Współczesne oczyszczalnie ścieków, w tym przydomowe oczyszczalnie ścieków, wykorzystują zaawansowane metody biologiczne, chemiczne i fizyczne, aby skutecznie rozkładać substancje organiczne, usunąć związki chemiczne oraz zminimalizować zagrożenia dla środowiska. Przyjrzyjmy się, jakie procesy zachodzą w przydomowych oczyszczalniach ścieków.
Etapy procesu oczyszczania ścieków
Współczesne oczyszczalnie ścieków (zarówno duże instalacje komunalne, jak i kompaktowe przydomowe systemy) opierają się na szeregu precyzyjnie zaplanowanych procesów fizycznych, biologicznych i chemicznych. W wielu instalacjach ścieki trafiają najpierw do zbiornika retencyjnego, który stabilizuje dopływ i wyrównuje ich ilość.
Ich zadaniem jest stopniowe usuwanie zanieczyszczeń stałych, rozkład substancji organicznych, redukcja związków biogennych oraz doprowadzenie wody do stanu bezpiecznego dla środowiska. Każdy z etapów pełni ściśle określoną funkcję, a ich wspólne działanie pozwala osiągnąć wysoką skuteczność oczyszczania przy jednoczesnym ograniczeniu wpływu na ekosystem.
Jakie procesy zachodzą w oczyszczalni ścieków? Proces oczyszczania możemy podzielić na kilka faz, które następują po sobie i wzajemnie się uzupełniają – od prostych procesów separacji, przez intensywną pracę mikroorganizmów, aż po zaawansowane metody klarowania i stabilizacji pozostałych osadów. 
Poniżej omawiamy najważniejsze etapy, które zachodzą w przydomowej oczyszczalni ścieków.
1. Proces mechaniczny
Pierwszym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie mechaniczne, polegające na fizycznym oddzieleniu większych zanieczyszczeń. Do tego procesu stosuje się różnego rodzaju sita, kraty oraz osadniki, które zatrzymują duże cząstki, takie jak piasek, tłuszcze, plastik czy odpady stałe. Usunięcie większych zanieczyszczeń znacznie zmniejsza obciążenie dla kolejnych etapów.
W przydomowych oczyszczalniach ścieków ten proces często jest realizowany za pomocą osadników wstępnych, w których cząstki stałe opadają na dno, tworząc osad. Mechaniczne oczyszczanie jest więc podstawowym krokiem, który przygotowuje ścieki do dalszych etapów, zapewniając ich skuteczną obróbkę.
2. Proces biologiczny
Po usunięciu większych cząstek ścieki trafiają do sekcji biologicznej (procesu biologicznego). Mikroorganizmy tlenowe i beztlenowe rozkładają substancje organiczne, neutralizują związki azotu i fosforu oraz redukują zanieczyszczenia organiczne. Główną rolę odgrywa tu osad czynny, czyli mieszanina mikroorganizmów odpowiedzialnych za rozkładanie zanieczyszczeń.
W przydomowych oczyszczalniach ścieków stosuje się m.in.:
- komory napowietrzane (mikroorganizmy tlenowe),
- komory beztlenowe (procesy fermentacji),
- złoża biologiczne, w których następuje intensyfikacja rozkładu substancji organicznych.
W niektórych systemach stosuje się również mikroorganizmy beztlenowe, które są w stanie rozkładać bardziej złożone zanieczyszczenia, takie jak tłuszcze czy azotany, w warunkach beztlenowych. W procesie biologicznym powstaje też osad nadmierny, który wymaga okresowego usuwania z układu.
3. Proces chemiczny
W większych oczyszczalniach, oczyszczanie chemiczne polega na dodawaniu substancji chemicznych, koagulantów czy flokulantów, w celu usunięcia rozpuszczonych związków chemicznych oraz zawiesin. Proces ten pomaga w wytrącaniu trudno rozkładalnych zanieczyszczeń, które nie zostały usunięte w procesie biologicznym.
W przypadku oczyszczania ścieków, zawierających metale ciężkie lub związki fosforu, chemiczne oczyszczanie jest niezbędnym etapem. W przydomowych oczyszczalniach ścieków rzadziej stosuje się zaawansowane oczyszczanie chemiczne, jednak niektóre modele mogą mieć elementy tego procesu w postaci specjalnych filtrów chemicznych, które neutralizują szkodliwe substancje, zanim ścieki trafią do końcowego etapu oczyszczania.
4. Proces klarowania i końcowego oczyszczania
Ostatnim etapem jest klarowanie, czyli proces, w którym oczyszczone ścieki są oddzielane od resztek osadów i przygotowywane do zrzutu do środowiska lub dalszego wykorzystania. W większych oczyszczalniach stosuje się osadniki wtórne, w których zanieczyszczenia sedymentują, a oczyszczona woda zostaje oddzielona.
W przydomowych oczyszczalniach ten etap może być realizowany za pomocą filtrów piaskowych, żwirowych lub specjalnych membran filtracyjnych. Oczyszczona woda może być następnie odprowadzona do gruntu, cieków wodnych lub systemów drenażowych.
Proces końcowego oczyszczania powinien zapewniać odpowiednią jakość wody, zgodną z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, szczególnie jeśli woda ta ma być ponownie wykorzystana w celach rekreacyjnych lub przemysłowych.
Monitoring i zarządzanie osadami
Nieodłącznym elementem pracy oczyszczalni jest zarządzanie osadami, które powstają w procesie oczyszczania. Osady te muszą być odpowiednio przerabiane i utylizowane, aby nie stanowiły zagrożenia dla środowiska. W oczyszczalniach stosuje się różne metody obróbki osadów, takie jak kompostowanie, spalanie czy suszenie, w zależności od ich składu i ilości.
W przydomowych oczyszczalniach ścieków zarządzanie osadami jest uproszczone, a osady są regularnie usuwane przez specjalistyczne firmy, co zapewnia ciągłą i bezpieczną eksploatację systemu.
Bibliografia (źródła orientacyjne):
World Health Organization. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater. Volume 1: Policy and regulatory aspects. WHO, link.
EPA. Physical – Chemical Treatment of Raw Wastewater. Nepis/EPA. (opis koagulacji, usuwania zawiesin za pomocą soli żelaza i glinu, link
WHO. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater. Volumes (pełne podejście do zarządzania mikrobiologicznego), link
EPA Region 10. Advanced Wastewater Treatment to Achieve Low Concentration of Phosphorus. (zastosowanie koagulantów żelazowych lub glinowych + filtracja), link
WEF (Water Environment Federation). Basics of Phosphorus Removal. (metody chemiczne: żelazo, glin), link
Comber, S.D.W. i in. „Effects of iron dosing used for phosphorus removal” – badanie redukcji fosforu przez żelazo. Science of the Total Environment, 2021, link
EPA. Secondary Treatment Standards. (wartości BOD5 i zawiesin – norma wtórnego oczyszczania), link
