Bakterie beztlenowe i tlenowe do szamb: poznajemy zasady przetwarzania ścieków

Najlepszym rozwiązaniem do przetwarzania ścieków kanalizacyjnych w warunkach pozamiejskich jest zainstalowanie lokalnej oczyszczalni – szamba lub stacji biologicznego oczyszczania.

Jako składniki przyspieszające rozkład odpadów organicznych działają bakterie do szamb – pożyteczne mikroorganizmy, które nie szkodzą środowisku. Proszę przyznać, że aby prawidłowo dobrać skład i dawkę bioaktywatorów, należy rozumieć zasadę ich działania i znać zasady ich stosowania.

Te kwestie są szczegółowo opisane w artykule. Informacje pomogą właścicielom lokalnej kanalizacji poprawić funkcjonowanie szamba i ułatwić jego obsługę.

Ekologiczne przetwarzanie ścieków kanalizacyjnych

Informacje o tlenowcach i beztlenowcach zainteresują tych, którzy zdecydowali się kupić szambo na działkę podmiejską lub chcą „zmodernizować” już istniejące szambo.

Dobierając odpowiednie rodzaje bakterii i określając dawkę (zgodnie z instrukcją), można poprawić działanie najprostszego urządzenia typu osadnika lub uruchomić funkcjonowanie bardziej złożonego urządzenia – dwu- lub trzykomorowego szamba.

Biologiczne przetwarzanie materii organicznej to naturalny proces, który od dawna jest wykorzystywany przez człowieka do celów gospodarczych.

Najprostsze mikroorganizmy, odżywiając się odpadami ludzkimi, w krótkim czasie przekształcają je w stały osad mineralny, sklarowaną ciecz i tłuszcz, który wypływa na powierzchnię i tworzy warstwę.

Stosowanie bakterii do celów bytowych i sanitarnych jest uzasadnione z następujących powodów:

• Naturalne mikroorganizmy, rozwijające się i żyjące zgodnie z prawami natury, nie szkodzą otaczającej florze i faunie. Ten fakt muszą uwzględnić właściciele posesji przydomowych, którzy wolną przestrzeń wykorzystują do uprawy roślin sadowniczych i warzywnych, zakładania trawników i rabat kwiatowych.
• Znika konieczność nabywania agresywnych środków chemicznych, w przeciwieństwie do naturalnych elementów, które negatywnie wpływają na glebę i rośliny.
• Zapach charakterystyczny dla ścieków bytowo-gospodarczych jest odczuwalny znacznie słabiej lub całkowicie zanika.
• Koszt bioaktyratorów jest niski w porównaniu z korzyściami, jakie przynoszą.

W związku z zanieczyszczeniem gleby i zbiorników wodnych problem ekologii dotknął działki letniskowe, wsie oraz tereny z podmiejskimi nowymi zabudowaniami – osiedlami domków jednorodzinnych. Dzięki działaniu bakterii-sanitariuszy można go częściowo rozwiązać.

W systemie kanalizacji wykorzystywane są dwa rodzaje bakterii: beztlenowe i tlenowe. Bardziej szczegółowe informacje o cechach życia tych dwóch rodzajów mikroorganizmów pomogą Państwu zrozumieć zasadę działania szamb i zbiorników, a także niuanse obsługi urządzeń oczyszczających.

Specjalnie do obsługi szamb i zbiorników uruchomiono produkcję domowych bioaktyratorów, które charakteryzują się niską ceną i prostym sposobem przygotowania (+).

Podstawowe zasady oczyszczania beztlenowego

Mikroorganizmy zdolne do funkcjonowania w przestrzeni beztlenowej nazywane są bakteriami beztlenowymi lub beztlenowcami. Postaramy się zrozumieć, jakie miejsce zajmują w systemie oczyszczania ścieków.

Skąd się wzięły beztlenowce

Należy rozumieć, że szczepy bakterii beztlenowych do domowych szamb nie zostały specjalnie wyhodowane sztucznie (chociaż obecnie uruchomiono produkcję nowych, bardziej aktywnych szczepów), zawsze były częścią natury.

Mikroorganizmy zdolne do życia bez tlenu rozwijają się w glebie bagiennej i po prostu wilgotnej, w mule, w gruncie na dużej głębokości. Niektóre gatunki aktywnie uczestniczą w tworzeniu humusu i próchnicy powstałej w wyniku rozkładu martwych roślin i padłych zwierząt.

Mikroorganizmy funkcjonujące w glebie i w wodzie (w stawach, rowach ściekowych, jeziorach) dokonują oczyszczania płynów, oddzielając substancje mineralne i gazy. Ta zdolność została wykorzystana przy budowie kanalizacyjnych osadników i szamb.

