Charakterystyka oczyszczalni ścieków wykorzystującej technologię SBR

Różnorodność oferty POŚ sprawia, że potencjalny inwestor lub instalator może mieć duże problemy związane z wyborem odpowiedniego rozwiązania. Ochrona środowiska, co w naszym przypadku związane jest efektywnością pracy i jakością oczyszczania ścieków przez oczyszczalnię, ma kluczowe znaczenie przy wyborze technologii. Dodatkowym aspektem są bez wątpienia koszty inwestycji od zakupu począwszy, poprzez montaż, aż na wieloletniej eksploatacji kończąc. Należy pamiętać by oceniając inwestycję pod względem ekonomicznym uwzględnić łączną wartość tych parametrów.

Ciekawostka – rys historyczny technologii SBR

Przebieg cyklicznego sposobu pracy oczyszczalni ścieków został po raz pierwszy opisany w 1898 roku przez angielskiego inżyniera Thomasa Wardlea, który wyróżnił kilka faz w pracy reaktora biologicznego:

  • fazę napełniania,
  • fazę napowietrzania,
  • fazę sedymentacji
  • fazę opróżniania

Niestety ograniczenia technologiczne owych czasów, głównie mało rozwiniętą technikę sterowania, inżynier nie mógł znaleźć szerszego zastosowania dla swojego wynalazku. Proces oczyszczania ścieków osadem czynnym z wykorzystaniem reaktorów sekwencyjnych od czasu jego wynalezienia został z tego powodu przez wiele lat zapomniany. Do pomysłu powrócono w 1914 roku, kiedy to proces został na nowo opisany przez Arden’a i Lockett’a, a następnie przez wiele lat trwały nad nim prace badawcze. Jednak dopiero w roku 1952 zasada działania została odkryta na nowo przez Hoovera i Porgesa, którzy ją dokładnie opisali i w konsekwencji wprowadzili do szerokiego zastosowania. Od 1979 roku technologia SBR wykorzystywana jest w oczyszczalniach komunalnych i przemysłowych. Do przydomowych oczyszczalni ścieków technologia SBR trafiła dopiero w 1999 roku.

Zasada działania oczyszczalni SBR

Ścieki bytowe zawierają dużą ilość zawiesin oraz związków organicznych i nieorganicznych. Mogą w nich znajdować się także wirusy i bakterie chorobotwórcze oraz jaja robaków pasożytniczych. Skażenie wód powierzchniowych i podziemnych ściekami bytowymi stanowi więc poważne zagrożenie higieniczne, a także epidemiologiczne, dlatego kluczowe znaczenie z punktu widzenia ochrony środowiska ma wybór technologii wykorzystywanej do oczyszczania ścieków. Im bardziej dopracowana, skuteczna i efektywna technologia, tym mniej zanieczyszczone środowisko naturalne. Warto więc postawić na efektywny i skuteczny, a zarazem niedrogi w eksploatacji system oczyszczania. SBR to skrót od wyrazów – Sequencing Batch Reactor. Już sama nazwa wskazuje jak pracuje dana technologia: ścieki są oczyszczane w sposób okresowy (Batch, Reactor), a utlenianie biologiczne i sedymentacja przebiegają bez przerwy w ściśle określonym przedziale czasu, który jest ciągle powtarzany (Sequencing).

Przydomowa oczyszczalnia ścieków wyposażona jest w sekwencyjny reaktor biologiczny (SBR), a zmagazynowane w osadniku wstępnym surowe ścieki są stopniowo przesyłane do komory oczyszczania biologicznego zawierającej mikroorganizmy (osad czynny). Osad czynny (biomasa zawieszona) to zespół mikroorganizmów (biocenoza) złożony z bakterii, grzybów mikroskopowych i pierwotniaków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozkłada związki organiczne występujące w ściekach na substancje proste, m.in.: dwutlenek węgla, wodę i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów; mikrofauna zaś, odżywiając się bakteriami i grzybami, reguluje ich ilość w biocenozie. W procesie czyszczenia wyodrębnione są dwa etapy: etap buforowania i magazynowania osadu ściekowego oraz etap SBR. Pełen cykl oczyszczania jednej partii ścieków trwa ok. 8 godzin – w tym czasie przez 6 godzin trwa napowietrzanie, a przez 2 godziny sedymentacja. Nadmiar osadu pojawiający się w drugiej z komór przepompowywany jest w trakcie oczyszczania do pierwszej komory. Cykl ten jest sterowany elektronicznym, programowalnym sterownikiem i można go w odpowiedni sposób dostosować do warunków lokalnych. Wartości robocze na sterowniku można optymalizować.

Ścieki oczyszczone w procesie SBR mogą być z łatwością oddane do gruntu poprzez odpowiednio dobrany (w zależności od warunków glebowych) system skrzynek rozsączających. Ścieki oczyszczone mogą być również odprowadzone do wód płynących lub stojących, jednak w tym przypadku konieczne jest uzyskanie zgody odpowiednich organów.

