Biologická čistírna odpadních vod: co to je, princip fungování, jak si vybrat

Jednou z účinných metod čištění odpadních vod je biologická, technologie je založena na využití bakterií a prvoků. Zařízení se instalují v podnicích, hotelech, restauracích, zemědělských komplexech, soukromých domech a dalších zařízeních. Pojďme si zjistit, co je biologická čistírna, jak funguje, povíme si o jejích výhodách a nevýhodách a řekneme si o pravidlech pro výběr.

Co je to biologická čistírna?

Čistírna hlubokých biologických odpadních vod (HBČ) je složitá inženýrská stavba potřebná k čištění odpadních vod kontaminovaných činností v domácnostech. Proces čištění je výsledkem působení bakterií a mikroorganismů, které znečišťující látky využívají jako potravu. Po vyčištění lze odpadní vodu vypouštět do životního prostředí – do půdy a vodních ploch.

SBO se používá k odstranění rozpuštěné části organických kontaminantů a biogenních látek, jako je dusík a fosfor. Akumulace mikroorganismů používaných jako čisticí prvky se nazývá biocenóza.

Biocenóza zoogenních bakterií se nazývá aktivovaný kal. Tato technologie byla vynalezena v roce 1913 ve Velké Británii. Rychlost a hloubka čištění závisí na složení mikroorganismů a jejich schopnosti adaptovat se na konkrétní typ znečištění. Používanými mikroorganismy jsou améby, nálevníci, heliozoa atd.

Dalším typem biocenózy používané k čištění odpadních vod je biofilm, známý také jako biofouling. Jedná se o shluk mikroorganismů, které se tvoří na rozhraní mezi médii, v našem případě mezi odpadní vodou a vzduchem.

Autonomní zařízení zahrnuje nádrže, filtry, provzdušňovací systémy, které bakteriím dodávají kyslík, a také systémy pro zpracování a likvidaci kalů. Kromě toho může být SBO vybavena monitorovacím a řídicím systémem. Seznam prvků závisí na modelu stanice a stanovených úkolech.

Princip fungování biologických čistíren odpadních vod

Všechny SBO fungují přibližně na stejném principu. Proces se skládá z několika fází.

Nejprve se odpadní voda dostane do první nádrže, která se nazývá přijímací nebo předběžná komora, vyrovnávací přijímač. Zde se odpadní voda zbavuje velkých nečistot, které se usazují, a poté dochází k primárnímu čištění kanalizace pomocí mikroorganismů (aktivovaný kal).

Další funkcí vyrovnávacího přijímače je schopnost přijmout velký objem odpadní vody během salvového výboje. Komora tak zajišťuje stabilní provoz stanice po celou dobu.

Po první fázi se odpadní voda s aktivovaným kalem čerpá do další sekce, nazývané provzdušňovací nádrž. Zde probíhá hlavní čištění, odpadní voda se působením mikroorganismů zbavuje dusičnanů, fosforu, dusíku, dusitanů a dalších kontaminantů. Technologie se nazývá přerušovaná aerace, při které se odpadní voda buď aktivně mísí s kyslíkem, nebo zůstává nehybná a nasycená kyslíkem.

Částečně vyčištěná odpadní voda je poté pomocí čerpadla vedena do usazovací nádrže a následně samospádem do sekundární bezkyslíkaté usazovací nádrže. Zde se aktivovaný kal sráží a vyčištěná voda odtéká z čističky. Voda je ze sekundární usazovací nádrže odváděna pomocí čerpadla nebo samospádem. Voda může být dále dočištěna a procházet dezinfekční jednotkou.

Sediment je odvážen nákladními vozy na skládku a plyn vznikající při čištění lze využít například v kotelnách. Písek shromážděný v počáteční fázi lze použít ve stavebnictví, velký mechanický odpad se odváží na skládku.

Při použití této technologie je míra čištění 98 % a vypouštění takové vody do přírodních nádrží a do země není zakázáno.

Biologické stanice se liší velikostí a produktivitou. Pro velký průmyslový objekt a letní chatu se zařízení liší charakteristikami a částečně i složením. Podstata práce všech stanic je však shodná – čištění odpadních vod pomocí mikroorganismů.

Princip fungování biologické čistírny s biofilmem je podobný jako u aktivovaného kalu:

• Odpadní voda proudí potrubím do usazovací nádrže, kde se velké částice usazují na dně a lehké částice stoupají a tvoří film.
• Částečně vyčištěná voda vstupuje do druhé nádrže – provzdušňovací nádrže. Její kapacita je naplněna mikroorganismy, pro jejich životně důležitou činnost a reprodukci je do komory rovnoměrně přiváděn vzduch provzdušňovačem.
• Mikroorganismy se živí kyslíkem a organickou hmotou, kterou oxidují, což vede k růstu biofilmu.
• Odumírající biofilm se usazuje na dně nádrže a přebytečný film s vyčištěnou vodou vstupuje do sekundární usazovací nádrže.
• V sekundární usazovací nádrži se biofilm v důsledku gravitační sedimentace zvětšuje a klesá ke dnu.

