Roślinno-stawowa oczyszczalnia ścieków. Budowa i zasada działania

Budowa domu energooszczędnego jak i pasywnego wiąże się z koniecznością zaprojektowania instalacji kanalizacji sanitarnej. Jeśli dążymy, aby projektowany budynek zachował ekologiczny charakter – warto rozważyć odprowadzenie ścieków do przydomowej oczyszczalni ścieków. Dlatego poniższy wpis poświęcony jest oczyszczalniom roślinno-stawowym, omawiam kwestie projektowe związane z budową – jak i eksploatacją takiego rozwiązania.

Zalety przydomowych oczyszczalni ścieków

Na terenach o słabo rozwiniętej infrastrukturze kanalizacyjnej, na inwestorach spada obowiązek zagospodarowania ścieków w obrębie własnej działki. Można to zrobić poprzez wykonanie bezodpływowego zbiornika na ścieki lub przydomowej oczyszczalni ścieków. Większa część inwestorów decyduje się na wybór wariantu drugiego, składającego się z urządzenia podczyszczającego ścieki bytowo-gospodarcze oraz z elementu rozsączającego podczyszczoną wodę.

Takie rozwiązanie wymaga zwykle poniesienia wyższych nakładów inwestycyjnych, ale w trakcie eksploatacji można liczyć na ich szybki zwrot. Oczyszczalnia przeznaczona dla domowego gospodarstwa domowego powinna się opierać na prostej i niezawodnej technologii, pozwalającej uzyskać wysoki stopień oczyszczonych ścieków – musi być również odporna na nierównomierny dopływ i zmieniającą się jakość ścieków.

W oczyszczalniach wykorzystujących osad czynny czy złoże biologiczne zawsze występuje ryzyko pogorszenia jakości oczyszczania ściegów np. na skutek nierównomiernego dopływu ścieków bądź pod wpływem działania środków chemicznych. Alternatywą dla takiego rozwiązania są oczyszczalnie roślinno-stawowe, których zasada opiera się na wykorzystaniu naturalnych procesów oczyszczania wody. Jest korzystnym rozwiązaniem zwłaszcza dla tych, którzy myślą o życiu w zgodzie z naturą i chcą wybierać technologie bezpieczne dla środowiska. Prostota budowy tych oczyszczalni sprawia, że inwestorzy wykonują je sami np. sposobem gospodarczym.

Czym jest naturalna oczyszczalnia ścieków?

Oczyszczalnie roślinno-stawowe często nazywane są oczyszczalniami naturalnymi, korzeniowymi lub hydrobotanicznymi. Wykorzystują one środowisko roślinne oraz wodne do rozkładu zanieczyszczeń zawartych w ściekach. Każda oczyszczalnia roślinno-stawowa składa się z osadnika przepływowego, przepompowni, filtra roślinnego oraz stawu denitryfikacyjnego.

Ścieki z gospodarstwa domowego poddawane są wstępnej sedymentacji w osadniku gnilnym (jedno- lub wielokomorowy). W następnej kolejności podczyszczane ścieki trafiają do pompy – gdzie ciśnieniowo podawane są na złoże roślinne wykonane na podwyższonym nasypie.

Złoże roślinne obsadzone jest kilkoma gatunkami roślin, mianowicie manną mielec (Glyceria maxima), kosaciecem żółtym (Iris pseudoacorus) czy turzycą sztywną (Caricetum hudsonii). Nieczystości przepływają przez kolejne warstwy złoża filtracyjnego, skąd grawitacyjne są odprowadzane do stawu denitryfikacyjnego. Wypływający ze złoża oczyszczony ściek powinien mieć takie parametry, aby można go było użyć np. do celów ogrodniczych.

Oczyszczalnie roślinno-stawowe wymagają bardzo niewielkich nakładów na utrzymanie i eksploatację. Ich techniczne wyposażenie jest skromne – w przypadku zapewnienia grawitacyjnego napływu ścieków na filtr roślinny (np. na pochyłych działkach), mogą być utrzymywane nawet bez zasilania prądem.