Przetwarzanie ścieków metodą beztlenową odbywa się w szczelnych zbiornikach. Przykładem takiego zbiornika na działce jest toaleta zewnętrzna typu 'skworecznik' z szambem. Proces fermentacji jest przeprowadzany przez bakterie beztlenowe, które w trakcie swojej działalności życiowej wydzielają metan i ciepło.

Zasadę oczyszczania beztlenowego stosuje się również w urządzeniach domowych (zbiornikach, szambach) i obiektach przemysłowych (komorach fermentacyjnych). Fermentację beztlenową aktywnie wykorzystuje się w gospodarstwach hodowlanych i na fermach drobiu.

Warunki bytowania bakterii

Do życia mikroorganizmów niezbędne są specjalne warunki, do których należą:

• izolacja – brak tlenu, z wyjątkiem beztlenowców fakultatywnych;
• temperatura – od +9°C do +37°C, optymalna wartość – +28°C;
• wskaźnik pH – poziom kwasowości od 6 do 8;
• regularność czyszczenia – usuwanie stałych osadów.

W wyniku procesu fermentacji część substancji opada na dno i ulega gniciu, inna unosi się do góry. Ciecz pozostaje mętna, często ma czarny odcień. Przy przedostaniu się do zbiornika dużej ilości tlenu bakterie mogą zginąć.

Temperatura ujemna również stanowi poważne zagrożenie, dlatego zaleca się ocieplanie szamb.

Bakterie beztlenowe są skutecznym preparatem biologicznym przyspieszającym procesy fermentacji w zbiornikach akumulacyjnych. Przykładem zbiornika jest toaleta ogrodowa typu letniego.

Do normalnego funkcjonowania beztlenowce potrzebują środowiska płynnego, to znaczy co najmniej 2/3 pojemności powinno być wypełnione wodą. Jeśli na czas nie wezwie się wozu asenizacyjnego, ilość stałych osadów osiągnie poziom krytyczny i bakterie zaczną ginąć.

Jeśli objętość zbiornika nie odpowiada liczbie mieszkańców, zbiornik będzie trzeba opróżniać dość często – 2-3 razy w miesiącu. Dlatego do wyboru szamba należy podejść uważnie, ocenić parametry i porównać je z planowanymi warunkami eksploatacji.

Więcej na temat doboru urządzenia oczyszczającego można przeczytać w tym artykule.

Jak przebiega oczyszczanie beztlenowe

Rozkład materii organicznej w zbiornikach akumulacyjnych zachodzi w dwóch etapach. Najpierw można zaobserwować fermentację kwaśną, której towarzyszy duża ilość nieprzyjemnego zapachu.

Jest to proces wolno przebiegający, podczas którego powstaje osad pierwotny w kolorze bagiennym lub szarym, również wydzielający ostry zapach. Od czasu do czasu kawałki osadu odrywają się od ścianek i unoszą się do góry wraz z pęcherzykami gazu.

Z czasem gazy powstałe w wyniku zakwaszenia wypełniają całą objętość zbiornika, wypierają tlen i tworzą środowisko idealnie odpowiednie do rozwoju bakterii beztlenowych. Od tego momentu rozpoczyna się alkaliczny rozpad ścieków – fermentacja metanowa.

Ma ono zupełnie inną naturę, a co za tym idzie, inne rezultaty. Na przykład całkowicie znika specyficzny zapach, a osad nabiera bardzo ciemnej, wręcz czarnej barwy.

Schemat LZO z zastosowaniem tlenowców i beztlenowców: konstrukcja dwukomorowa, zaprojektowana na 95-procentowe oczyszczanie ścieków z doczyszczaniem na polu drenażowym (+)

Jeśli niewielką część alkalicznego osadu z beztlenowcami umieści się w zbiorniku lub komorze przyjmującej szamba, to proces rozkładu będzie przebiegał bardziej efektywnie, a okres utleniania przebiegnie znacznie szybciej.

W przypadku braku żywego osadu należy nabyć odpowiedni pod względem składu bioaktywator – roztwór lub suchą substancję w postaci tabletek lub proszku, stanowiący kompleks „uśpionych” bakterii beztlenowych do szamba.

Dzięki beztlenowcom biomasa ściekowa w szambie szybciej rozpada się na osad stały, gazy i ciecz, a w szambie dwukomorowym oczyszcza się w około 65-70%.

Zalety oczyszczania beztlenowego:

• mała objętość biomasy bakteryjnej;
• efektywna mineralizacja materii organicznej;
• brak napowietrzania, a zatem oszczędności na dodatkowym wyposażeniu;
• możliwość wykorzystania metanu (w dużych ilościach).

