Oczyszczalnia ścieków działa w trzech głównych etapach poznaj cały proces
- Proces oczyszczania ścieków składa się z trzech głównych etapów: mechanicznego, biologicznego i chemicznego, a także z etapu przetwarzania osadów.
- Kluczową rolę w biologicznym oczyszczaniu odgrywają mikroorganizmy tworzące tzw. osad czynny, które "zjadają" zanieczyszczenia organiczne.
- Powstający osad ściekowy nie jest odpadem, lecz cennym surowcem jest przetwarzany m.in. na biogaz (źródło energii) i nawóz.
- Końcowym rezultatem jest odprowadzenie oczyszczonej wody, która spełnia rygorystyczne normy i wraca do rzek lub jezior.
Etap pierwszy: mechaniczne porządki w oczyszczalni
Pierwsze wrażenie jest najważniejsze, a w oczyszczalni ścieków ten etap polega na usunięciu wszystkiego, co duże i niepożądane. To takie wstępne "porządki", które przygotowują ścieki do dalszych, bardziej zaawansowanych procesów. Bez tego kroku, dalsze etapy byłyby znacznie utrudnione, a nawet niemożliwe.
- Kraty i sita: To pierwsza linia obrony, bariera, która wyłapuje największe zanieczyszczenia stałe. Wyobraźcie sobie, że do oczyszczalni trafiają nie tylko papier toaletowy, ale i szmaty, patyki, a nawet inne, bardziej zaskakujące przedmioty. Te elementy, nazywane skratkami, są automatycznie usuwane i trafiają do dalszego zagospodarowania, chroniąc pompy i inne urządzenia przed uszkodzeniem.
- Piaskownik: Po usunięciu skratek, ścieki trafiają do piaskownika. Tutaj prędkość przepływu wody jest znacznie zmniejszona. Dzięki temu cięższe cząstki mineralne, takie jak piasek, żwir czy drobne kamyki, mają szansę opaść na dno. Ich usunięcie jest kluczowe, ponieważ mogłyby one powodować ścieranie i uszkodzenia w kolejnych elementach instalacji.
- Osadnik wstępny: Ostatni etap oczyszczania mechanicznego to osadnik wstępny. W tym zbiorniku ścieki płyną jeszcze wolniej, co pozwala na opadnięcie na dno drobniejszych cząstek stałych, które wcześniej znajdowały się w zawieszeniu. Tworzą one tzw. osad wstępny, który jest następnie zbierany i kierowany do dalszej obróbki. To właśnie tutaj usuwamy znaczną część zawiesin, które mogłyby obciążać procesy biologiczne.
Etap drugi: biologiczne serce oczyszczalni i armia mikroorganizmów
Po mechanicznym oczyszczaniu ścieki są już wolne od większych zanieczyszczeń, ale nadal zawierają mnóstwo substancji organicznych rozpuszczonych w wodzie. To właśnie tutaj wkracza do akcji "armia" mikroorganizmów, która stanowi biologiczne serce każdej nowoczesnej oczyszczalni.
Kluczową rolę odgrywa tu tzw. osad czynny to nic innego jak skupisko miliardów pożytecznych bakterii, pierwotniaków i innych mikroorganizmów. Te maleńkie "robotnice" są prawdziwymi bohaterami, ponieważ to one rozkładają zanieczyszczenia organiczne, przekształcając je w nieszkodliwe substancje. Proces ten odbywa się w specjalnie zaprojektowanych reaktorach biologicznych, gdzie ścieki są intensywnie napowietrzane. Tlen jest niezbędny dla życia i pracy tych mikroorganizmów, które w warunkach tlenowych efektywnie "zjadają" materię organiczną, redukując BZT (biologiczne zapotrzebowanie na tlen) i ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen).
W tym etapie niezwykle ważne jest również usuwanie związków azotu i fosforu. Nadmierna ich ilość w wodach powierzchniowych prowadzi do zjawiska eutrofizacji, czyli nadmiernego użyźniania, co skutkuje masowym rozwojem glonów i sinic, a w konsekwencji deficytem tlenu i obumieraniem życia wodnego. Mikroorganizmy w oczyszczalni potrafią przekształcać związki azotu (proces nitryfikacji i denitryfikacji) oraz akumulować fosfor, skutecznie chroniąc nasze rzeki i jeziora przed tym problemem.
Po przejściu przez reaktory biologiczne, mieszanina oczyszczonych ścieków i osadu czynnego trafia do osadnika wtórnego. Tutaj, podobnie jak w osadniku wstępnym, dzięki zmniejszeniu prędkości przepływu, osad czynny opada na dno, oddzielając się od już czystej wody. Większość tego osadu jest następnie zawracana do reaktorów biologicznych, aby kontynuować proces oczyszczania, natomiast nadmiar osadu, czyli tzw. osad nadmierny, jest kierowany do dalszej obróbki.
Etap trzeci: chemiczna precyzja, gdy biologia to za mało
Chociaż oczyszczanie biologiczne jest niezwykle efektywne, czasami sama biologia to za mało, aby sprostać rygorystycznym normom. W takich sytuacjach wkracza do akcji oczyszczanie chemiczne, które stanowi wsparcie dla procesów biologicznych. Najczęściej stosuje się je w celu usunięcia nadmiaru fosforu, którego mikroorganizmy nie były w stanie w pełni wyeliminować. Proces ten nazywamy koagulacją. Polega on na dodaniu do ścieków specjalnych chemikaliów, najczęściej soli żelaza lub glinu. Te substancje działają jak magnes, wiążąc cząsteczki fosforu w większe, nierozpuszczalne kłaczki. Dzięki temu fosfor wytrąca się ze ścieków w postaci osadu, który można łatwo usunąć, zapewniając jeszcze wyższą jakość odprowadzanej wody.