Poza rurami kanalizacyjnymi, betonowymi kręgami, zbiornikami, złożem roślinnym, folią stawową i pompą – nie potrzebujemy innych znaczących materiałów. Oczyszczalnie roślinno-stawowe są ekonomiczne i przyjazne dla środowiska. Najlepiej sprawdzą się tam, gdzie położenie kanalizacji i podłączenie do konwencjonalnej oczyszczalni byłoby kosztowne. Kluczową role odgrywa tutaj powierzchnia działki, ta powinna być wystarczająca na wykonanie wszystkich elementów oczyszczalni, łącznie ze stawem denitryfikacyjnym. Ten ostatni może mieć zróżnicowany kształt i powierzchnię – w praktyce porośnięte są bujną roślinnością i wyposażone w atrakcje wodne np. fontanny, natryski itd.

Roślinno-stawowa oczyszczalnia ścieków – elementy

Osadnik

Pierwszym etapem roślinnej oczyszczalni ścieków jest osadnik, ten może być wykonany z kręgów betonowych lub z tworzywa sztucznego np. PEHD. Wielkość osadnika nie odgrywa szczególnie ważnej roli, przede wszystkim wpływa na częstotliwość opróżniania z nagromadzonych osadów. Jego rola polega na wstępnym podczyszczeniu ścieków – głównie z tzw. zawiesiny.

Część ścieków opada na dno, część jest asymilowana przez mikroorganizmy, część przechodzi do formy rozpuszczonej a część przepływa dalej. 

Przepompownia

Podczyszczone wstępnie ścieki w osadniku przepływają do przepompowni. Ta najczęściej wykonana jest w studni, zbudowanej z kręgów betonowych o średnicy do 1 m. W przepompowni umieszczona jest pompa, która ma za zadanie przepompowanie ścieków na główny element oczyszczalni, czyli filtr roślinny. W tym miejscu nie występują znaczące procesy oczyszczania, pełni ona jedynie funkcję hydrauliczną.

Filtr roślinny

Następnym elementem oczyszczalni jest filtr roślinny, powinien posiadać on powierzchnię czynną min. 12 m² – co pozwoli na oczyszczanie ścieków pochodzących od 6 osób. W przypadku, kiedy do oczyszczalni będą dopływać ścieki od 2-3 osób, skuteczność filtra będzie znacznie większa.

Taki filtr roślinny zbudowany jest z trzech warstw ułożonych poziomo. Pierwsza warstwa składa się z grubszego żwiru, ok. 20 cm. W tej warstwie umieszczony jest drenaż, który zbiera gromadzące się w niej oczyszczone ścieki. Nad nią umieszczona jest druga warstwa o miąższości 30 cm, składa się z grubszego żwiru bądź gruboziarnistego piasku. Jest ona przykryta trzecią warstwą organiczną o miąższości 20 cm, która obsadzona jest roślinnością – to na tej warstwie umieszczone są rury kanalizacyjne, które rozprowadzają ścieki z przepompowni.

Dopływ ścieków na filtr roślinny odbywa się cyklicznie, kilka razy w ciągu doby. Po rozprowadzeniu ścieków, rozpoczyna się ich powolny przepływ przez poszczególne warstwy, w trakcie którego następują procesy ich oczyszczania. Oczyszczanie ścieków odbywa się głównie przy współudziale mikroorganizmów, systemu korzeniowego oraz gleby. Dzięki takiej strukturze, odpływ z filtra roślinnego spełnia wymagania stawiane ściekom oczyszczonym.

Zimą wydajność oczyszczalni maleje o kilkanaście procent – dlatego na etapie projektowania złoża roślinnego zawsze dąży się do jego przewymiarowania. Złoże nie zamarza, gdyż tlen transportowany jest do podziemnych części roślin, a w procesie metabolizmu powstaje ciepło. Porcjami podawany jest ciepły ściek, a złoże chronione jest dodatkowo przez kilkunastocentymetrową pokrywę keramzytowo-roślinną.

Staw denitryfikacyjny

Uzyskana po filtrze roślinnym woda spełnia wymagania pod względem sanitarnym, nie stanowi zagrożenia dla zdrowia czy życia zwierząt. To nie oznacza, ze należy wykorzystać wodę do celów higieniczno-sanitarnym, ale stwarza jej możliwości wykorzystania choćby do podlewania zieleni.