Do wad można zaliczyć ścisłe przestrzeganie warunków bytowania: określonej temperatury, wartości pH, regularny wywóz osadu stałego. W przeciwieństwie do osadu czynnego, wytrącone w osadzie substancje zmineralizowane nie stanowią pożywki dla roślin i nie są stosowane jako nawóz.

Schematy lokalnych oczyszczalni ścieków z zastosowaniem bakterii beztlenowych

Najprostszym urządzeniem, w którym mogą żyć i rozmnażać się bakterie beztlenowe, jest szambo. Nowoczesne szamba – to betonowe lub plastikowe szczelne zbiorniki, zainstalowane w gruncie poniżej poziomu przemarzania.

Wyroby z HDPE można nabyć w wyspecjalizowanych firmach lub na stronach producentów, betonowe – wykonać z kręgów żelbetowych samodzielnie, przy pomocy lub pod nadzorem specjalistów.

Schemat budowy najprostszego szamba składającego się z dwóch komór: w pierwszej przeprowadza się oczyszczanie kombinowane (mechaniczne i beztlenowe), w drugiej – w większym stopniu beztlenowe (+)

Wydajność obiektu wzrasta wraz z pojawieniem się dodatkowych komór funkcyjnych. Najpopularniejsze konstrukcje mają 2-3 przedziały, z których pierwszy pełni rolę osadnika, a kolejne – zbiorników do czyszczenia i klarowania.

Aby stworzyć sprzyjające środowisko dla aktywności mikroorganizmów, na dno zbiornika umieszcza się materiał porowaty, na przykład tłuczeń.

Doczyszczanie sklarowanej cieczy odbywa się w studni filtracyjnej lub na polu filtracyjnym, dzięki którym woda przedostaje się do gruntu. Do ich budowy potrzebny jest odpowiedni rodzaj gruntu (gliny, piaski, gliny piaszczyste), a także niski poziom wód gruntowych.

Przykład instalacji oczyszczalni obejmującej szambo beztlenowe i studnię filtracyjną, w której następuje doczyszczanie ścieków; rolę filtra pełni warstwa piaskowo-żwirowa (+)

Aby zachować równowagę w komorach, konieczna jest regularna konserwacja. Polega ona na usuwaniu stałego osadu z osadnika, przepompowywaniu nadmiaru aktywnego osadu z drugiej komory do pierwszej, dodawaniu bioaktywatorów (w przypadku obumarcia lub niedostatecznej liczby beztlenowców).

Cechy oczyszczania tlenowego

Tlenowce, w przeciwieństwie do beztlenowców, nie mogą istnieć bez tlenu. W systemie biologicznego oczyszczania ścieków zajmują swoją, równie ważną, niszę.

Warunki stworzone dla rozwoju beztlenowców są absolutnie nieodpowiednie dla aktywności innego rodzaju bakterii – tlenowców. Nie mogą one w zamkniętej przestrzeni pozbawionej dostępu powietrza tworzyć zarodników i rosnąć, a zatem i przetwarzać ścieków kanalizacyjnych.

Aby system tlenowy w pełni zrealizował swój potencjał, otwór wentylacyjny nie wystarcza, konieczne jest wymuszone dostarczanie tlenu.

System zaopatrywania aeratora w powietrze składa się z kilku części. Główną funkcję (wtłaczanie powietrza) pełni kompresor do szamba. Zazwyczaj instaluje się go w ciepłym pomieszczeniu wewnątrz domu, niedaleko wyjścia instalacji kanalizacyjnej. Kanał powietrzny łączy kompresor z szambem i przebiega w jednym wykopie z rurami ułożonymi w gruncie.

Schemat stacji głębokiego oczyszczania biologicznego z trzema osadnikami i dwoma aerotankami o wydajności 1,5 m³/dobę. W oczyszczaniu ścieków uczestniczą bakterie beztlenowe i tlenowe (+)

Nasycanie ścieków tlenem odbywa się za pomocą zanurzonych w wodzie perforowanych rurek – aeratorów. Dopływ powietrza można regulować lub całkowicie zamykać zaworami znajdującymi się przy włazie.

Powietrze wydobywa się z otworów i, przemieszczając się w górę w postaci małych bąbelków, wzbogaca ścieki w tlen. Aeratory należy od czasu do czasu czyścić, aby proces dostarczania tlenu nie został przerwany.

Podczas budowy pierwszych lokalnych oczyszczalni ścieków pojawił się problem stopniowego wypłukiwania bakterii tlenowych z szamba. Rozwiązano go poprzez umieszczenie w zbiorniku dodatkowych urządzeń – tkaninowych tarcz i plastikowych „szczotek”.

Tkanina z drobnym włosem i włosie z materiału polimerowego zapobiegają wypłukiwaniu osadu czynnego i stanowią podstawę do jego namnażania.