Co dzieje się z osadem, czyli produktem ubocznym oczyszczania?
Osad ściekowy, który powstaje na różnych etapach oczyszczania, to nie tylko problematyczny odpad, ale także cenny zasób. Współczesne oczyszczalnie coraz częściej traktują go jako surowiec, z którego można odzyskać energię i składniki odżywcze. To przykład gospodarki o obiegu zamkniętym w praktyce.
- Fermentacja i produkcja biogazu: Jedną z najpopularniejszych metod zagospodarowania osadów jest ich poddanie fermentacji beztlenowej w specjalnych komorach fermentacyjnych. W wyniku tego procesu powstaje biogaz, który jest bogaty w metan. Biogaz ten to cenne źródło energii! Często jest on wykorzystywany do zasilania samej oczyszczalni w prąd i ciepło, co znacząco obniża jej koszty operacyjne i czyni ją bardziej samowystarczalną energetycznie.
- Wykorzystanie jako nawóz: Po odpowiednim przetworzeniu czyli zagęszczeniu, odwodnieniu i higienizacji (usunięciu patogenów) osady ściekowe mogą być bezpiecznie stosowane w rolnictwie jako nawóz. Są one bogate w azot, fosfor i inne mikroelementy, które są niezbędne dla wzrostu roślin. To ekologiczne i ekonomiczne rozwiązanie, które pozwala na zamknięcie obiegu materii.
- Inne metody: W niektórych przypadkach, zwłaszcza gdy inne metody są nieopłacalne lub niemożliwe, osady mogą być również spalane. Spalanie pozwala na znaczne zmniejszenie objętości osadu, a także na odzysk energii cieplnej, która może być dalej wykorzystywana.
Mała skala, wielki efekt: jak działa przydomowa oczyszczalnia ścieków?
Nie każdy ma dostęp do miejskiej kanalizacji, dlatego coraz większą popularnością cieszą się przydomowe oczyszczalnie ścieków (POŚ). Działają one na podobnej zasadzie co duże oczyszczalnie, ale w mikroskali, dopasowanej do potrzeb jednego gospodarstwa domowego lub niewielkiej grupy budynków. To bardzo efektywne rozwiązanie, które pozwala na samodzielne i ekologiczne zarządzanie ściekami.| Oczyszczalnia drenażowa | Oczyszczalnia biologiczna |
|---|---|
| Budowa: Składa się z osadnika gnilnego i systemu drenażu rozsączającego. | Budowa: Posiada osadnik gnilny oraz komory biologiczne (np. z osadem czynnym lub złożem biologicznym). |
| Zasada działania: W osadniku gnilnym zachodzi wstępne oczyszczanie beztlenowe, a następnie ścieki są rozsączane w gruncie, gdzie zachodzi dalsze doczyszczanie przez mikroorganizmy glebowe. | Zasada działania: Po wstępnym oczyszczaniu w osadniku gnilnym, ścieki trafiają do komór, gdzie intensywnie napowietrzane mikroorganizmy rozkładają zanieczyszczenia. |
| Efektywność: Niższa efektywność oczyszczania, wymaga większej powierzchni działki pod drenaż. | Efektywność: Znacznie wyższa efektywność oczyszczania, mniejsze wymagania terenowe. |
- Osadnik gnilny: To pierwszy zbiornik, w którym ścieki są poddawane wstępnemu oczyszczaniu. Następuje tu sedymentacja (opadanie) cięższych cząstek stałych na dno oraz procesy beztlenowego rozkładu materii organicznej.
- Proces oczyszczania tlenowego: Po osadniku gnilnym, podczyszczone ścieki trafiają do kolejnych komór, gdzie, w zależności od typu oczyszczalni (np. z osadem czynnym, złożem biologicznym), zachodzą procesy tlenowego rozkładu zanieczyszczeń przez mikroorganizmy.
- Odprowadzenie oczyszczonej wody: Po przejściu przez wszystkie etapy, oczyszczona woda jest odprowadzana do gruntu (np. poprzez drenaż rozsączający, studnię chłonną) lub do odbiornika powierzchniowego, takiego jak rów melioracyjny czy rzeka, oczywiście po spełnieniu odpowiednich norm.
Przeczytaj również: Przeróbka szamba na oczyszczalnię: Koszt, formalności, krok po kroku
Co dalej z oczyszczoną wodą?
Po przejściu przez wszystkie etapy oczyszczania mechaniczne, biologiczne, a w razie potrzeby także chemiczne woda opuszczająca zakład jest już zupełnie inna niż ta, która do niego wpłynęła. Zanim jednak zostanie z powrotem oddana środowisku, musi spełnić rygorystyczne normy jakości. Te normy są określone w przepisach polskich i unijnych, a ich przestrzeganie jest regularnie kontrolowane. Gdy woda jest już czysta i bezpieczna, jest ona bezpiecznie odprowadzana do tzw. odbiornika, którym najczęściej jest pobliska rzeka lub jezioro. W ten sposób, po skomplikowanym, ale niezwykle ważnym procesie, woda wraca do naturalnego obiegu w przyrodzie, zamykając cykl i przyczyniając się do ochrony naszych ekosystemów.
