System leczenia aerobowego
System oczyszczania tlenowego ( ATS ) , często nazywany tlenowym systemem septycznym, to system oczyszczania ścieków na małą skalę podobny do systemu szamba , ale który wykorzystuje proces tlenowy do trawienia , a nie tylko proces beztlenowy stosowany w systemach septycznych. Systemy te są powszechnie spotykane na wiejskich , gdzie publiczne kanały ściekowe nie są dostępne, i mogą być stosowane w jednym miejscu zamieszkania lub w małej grupie domów.
W przeciwieństwie do tradycyjnego systemu septycznego, system oczyszczania tlenowego wytwarza wysokiej jakości ścieki wtórne, które można sterylizować i stosować do nawadniania powierzchniowego. Pozwala to na znacznie większą elastyczność w rozmieszczeniu pola ługowania , a także zmniejszenie wymaganego rozmiaru pola ługowania nawet o połowę.
Proces
Proces ATS zasadniczo składa się z następujących faz:
- Etap wstępnej obróbki w celu usunięcia dużych ciał stałych i innych niepożądanych substancji.
- Etap napowietrzania, w którym bakterie tlenowe trawią odpady biologiczne.
- Etap osadzania umożliwia osiadanie niestrawionych ciał stałych. Tworzy to osad, który należy okresowo usuwać z układu.
- Etap dezynfekcji, w którym chlor lub podobny środek dezynfekujący jest mieszany z wodą w celu uzyskania efektu antyseptycznego. Inną opcją jest dezynfekcja UV, w której woda jest wystawiana na działanie promieni UV wewnątrz urządzenia do dezynfekcji UV.
Etap dezynfekcji jest opcjonalny i jest stosowany tam, gdzie wymagane są sterylne ścieki, na przykład w przypadkach, gdy ścieki są rozprowadzane nad ziemią. Zwykle stosowanym środkiem dezynfekującym są tabletki podchlorynu wapnia , które są specjalnie wytwarzane do systemów oczyszczania ścieków. Tabletki mają szybko rozkładać się pod wpływem światła słonecznego. Stabilizowane formy chloru utrzymują się po rozproszeniu ścieków i mogą zabijać rośliny na polu ługowania.
Ponieważ ATS zawiera żywy ekosystem drobnoustrojów do trawienia produktów przemiany materii w wodzie, nadmierne ilości substancji, takich jak wybielacze lub antybiotyki , mogą uszkodzić środowisko ATS i zmniejszyć skuteczność leczenia. Należy również unikać przedmiotów niestrawnych, ponieważ gromadzą się one w systemie i wymagają częstszego usuwania osadu.
Rodzaje systemów oczyszczania tlenowego
Systemy aerobowe na małą skalę generalnie wykorzystują jeden z dwóch projektów, systemy ze stałą błoną lub systemy aerobowe o ciągłym przepływie i zawieszonym wzroście (CFSGAS). Oczyszczanie wstępne i obróbka ścieków są podobne w obu typach systemów, a różnica polega na etapie napowietrzania.
Stałe systemy filmowe
Systemy ze stałą warstwą wykorzystują porowaty ośrodek, który zapewnia złoże podtrzymujące warstwę biomasy, która trawi odpady w ściekach. Projekty systemów z filmami stałymi są bardzo zróżnicowane, ale można je podzielić na dwie podstawowe kategorie (chociaż niektóre systemy mogą łączyć obie metody). Pierwszy to system, w którym medium jest przemieszczane względem ścieków, naprzemiennie zanurzając folię i wystawiając ją na działanie powietrza, podczas gdy drugi wykorzystuje medium stacjonarne i zmienia przepływ ścieków, dzięki czemu folia jest na przemian zanurzana i wystawiana na działanie powietrza. W obu przypadkach biomasa musi być wystawiona zarówno na działanie ścieków, jak i powietrza, aby nastąpiła fermentacja tlenowa. Sama folia może być wykonana z dowolnego odpowiedniego materiału porowatego, takiego jak uformowane tworzywo sztuczne lub mech torfowy . Proste systemy wykorzystują media stacjonarne i opierają się na przerywanym, grawitacyjnym przepływie ścieków, aby zapewnić okresową ekspozycję na powietrze i ścieki. Powszechnym systemem ruchomych mediów jest obrotowy kontaktor biologiczny (RBC), który wykorzystuje dyski obracające się powoli na poziomym wale. Prawie 40 procent dysków jest zanurzonych w danym momencie, a wał obraca się z prędkością jednego lub dwóch obrotów na minutę.
