motorem całego procesu, odpowiednio dostosowują się do panujących warunków. Z kolei brak dopływu ścieków nie unicestwia całego systemu, gdyż rośliny i mikroorganizmy potrafią w takich warunkach przeżyć nawet kilka miesięcy.
W omówionych pasywnych metodach oczyszczania ścieków istotną kwestią jest pozostawienie wody w lokalnym ekosystemie, a nie transportowanie jej rurociągami na wiele kilometrów, do końcowego odbiornika np. rzeki.
Doskonałym przykładem jest tworzenie sztucznych mokradeł, które pełnią dodatkowo rolę rezerwuaru wody, tak istotnego na terenach zagrożonych suszą. Wobec tego metoda ta wpisuje się wprost w aktualne programy dotyczące małej retencji czy „Stop suszy”.
Wobec wszelkich zalet oczyszczalni opartej na pasywnym systemie oczyszczania stanowi ona zazwyczaj wybór optymalny.