Zużycie prądu

System SBR zbudowany jest z dmuchawy (sprężarki) o mocy ok. 45 W (minimalnie – zależy od wielkości oczyszczalni), dwóch zaworów elektromagnetycznych, sterownika oraz opcjonalnie wyłącznika pływakowego (w zależności od producenta lub/i modelu). Zużycie energii elektrycznej w przypadku klasy oczyszczania C, dzięki efektywnemu wykorzystaniu sprężarki, kształtuje się na poziomie 35-50 kWh/użytkownik/rok. Charakterystyczną cechą podnoszącą wartość funkcjonalną tych oczyszczalni jest tzw. tryb wakacyjny, czyli tryb oszczędzania energii elektrycznej. Jeżeli przez dłuższy okres do oczyszczalni nie są dostarczane świeże ścieki (podczas nieobecności mieszkańców), czas napowietrzania (pracy sprężarki) jest skracany do poziomu pozwalającego utrzymanie mikroorganizmów oraz bakterii znajdujących się wewnątrz oczyszczalni przy życiu. Funkcja uruchamiana jest z poziomu sterownika, a maksymalny okres pracy w tym trybie wynosi 30 dni (w przypadku SOLIDO). Po upływie zadanego czasu sterownik automatycznie przywróci standardowy tryb pracy.

Przegląd oczyszczalni pracujących w technologii SBR zalecamy wykonywać przynajmniej jeden raz w roku. Osad z pierwszej komory (osadnika wstępnego) należy usuwać co 6-24 miesiące – w zależności od rodzaju oczyszczalni oraz jej obciążenia. Przy regularnych przeglądach okres ten zostanie indywidualnie określony przez serwisanta.

Oczyszczalnie SBR pracujące na bazie dmuchawy przewyższają inne technologie stosowane w przydomowych oczyszczalniach ścieków.

Najważniejsze cechy to:

  • trwała i niezawodna konstrukcja (brak pomp czystej i brudnej wody oraz skomplikowanych czujników w oczyszczalni),
  • energooszczędność oraz wydajność (niskie zużycie prądu),
  • prosta instalacja oraz serwisowanie.

Oferta rynkowa POŚ wykorzystujących technologię SBR jest stosunkowo bogata, ale i wśród tego typu urządzeń istnieją rozwiązania bardziej i mniej efektywne.
W modelu SOLIDO dmuchawa wraz z elektrozaworami znajduje się w zbiorniku w szczelnej kapsule zamontowanej powyżej maksymalnego poziomu ścieków w zbiorniku. Powietrze pobierane jest przez przewód wentylacyjny wyprowadzony z kapsuły poza zbiornik – pobór powietrza może być zamontowany w pewnej odległości od zbiornika, by nie zakłócać przestrzeni przeznaczonej do zagospodarowania np. ogrodu. Energia elektryczna dostarczana jest do dmuchawy przewodem elektrycznym wyprowadzonym ze sterownika zamontowanego wewnątrz budynku np. pomieszczeniu technicznym lub w garażu.

Główne zalety urządzeń z dmuchawą w zbiorniku (SOLIDO):

  • bezgłośna praca dmuchawy (brak urządzeń generujących hałas w budynku),
  • mniejsze zużycie energii elektrycznej przez dmuchawę (nie ma konieczności prowadzenia węży powietrznych z budynku do zbiornika, co powodowałoby straty ciśnienia na przewodach),
  • szybki i nie skomplikowany montaż urządzenia.

Inne, popularne na rynku oczyszczalnie oparte o technologię SBR, najczęściej posiadają zamontowane w jednej szafce: sterownik, dmuchawę i elektrozawory, a szafka ta instalowana jest w kotłowni lub garażu, czyli generalnie wewnątrz budynku. Wadą takiego rozwiązania jest przede wszystkim hałas, a także wymusza bardziej skomplikowany montaż (kosztowniejszy niż w przypadku SOLIDO) i zastosowanie sprężarki o wyższej mocy – bardziej energochłonnej (strata ciśnienia na doprowadzeniu przewodów do zbiornika).

przydomowa-oczyszczalnia-2 przydomowa-oczyszczalnia-1

Fot. Zdjęcia osadu czynnego pod mikroskopem

przydomowa-oczyszczalnia-3

Fot. Osad czynny – zawiesina

praktyczne-wykorzystanie-deszczowki-22

Fot. Osad czynny po opadnięciu (30 min. później)

praktyczne-wykorzystanie-deszczowki-23

Fot. Oczyszczona ciecz („woda”)

Wybór przydomowej oczyszczalni ścieków powinien być zawsze dokonywany zarówno w oparciu o dobór najkorzystniejszej do danych warunków mieszkaniowych technologię, ale również z uwzględnieniem kosztów montażu i eksploatacji. Może się bowiem okazać, iż niski koszt zakupu danego rozwiązania zostanie znacznie podniesiony przez skomplikowany montaż. Ważnym czynnikiem wpływającym na wybór konkretnego rozwiązania powinien być także komfort i koszt eksploatacji. To co może nas spotkać, to uciążliwość wywołana przez szum sprężarki, stuki zaworów oraz gabaryty urządzeń sterujących montowanych w pomieszczeniach.

WAŻNE!!

Istotne dla działania POŚ są kwestie eksploatacyjne generowane przez samych użytkowników – wieloletnia bezawaryjna praca oczyszczalni zależy również od tego jakie substancje będziemy do urządzenia wprowadzali. Nie możemy zastępować segregacji odpadów domowych oczyszczalnią, gdyż wprowadzając m.in. śmieci do zbiornika tylko zapychamy pompy, zbiornik i przede wszystkim szkodzimy naturalnym procesom biologicznym.