Systemy tlenowe o ciągłym przepływie i zawieszonym wzroście
Systemy CFSGAS, jak sama nazwa wskazuje, są zaprojektowane do obsługi ciągłego przepływu i nie zapewniają podłoża dla filmu bakteryjnego, opierając się raczej na bakteriach zawieszonych w ściekach. Zawiesina i napowietrzanie są zwykle zapewniane przez pompę powietrza, która pompuje powietrze przez komorę napowietrzania, zapewniając ciągłe mieszanie ścieków oprócz natleniania. Do niektórych systemów zaprojektowanych do obsługi wyższych niż normalne poziomów biomasy w ściekach można dodać podłoże sprzyjające wzrostowi bakterii utrwalonej błony.
Zmodernizowane lub przenośne systemy aerobowe
Innym coraz powszechniejszym zastosowaniem oczyszczania tlenowego jest naprawa uszkodzonych lub uszkodzonych beztlenowych systemów septycznych poprzez modernizację istniejącego systemu z funkcją tlenową. Ta klasa produktów, znana jako remediacja tlenowa, jest przeznaczona do remediacji biologicznie uszkodzonych i niesprawnych beztlenowych systemów dystrybucji poprzez znaczne zmniejszenie biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT5) i całkowitej zawiesiny (TSS) w ściekach. Redukcja BZT5 i TSS odwraca rozwiniętą biomatę. Ponadto ścieki z dużą zawartością rozpuszczonego tlenu i bakterii tlenowych przepływają do elementu rozprowadzającego i trawią biomatę.
Toalety kompostujące
Toalety kompostujące są przeznaczone do oczyszczania tylko odpadów z toalet, a nie ogólnych ścieków komunalnych i są zwykle używane z toaletami bezwodnymi, a nie z toaletami spłukiwanymi, związanymi z powyższymi typami systemów oczyszczania tlenowego. Systemy te traktują odpady jako wilgotną substancję stałą, a nie płynną zawiesinę, dlatego podczas obróbki oddzielają mocz od kału , aby utrzymać prawidłową zawartość wilgoci w systemie. Przykładem toalety kompostowej jest clivus multrum ( po łacinie „komora nachylona”), która składa się z nachylonej komory oddzielającej mocz i kał oraz wentylatora zapewniającego pozytywną wentylację i zapobiegającego wydostawaniu się zapachów przez toaletę. W komorze mocz i kał są niezależnie rozkładane nie tylko przez bakterie tlenowe, ale także przez grzyby , stawonogi i dżdżownice . Czasy przetwarzania są bardzo długie, z minimalnym rocznym okresem między wywozem odpadów stałych; podczas obróbki objętość odpadów stałych zmniejsza się o 90 procent, a większość z nich jest przekształcana w parę wodną i dwutlenek węgla. Patogeny są eliminowane z odpadów przez długie przebywanie w niegościnnych warunkach w komorze obróbki.
Porównanie z tradycyjnymi systemami septycznymi
napowietrzania i etap dezynfekcji to główne różnice w stosunku do tradycyjnego systemu septycznego ; w rzeczywistości system oczyszczania tlenowego może być stosowany jako wtórne oczyszczanie ścieków z szamba. Te etapy zwiększają początkowy koszt systemu tlenowego, a także wymagania konserwacyjne w porównaniu z pasywnym systemem septycznym. W przeciwieństwie do wielu innych biofiltrów , systemy oczyszczania tlenowego wymagają stałego dostarczania energii elektrycznej do napędzania pompy powietrza, co zwiększa ogólne koszty systemu. Tabletki dezynfekujące należy okresowo wymieniać, podobnie jak elementy elektryczne (sprężarka powietrza) i mechaniczne (dyfuzory powietrza). Z drugiej strony system tlenowy wytwarza ścieki wyższej jakości niż szambo, a zatem pole ługowania może być mniejsze niż w przypadku konwencjonalnego systemu septycznego, a produkt wyjściowy może być odprowadzany na obszarach zbyt wrażliwych środowiskowo na produkcję szamba. Niektóre systemy aerobowe zawracają ścieki przez system zraszaczy , wykorzystując je do podlewania trawnika tam, gdzie zezwalają na to przepisy.
Jakość ścieków
Ponieważ ścieki z ATS są często odprowadzane na powierzchnię pola ługującego, ich jakość jest bardzo ważna. Typowy system ATS, przy prawidłowym działaniu, wytwarza ścieki zawierające mniej niż 30 mg/litr BZT5, 25 mg/l TSS i 10 000 cfu/ml kałowych bakterii z grupy coli . Jest wystarczająco czysty, aby nie mógł utrzymać biomaty lub warstwy „szlamu”, jak szambo.
Ścieki ATS są względnie bezwonne; prawidłowo działający system będzie wytwarzał ścieki o zapachu stęchlizny, ale nie przypominającym ścieków. Oczyszczanie tlenowe jest tak skuteczne w redukcji odorów, że jest preferowaną metodą redukcji odorów z obornika produkowanego w gospodarstwach rolnych.