Biologiczne oczyszczanie ścieków to jeden z najskuteczniejszych i najbardziej ekologicznych sposobów usuwania zanieczyszczeń ze ścieków komunalnych i przemysłowych. Proces ten opiera się na naturalnej zdolności mikroorganizmów do rozkładu związków organicznych i przekształcania ich w nieszkodliwe substancje. Jednakże efektywność tego procesu jest silnie uzależniona od warunków środowiskowych, w tym szczególnie od temperatury. Okres zimowy stanowi szczególne wyzwanie dla operatorów oczyszczalni ścieków, ponieważ niskie temperatury znacząco spowalniają aktywność biologiczną mikroorganizmów, co przekłada się na obniżenie skuteczności całego procesu oczyszczania.
Wpływ niskich temperatur na procesy biologiczne
Zima stanowi szczególne wyzwanie dla systemów biologicznego oczyszczania ścieków. Gdy temperatura otoczenia spada, aktywność mikroorganizmów odpowiedzialnych za rozkład zanieczyszczeń znacząco się zmniejsza. Bakterie, podobnie jak inne organizmy żywe, reagują na zmiany temperatury spowolnieniem metabolizmu. W praktyce oznacza to, że stają się one mniej efektywne w rozkładaniu szkodliwych substancji zawartych w ściekach. Temperatura ścieków w komorach osadu czynnego może spaść nawet do 12 stopni Celsjusza, co powoduje, że bakterie stają się “ospałe” i mniej chętne do pracy.
Dodatkowym problemem jest fakt, że zimą drogi są często posypywane solą, która następnie trafia do sieci kanalizacyjnej. Zwiększony ładunek soli w ściekach dodatkowo obniża ich temperaturę i negatywnie wpływa na bakterie pracujące w reaktorach biologicznych. W efekcie, redukcja BZT5 (biochemicznego zapotrzebowania tlenu), która latem może dochodzić do 90-95%, zimą spada nawet do 30-50%.
Strategie zwiększania efektywności w okresie zimowym
Zwiększenie stężenia mikroorganizmów
Podstawową strategią stosowaną w oczyszczalniach ścieków podczas zimy jest zwiększenie stężenia bakterii w komorach osadu czynnego. Dzięki temu, mimo spowolnionego metabolizmu pojedynczych mikroorganizmów, większa ich liczba jest w stanie wykonać tę samą pracę, którą latem wykonuje mniejsza populacja.
Optymalizacja parametrów procesowych
W okresie zimowym kluczowa jest również optymalizacja parametrów procesowych, takich jak:
- Czas retencji osadu
- Obciążenie reaktora ładunkiem zanieczyszczeń
- Intensywność napowietrzania
Dłuższy czas retencji osadu pozwala na dokładniejsze oczyszczenie ścieków, mimo spowolnionego metabolizmu bakterii. Jednocześnie warto pamiętać o odpowiednim napowietrzaniu, które dostarcza tlen niezbędny do procesów tlenowych.
Zabezpieczenie infrastruktury
Oprócz optymalizacji samego procesu biologicznego, konieczne jest również odpowiednie zabezpieczenie infrastruktury oczyszczalni przed mrozem:
| Element infrastruktury | Sposób zabezpieczenia | Cel |
|---|---|---|
| Zbiorniki | Ocieplenie wodoodporną warstwą styropianu | Zapobieganie tworzeniu się lodu na powierzchni ścieków |
| Drenaż rozsączający | Zabezpieczenie geowłókniną | Umożliwienie pracy rur w warunkach zimowych |
| Kominek napowietrzający | Montaż kapturka | Zapobieganie niedrożności przewodów |
| Rury | Odpowiednia głębokość posadowienia | Uniknięcie zamarzania |
Specyfika przydomowych oczyszczalni ścieków
Przydomowe oczyszczalnie ścieków mają pewną naturalną odporność na niskie temperatury. Temperatura ścieków trafiających do przydomowej oczyszczalni oscyluje na poziomie 20 stopni Celsjusza. Po trafieniu do osadnika rozpoczynają się intensywne procesy fermentacyjne, które generują ciepło podtrzymujące temperaturę ścieków.
Dzięki tym procesom, nawet przy najmroźniejszych zimach, temperatura w prawidłowo działającej oczyszczalni nie spada poniżej 10 stopni Celsjusza. W takich warunkach system może funkcjonować w sposób nienaganny, pod warunkiem że jest stale eksploatowany.
Warto jednak pamiętać, że na przymarzanie najbardziej narażona jest instalacja, w której ścieki odprowadzane są w bardzo małej ilości. Zagrożenie stanowi także niedomykający się zawór pływakowy przy toalecie, gdyż odejście przewodu kanalizacyjnego z budynku usytuowane jest powyżej strefy przemarzania gruntu.