Ostatnim elementem oczyszczalni jest staw denitryfikacyjny, ten może zajmować pow. od 6 do 50 m². Wykonany jest on w wykopie, zabezpieczony folią stawową i porośnięty roślinnością wodno-bagienną. Woda trafiająca do stawu denitryfikacyjnego nadal posiada substancje biogenne, czyli azot i fosfor. To sprawia, że w stawie będą rozwijać się rośliny wodne tj. pałka wodna, tartak zwyczajny czy oczeret jeziorowy. W takim środowisku zasiedlają się również organizmy zwierzęce, owady czy pajęczaki.

Im więcej organizmów roślinnych i zwierzęcych będzie zaangażowanych w procesy doczyszczania wody, tym skuteczniej oczyszczana jest woda. Staw można wyposażyć w dodatkowe rozwiązania technologiczne, takie jak złoża półprzepuszczalne, kaskady czy filtry – które również będą przyczyniać się do poprawy jakości oczyszczania wody.

Budowa oczyszczalni a przepisy zewnętrzne

Budowa roślinno-stawowej oczyszczalni ścieków podlega przepisom prawa budowlanego [1] oraz warunkom technicznym jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2]. Zgodnie z nimi,  budowa każdej przydomowej oczyszczalni ścieków o przepustowości do 7,5 m³/dobę nie wymaga decyzji o pozwolenia na budowę. Jej budowa wymaga zgłoszenia w Starostwie, do tego celu należy przygotować plan sytuacyjny na kopii mapy zasadniczej, oświadczenie o prawie dysponowania gruntem, opis techniczny rozwiązania etc.

Uwzględniając posadowienie przydomowej oczyszczalni ścieków, należy spełnić wszystkie wymagane prawem odległości od budynków, granicy sąsiedniej działki czy infrastruktury technicznej. Warto wspomnieć o kwestii pozwolenia wodnoprawnego [3]. Jeśli zdecydujemy się na odprowadzenie oczyszczonych wód do urządzenia wodnego tj. studnie chłonne, drenaż rozsączający – musimy uzyskać pozwolenie wodnoprawne w myśl art. 388 ust. 5 Prawa wodnego.

Zgodnie z art. 388 ust. 5 Prawa wodnego pozwolenie wodnoprawne dołącza się do wniosku o wydanie pozwolenia na budowę, jak również do zgłoszenia budowlanego – dokonywanych na podstawie ustawy Prawo budowlane. Wspominanego pozwolenia wodnoprawnego nie wymaga budowa stawu denitryfikacyjnego, czyli oczka wodnego – który będzie służyć do przejmowania oczyszczonej wody pochodzącej z oczyszczalni roślinno-stawowej.

Kwestie eksploatacyjne

Oczyszczalnie roślinno-stawowe z racji minimalnej ilości urządzeń mechanicznych i hydraulicznych, potrafią latami pracować bez większych zabiegów eksploatacyjnych. Filtr roślinny czy staw denitryfikacyjny, jeśli nie zostaną uszkodzone w skutek działania zewnętrznego – same nie ulegną zniszczeniu.

Jednak dbając o nie, wydłużymy okres ich sprawności oraz podtrzymujemy optymalne warunki pracy. Zakres działań ogranicza się do regularnego opróżniania osadnika (przynajmniej raz w roku), sprawdzenia poprawności działania pompy, skoszenia roślinności na filtrze dwa razy w roku czy wyczyszczenia na wiosnę stawu denitryfikacyjnego.

Wprawdzie większość filtrów roślinnych pracuje w okresie zimowym bez specjalnego zabezpieczenie przed zamarzaniem. Mimo to zaleca się, aby powierzchnię filtra, łącznie z rurami rozprowadzającymi – zabezpieczyć przed działaniem mrozu. Najlepszym rozwiązaniem jest zrobienie małego stelaża drewnianego na filtrze, naciągnięcie na niego folii i ułożenie na jego powierzchni słomy, siania, liści lub innego materiału chroniącego.

Powołania:

Zdjęcie główne: www.shtterstock.com

[1] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414)

[2] Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – (Dz.U. 2019 poz. 1065)

[3] Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne (Dz.U. 2017 poz. 1566)