Recirkulační vzduchový zdvihací systém poté přečerpá přebytečný film zpět do první komory a vyčištěnou vodu vypouští do půdy nebo nádrže. Sediment se postupně vypouští z první usazovací nádrže.

Mnoho lidí si plete SBO se septiky, které se často instalují na malých lokalitách. Rozdíl mezi nimi je však znatelný – septiky k provozu nevyžadují elektřinu a stupeň čištění odpadních vod v nich je nižší než v SBO. Septiky se často instalují v letních chatkách, které se používají pouze v sezóně, zatímco je lepší instalovat stanice pro trvalé použití, a to i na velkých průmyslových lokalitách. SBO má opět složitější konstrukci.

Výhody a nevýhody biologických čistíren

Biologické čistírny odpadních vod poskytují řadu výhod, i když při jejich používání existují i určité nevýhody. Nejprve si ale pojďme povědět o výhodách:

• Šetrné k životnímu prostředí. Voda je čištěna na úroveň bezpečnou pro životní prostředí, lze ji vypouštět do nádrže nebo půdy bez obav z kontaminace a během procesu rozkladu se do atmosféry uvolňuje minimální množství skleníkových plynů.
• Snadná údržba. Čistírna nevyžaduje speciální údržbu, zařízení je nutné pravidelně čistit a filtry vyměňovat – načasování závisí na intenzitě používání, ale v žádném případě by se to nemělo dělat častěji než jednou ročně.
• Ekonomika. Ušetříte za volání kanalizačních vozů při odčerpávání odpadních vod, stanice spotřebovává minimum elektřiny a její životnost je 15 až 50 let, což vám umožňuje dlouhodobě neinvestovat do nákupu nových instalací.
• Snadná instalace. Malé SBO pro soukromé domy nebo chaty lze instalovat samostatně, ale při instalaci výkonných stanic pro průmyslové použití se již bez specialistů neobejdete.
• Kompaktnost. Zařízení s nízkou produktivitou nezabírá mnoho místa, je možné pro něj najít místo i v omezených prostorách.
• Úroveň čištění. SBO čistí odpadní vodu až na 98 %, což je více než u většiny ostatních typů čističek.
• Pohodlí obsluhy. Při zpracování odpadních vod nevznikají žádné nepříjemné pachy, čerpadla pracují tiše, bez dráždivých hlasitých zvuků.
• Celoroční. Stanice fungují normálně při vysokých i nízkých teplotách, což umožňuje jejich použití v létě i v zimě.

Kromě toho lze SBO instalovat na jakýkoli typ půdy, včetně písku a jílu.

Existuje také několik nevýhod. Hlavní je, že stanice pracuje na elektřinu, takže je důležité před instalací zajistit připojení ke zdroji energie. Budete také muset pravidelně odstraňovat vrstvu kalu ze stěn nádrží. Pokud čistírny v zimě nepoužíváte, je třeba je konzervovat.

Jak vybrat biologickou čistírnu odpadních vod

Před nákupem systémů je důležité analyzovat 4 parametry:

• Výkon.
• Objem salvového výboje.
• Odolnost proti mrazu.
• Typ půdy.

Trochu podrobněji o každém parametru.

Produktivita se měří v m3/den nebo litrech/den. Při instalaci v průmyslovém podniku nebo restauraci nechte objem vypočítat odborníkem s přihlédnutím ke všem možným, včetně extrémních, nákladům.

Při koupi pro soukromý dům si můžete výpočet provést sami. Odvodnění není jen splachování toalety, ale i mytí nádobí, sprchování atd. Předpokládá se, že průměrný objem odpadních vod na osobu je 200-250 litrů. Vynásobte toto číslo počtem stálých obyvatel a získejte kapacitu nádrže. Druhá možnost výpočtu pomocí měřičů: změřte objem teplé a studené vody po dobu jednoho týdne, vydělte 7 dny a získejte průměrný výsledek. Vyberte s malou rezervou, ale nepřehánějte to.

Vezměte v úvahu objem salvového výboje, měří se v m3/hod. Číslo závisí na charakteristikách výrobního procesu, počtu vodovodních armatur. Například pokud jsou v domě 2 koupelny a obvykle je odebírají 2 lidé současně, pak objem výboje z nich bude 500 litrů. Doporučuje se vypočítat výboj po dobu 2 hodin ze všech zdrojů během špičkové výroby a spotřeby.

Při celoročním používání zařízení berte v úvahu minimální teploty pro normální provoz. Jinak budou stanice pravidelně selhávat.

Složitost a podle toho i náklady na instalaci závisí na typu půdy. Nejpřijatelnější a nejlevnější variantou je hlinitá, písčitá nebo písčito-hlinitá nevlhčí půda. Pak bude voda do půdy proudit samospádem. Na půdě s vysokou hladinou podzemní vody bude nutné provádět složité výpočty, případně hydrogeologické průzkumy, používat složitější instalační schémata – to vše zvyšuje náklady na práci. Pokud je výška podzemní vody menší než 1 metr od povrchu, pak se postarejte o vybavení drenážního systému.

Při výběru zvažte také výrobce. Pokud společnost působí na trhu již dlouho, dokončila desítky projektů a nemá žádné stížnosti, pak stojí za to věnovat pozornost především jí.