Innowacyjne rozwiązania technologiczne
Technologie mikroorganizmów aktywnych elektrochemicznie (MET)
Jednym z nowatorskich rozwiązań jest wykorzystanie technologii mikroorganizmów aktywnych elektrochemicznie (MET). Połączenie bakterii przenoszących elektrony z materiałem elektroprzewodzącym pozwala na dziesięciokrotny wzrost tempa oczyszczania ścieków w porównaniu z technikami konwencjonalnymi.
Technologia ta wykorzystuje szybki metabolizm bakterii przenoszących elektrony do przemiany zanieczyszczeń w energię elektryczną, która jest proporcjonalna do ilości usuniętych zanieczyszczeń. Im więcej zanieczyszczeń zjadają bakterie, tym więcej energii jest pozyskiwanej.
Co ciekawe, w trakcie testów tej technologii odkryto, że bakterie z rodzaju Geobacter wykazują dominację nawet w obecności tlenu, co zwiększa wydajność technologii. Jest to zaskakujące, ponieważ bakterie te były dotychczas zawsze hodowane z dala od tlenu.
Systemy monitoringu
Innowacyjne rozwiązania technologiczne, takie jak systemy monitoringu, mogą znacząco ułatwić radzenie sobie z sezonowymi wyzwaniami. Systemy te umożliwiają bieżące śledzenie parametrów pracy oczyszczalni, co pozwala na szybką reakcję na potencjalne problemy, takie jak spadek temperatury w zbiorniku poniżej optymalnego poziomu.
Biopreparaty dedykowane do warunków zimowych
W warunkach zimowych szczególnie istotne jest stosowanie odpowiednich biopreparatów, które wspierają pracę mikroorganizmów. Optymalne warunki do rozwoju mikroorganizmów w biopreparatach to zakres temperatur od 15°C do 35°C. W niższych temperaturach warto rozważyć preparaty, które są bardziej odporne na chłód.
Jednym z polecanych preparatów jest NEOBAC, który skutecznie walczy z nieprzyjemnym zapachem i gromadzącym się w oczyszczalni osadem organicznym. Preparat ten ułatwia rozpuszczanie nieczystości, upłynnia je i pomaga rozłożyć na mniejsze cząsteczki, co jest szczególnie istotne w warunkach zimowych, gdy naturalne procesy biologiczne są spowolnione.
Działania profilaktyczne przed sezonem zimowym
Aby zapewnić sprawne działanie oczyszczalni ścieków w okresie zimowym, warto podjąć odpowiednie działania profilaktyczne:
- Regularne sprawdzanie poziomu osadu – przed zimą warto zamówić usługę asenizacyjną, jeśli poziom osadów jest wysoki
- Aplikowanie bakteryjnego preparatu do drenażu – wiosną i jesienią warto zaaplikować za zbiornikiem preparat, który wspomaga działanie układu rozsączającego
- Zabezpieczenie elementów napowietrzających – szczególnie w przypadku oczyszczalni z drenażem rozsączającym, konieczne jest zamontowanie kominka napowietrzającego z kapturkiem zapobiegającym niedrożności przewodów
- Regularne odśnieżanie – należy pamiętać, by do poszczególnych elementów oczyszczalni był dostęp także podczas intensywnych opadów śniegu
Wyzwania związane z bakteriami nitkowatymi
Jesienią pojawia się dodatkowy problem w postaci bakterii nitkowatych, które są pasożytami żerującymi na pożytecznych mikroorganizmach. Bakterie te budują na powierzchni osadników wtórnych oraz w komorach biologicznych gruby kożuch, który utrudnia procesy oczyszczania.
W walce z bakteriami nitkowatymi stosuje się koagulant o nazwie PAX, który nie pozwala im się odżywiać, co doprowadza je do śmierci głodowej. Problem z bakteriami nitkowatymi utrzymuje się zwykle aż do czerwca, kiedy to zanikają one naturalnie.
Biologiczne oczyszczanie ścieków zimą – jak utrzymać wysoką efektywność?
Biologiczne oczyszczanie ścieków w warunkach zimowych stanowi poważne wyzwanie technologiczne. Niskie temperatury znacząco spowalniają metabolizm mikroorganizmów odpowiedzialnych za rozkład zanieczyszczeń, co wymaga odpowiednich działań kompensacyjnych.
Kluczowe strategie optymalizacji procesu biologicznego oczyszczania w warunkach zimowych obejmują zwiększenie stężenia bakterii, optymalizację parametrów procesowych oraz odpowiednie zabezpieczenie infrastruktury. Dodatkowo, stosowanie dedykowanych biopreparatów oraz innowacyjnych technologii, takich jak MET, może znacząco poprawić efektywność oczyszczania.
Dzięki odpowiedniemu przygotowaniu i zarządzaniu, oczyszczalnie ścieków mogą skutecznie funkcjonować przez cały rok, niezależnie od warunków atmosferycznych, zapewniając ochronę środowiska naturalnego przed zanieczyszczeniami.
Dodaj komentarz