Oczyszczalnia jak ogród
Oczyszczalnie roślinne są proste w budowie, wykorzystują naturalne procesy zachodzące w przyrodzie, praktycznie nie potrzebują obsługi, a dodatkowo mogą być pięknym elementem krajobrazu.
Autor: Agata Kosiarska|Włodzimierz Ławacz
Elementy oczyszczalni roślinnej po mniej więcej roku stają się mało widoczne, a po kilku latach praktycznie w ogóle ich nie widać.
Statyczna oczyszczalnia roślinna
W oczyszczalniach roślinnych ścieki wstępnie podczyszczone na osadniku trafiają na złoże obsadzone roślinnością typowo wodną lub występującą na terenach podmokłych, na przykład trzciną lub wierzbą korzeniową. Rozbudowany system korzeniowy roślin przerasta złoże, udrażniając je i zapewniając stały przepływ ścieków. Dostarcza też tlen do głębszych warstw złoża, gdzie mikroorganizmy wykorzystują go do tlenowego rozkładu zawartych w ściekach substancji organicznych. Przepływ ścieków przez złoże odbywa się statycznie, bez udziału urządzeń mechanicznych. Może być poziomy (powierzchniowy lub podpowierzchniowy), pionowy lub mieszany. Aby ścieki oczyściły się w wymaganym stopniu, muszą mieć zapewniony odpowiednio długi czas kontaktu ze złożem. Powinny płynąć wolno i na znacznej powierzchni – przyjmuje się, że jest to od 5 do 15 m² na jednego mieszkańca. Powolny ruch ścieków, szczególnie w złożach o przepływie poziomym, może też prowadzić do deficytu tlenowego w złożu, a więc i osłabienia efektów oczyszczania.
Dynamiczny fitoreaktor
W nowym systemie oczyszczalni roślinnych – nazwanych fitoreaktorami – liniowy, powolny przepływ ścieków przez złoże roślinne (gruntowo-korzeniowe) zastąpiono dynamicznym – w zamkniętych kanałach cyrkulacyjnych.
Podczyszczone ścieki krążą w kanałach cyrkulacyjnych pod złożem roślinnym z prędkością 1-2 m na sekundę. Przepływ wymuszają niewielkie pompy mamucie, tłocząc powietrze. Dzięki temu krążące ścieki sąnapowietrzane (natleniane). Nadmiar gazów w postaci mikropęcherzyków powoduje unoszenie (flotację) zawiesiny w kierunku złoża roślinnego. Jest to specjalne wielofunkcyjne złoże biologiczne. Służy ono jako oparcie dla korzeni porastających je roślin, ale przede wszystkim zapewnia korzystne środowisko do rozwoju błony biologicznej. Cząsteczki zawiesiny flotujące ze ścieków krążących pod złożem są pożywieniem dla mikroorganizmów tworzących błonę biologiczną. Na złożu rozwijają się też bezkręgowce wodne, które konsumują błonę biologiczną.
Wielokrotny, dynamiczny przepływ dobrze natlenionych ścieków pod złożem korzeniowym powoduje wiele korzystnych procesów:
- szybki tlenowy rozkład i mineralizację związków organicznych,
- stałe usuwanie zawiesiny,
- brak sedymentacji i kumulacji (gromadzenia) osadu.
Ścieki w oczyszczalni nigdy nie zamarzają, nawet zimą, gdy temperatura spada poniżej zera.
Oczyszczalnie z fitoreaktorami można podzielić na dwie grupy:
- małe – o przepustowości około 1m³ na dobę,
- duże – od 5 do 100 m³ na dobę.
Mała oczyszczalnia
Jak w każdej oczyszczalni przydomowej, tak i tu pierwszy etap oczyszczania ścieków odbywa się w osadniku wstępnym. Może on być z tworzywa sztucznego lub betonu. Pojemność dobiera się do przewidywanej liczby mieszkańców domu (dla czterech osób są to niecałe 2 m3, dla sześciu – prawie 3 m³). Aby efekty podczyszczania ścieków były lepsze, osadnik powinien być dwu- lub trzykomorowy. Dopływ podczyszczonych ścieków do fitoreaktora jest wymuszany przez pompę zanurzeniową (zatapialną) umieszczoną w ostatniej komorze osadnika wstępnego. Jest ona wyposażona w czujnik poziomu cieczy. Kolejny element oczyszczalni to zrobiony z polietylenu fitoreaktor. Ma on kształt walca o średnicy 2 m i wysokości 2 m. W jego wnętrzu jest osiowo umieszczony drugi walec o takiej samej wysokości, ale mniejszej średnicy – 0,8 m. W dolnej części mniejszego walca znajduje się otwór, dzięki któremu tworzy on z większym walcem system naczyń połączonych (poziom cieczy jest w nich jednakowy). W górnej części mniejszego walca jest otwór (bocznik), przez który odpływają oczyszczone ścieki. Przestrzeń między obu walcami (tak zwany kanał cyrkulacyjny) do głębokości 1,3 m wypełnia się wielofunkcyjnym złożem biologicznym. Jest to siatka z czarnego polietylenu o dużej wytrzymałości (można po niej chodzić). Pozostała pod złożem pusta przestrzeń o wysokości 0,7 m to kanał cyrkulacyjny dla krążących ścieków. Mniejszy, wewnętrzny walec jest wypełniony złożem filtracyjnym (na przykład keramzytem) i pełni funkcję osadnika wtórnego. Ruch cieczy w kanale cyrkulacyjnym wymusza mała pompa powietrzna, tak zwana pompa mamucia, zamontowana na powierzchni terenu, w bezpośrednim sąsiedztwie fitoreaktora, zasilana powietrzem z dmuchawki membranowej (50 l/minutę). Pompa jest cichobieżna, prawie nie słychać, gdy pracuje. Fitoreaktor zwykle zagłębia się 1,5 m pod powierzchnią terenu, a pozostałe 0,5 m wystające ponad poziom terenu obsypuje się ziemią. Dzięki temu oczyszczone ścieki można grawitacyjnie odprowadzać w dowolne miejsce działki. Taki sposób posadowienia fitoreaktora jest najpopularniejszy, ale można go umieścić na dowolnej głębokości (niezależnie od poziomu wód gruntowych) i w dowolnym miejscu działki. Trzeba wówczas odpowiednio dobrać parametry pracy (wysokość podnoszenia i wydajność) pompy zatapialnej znajdującej się w osadniku wstępnym. Oczyszczone ścieki mogą:
- zasilać oczko wodne,
- spływać kaskadą do gleby i dalej do wód gruntowych,
- być wykorzystywane w miejscu powstawania, na przykład do podlewania ogrodu.
