Skuteczność oczyszczania ścieków w przydomowej oczyszczalni z wykorzystaniem zmodyfikowanego filtru żwirowo-piaskowego

Nieoczyszczone ścieki bytowe na terenach wiejskich stanowią nadal poważne
zagrożenie dla środowiska naturalnego. Brak jednoczesnej budowy systemów wodociągowych i kanalizacyjnych na terenach wiejskich przyczynił się do powstania znacznych
dysproporcji pomiędzy zaopatrzeniem w wodę, a odprowadzeniem ścieków. Ścieki
surowe wprowadzone do naturalnego odbiornika powodują szybką degradacje życia
w odbiorniku i przyczyniają się do zachwiania równowagi biologicznej w środowisku.
ścieki nieoczyszczone mogą doprowadził do pogorszenia jakości wody w studniach
indywidulanych, a nawet doprowadził do całkowitego jej skażenia.
Na terenach gdzie nie można zastosować kanalizacji zbiorczej alternatywą pozostaje
budowa dołów asenizacyjnych lub przydomowych oczyszczalni ścieków. Rozwój
przydomowych oczyszczalni ścieków w Polsce obserwuje się od kilkudziesięciu lat.
W roku 1998 zarejestrowanych przydomowych oczyszczalni było 4000, podczas gdy
w 1999 roku liczba ta wzrosła do 18054 szt. Intensywny wzrost obserwowano w latach
kolejnych, gdzie w 2008 roku zarejestrowanych było 51 943 szt. w 2010 roku liczba ta
wzrosła do około 81 tysięcy szt. a w 2011 roku zarejestrowano około 103 tysięce szt.
W najbliższych latach przewiduje się gwałtowny wzrost nowo budowanych przydomowych
oczyszczalni ścieków.
Celem pracy była analiza skuteczności oczyszczania scieków bytowych
w przydomowej oczyszczalni z wykorzystaniem zmodyfikowanego filtru swirowopiaskowego
o przepływie pionowym. Cel pracy został zrealizowany poprzez wykonanie
wstepnych badań laboratoryjnych z wykorzystaniem modelu wycinkowego „M1”
w skali 1:1, a następnie wykonanie prototypu zmodyfikowanego filtru „F1” w terenie
i określenie skuteczności działania w warunkach terenowych. Na tej podstawie autor
zaproponował nowatorskie rozwiązanie, zmodyfikowany filtr świrowo-piaskowy
o przepływie pionowym. Obecnie trwają procedury związane ze zgłoszeniem patentowym
prototypu zmodyfikowanego filtru świrowo-piaskowego.
Autorskie rozwiązanie filtru piaskowego o przepływie pionowym polegało na:
– wprowadzeniu przed właściwą warstwą filtracyjną (piaskową) warstwy zabezpieczającej z drobnego świru,
– zastosowaniu innowacyjnego układu rozprowadzającego ścieki w postaci
autorskiego rozwiązania,
– zmniejszeniu powierzchni filtru w stosunku do rozwiązań klasycznych.
Klasyczne filtry piaskowe o przepływie pionowym zajmują znaczą powierzchnią (25-30 m2 dla pięcioosobowego gospodarstwa). W pracy podjęto próbę zmniejszenia
wymiarów filtru w planie. Ważnym elementem modyfikacji złoża jest zaprojektowanie
odpowiedniego systemu rozprowadzania ścieków tak, aby wykorzystał warstwą filtracyjną w jak najwyższym stopniu. Rozstawa drenów rozprowadzających ścieki po powierzchni
złoża filtracyjnego w konwencjonalnych rozwiązaniach jest bardzo duża
i wynosi nawet 200 cm. Przy miąższości właściwej warstwy filtracyjnej wynoszącej od
60 do 100 cm może dochodzić do nierównomiernego obciążenia złoża filtracyjnego.
Poprzez zwiększenie wykorzystania warstwy filtracyjnej oraz wprowadzenie dodatkowej
warstwy zabezpieczającej (z drobnego świru) można znacznie zmniejszyć wymiary
filtru piaskowego o przepływie pionowym, przy równoczesnym zachowaniu jakości
filtratu na dopuszczalnym poziomie.
Badania obejmowały między innymi określenie wartości wskaźników fizykochemicznych
zanieczyszczenia w ściekach dopływających oraz odpływających z filtru:
BZT5, ChZTCr, tlen rozpuszczony, zawiesina ogólna, odczyn pH, fosfor ogólny, azot
amonowy N-NH4, azot organiczny, azot całkowity Kjeldahla, azot azotynowy N-NO2,
azot azotanowy N-NO3 oraz azot ogólny, (dodatkowo określono wartości wskaźników
fizykochemicznych ścieków pobranych z następujących głębokości złoża filtracyjnego:
10 cm, 30 cm, 50 cm, 90 cm). Ponadto określono wartości wskaźników mikrobiologicznych
zanieczyszczenia ścieków: bakterie grupy coli, Escherichia coli, Enterokoki, Salmonella
sp., Shigella sp. oraz Clostridium perfringens) w ściekach dopływających do
filtru, na odpływie z warstwy żwirowej oraz na odpływie z warstwy piaskowej.
Na podstawie przeprowadzonych analiz wyników badań zaleca się stosowanie
warstwy zabezpieczającej, wykonanej z drobnego żwiru o średnicy miarodajnej
d10=1,66mm i miąższości 50 cm. Pod tą warstwą powinna być ułożona właściwa warstwa
filtracyjna wykonana z piasku płukanego o średnicy miarodajnej d10=0,40mm
i miąższości co najmniej 60 cm. Niewątpliwą zaletą zmodyfikowanego filtru żwirowopiaskowego
o przepływie pionowym jest niewielka powierzchnia jaką zajmuje
(1,15 m2.M-1) podczas gdy w klasycznych rozwiązaniach jest to nawet 7 m2.M-1. Biorąc
pod uwagę, że usuwanie zanieczyszczeń następuje najintensywniej w początkowej głębokości warstwy zabezpieczającej, bardzo ważną sprawą jest równomierne rozprowadzenie
ścieków wstępnie oczyszczonych po powierzchni warstwy zabezpieczającej
wykonanej z drobnego żwiru. Zastosowanie innowacyjnego układu rozprowadzającego
ścieki pozwoliło w badanym okresie optymalnie wykorzystał powierzchnię złoża filtracyjnego.
Ze względu na znaczne wartości związków biogennych w ściekach oczyszczonych
nie zaleca się stosowania zmodyfikowanego filtru żwirowo-piaskowego przy odprowadzaniu
ścieków oczyszczonych do wód stojących i jezior.

Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
Dziedziny: nauki społeczne
Dyscypliny: geografia społeczno-ekonomiczna i gospodarka przestrzenna