W miarę gromadzenia nadmiaru osadu jest on wyjmowany i używany jako nawóz do uprawy warzyw, tymczasowo umieszczany w kompostownikach.

Głównymi wrogami oczyszczania biologicznego są chemiczne środki czystości oraz antybiotyki rozpuszczone w ściekach kanalizacyjnych. Są one szkodliwe dla różnych rodzajów bakterii, dlatego zabrania się wlewania do szamba agresywnych substancji chemicznych (np. chloru i roztworów go zawierających).

Zalety i wady stosowania tlenowców

Praktycznie wszystkie istniejące stacje głębokiego oczyszczania biologicznego zawierają komory tlenowe, ponieważ bakterie „tlenowe” mają pewne zalety w porównaniu z beztlenowcami.

Niszczą one zanieczyszczenia rozpuszczone w wodzie, pozostałe po oczyszczaniu mechanicznym i beztlenowym. Nie tworzy się przy tym stały osad, a nalot można usunąć ręcznie.

Jeden z wariantów instalacji stacji głębokiego oczyszczania z wymuszonym odprowadzaniem do rowu: do pracy kompresora i pompy drenażowej wymagane jest podłączenie do sieci elektrycznej (+)

Osad czynny, będący wynikiem metabolizmu bakterii tlenowych, jest ekologicznie bezpieczny i, w przeciwieństwie do substancji chemicznych, przynosi korzyści roślinności rosnącej na działce. Zamiast nieprzyjemnego zapachu charakterystycznego dla kwaśniejących ścieków w szambach, na zewnątrz wydostaje się dwutlenek węgla.

Jednak główną zaletą jest jakość oczyszczania wody – do 95-98%. Wadą jest uzależnienie systemu od energii elektrycznej.

W przypadku braku zasilania kompresor przestaje dostarczać tlen, a przy długim postoju bez napowietrzania bakterie mogą zginąć. Oba rodzaje bakterii, aeroby i anaeroby, są wrażliwe na chemię gospodarczą, dlatego przy stosowaniu oczyszczania biologicznego konieczna jest kontrola składu ścieków.

Schematy lokalnych oczyszczalni ścieków z oczyszczaniem tlenowym

Oczyszczanie ścieków kanalizacyjnych za pomocą aerobów odbywa się w stacjach głębokiego oczyszczania biologicznego. Zazwyczaj taka stacja składa się z 3-4 komór.

Pierwsza komora jest osadnikiem, w którym następuje podział odpadów na różne substancje, druga służy do oczyszczania beztlenowego, a w trzeciej (w niektórych modelach także w czwartej) komorze odbywa się aerobowe klarowanie cieczy.

Schemat instalacji stacji głębokiego oczyszczania biologicznego z infiltracją i studnią zbiorczą, z której odprowadzana jest oczyszczona woda do rowu (+)

Po trzy- lub czterostopniowym oczyszczaniu woda jest wykorzystywana do celów gospodarczych (podlewania) lub trafia do dalszego oczyszczania w jednym z urządzeń oczyszczających:

• studnia filtracyjna;
• pole filtracyjne;
• infiltrator.

Ale czasami zamiast jednego z tych urządzeń stosuje się drenaż gruntowy, w którym doczyszczanie następuje w naturalnych warunkach. W glebach piaszczystych, żwirowych i tłuczniowych drobne pozostałości organiczne są przetwarzane przez aeroby.

Przez gliny, iły, prawie wszystkie gliny piaszczyste z wyjątkiem piaszczystej i silnie spękanej odmiany, woda nie będzie w stanie przesiąknąć do głębszych warstw. Grunty gliniaste również nie przeprowadzają doczyszczania gruntowego, ponieważ mają bardzo niskie właściwości filtracyjne.

Jeśli profil geologiczny na działce składa się z gruntów gliniastych, systemy doczyszczania gruntowego (pola filtracyjne, studnie chłonne, infiltracje) nie są stosowane.

Skutecznym sposobem doczyszczania ścieków z septyka jest pole filtracyjne, które stanowi wykop wypełniony żwirem. Ścieki wpływają ze studzienki rozdzielczej przez dreny, a dostęp tlenu zapewniają rury wentylacyjne (stojaki).

Pole filtracyjne stanowi rozgałęziony system perforowanych rur (drenów) odchodzących od studzienki rozdzielczej. Oczyszczone ścieki trafiają najpierw do studzienki, a następnie do zakopanych w ziemi drenów. Rury wyposażone są w rury wentylacyjne (stojaki), przez które dopływa tlen niezbędny bakteriom aerobowym.

Infiltrator – gotowy produkt z HDPE, ostatni stopień LZO do doczyszczania sklarowanych ścieków. Zakopuje się go w ziemi obok septyka, umieszczając na drenażowej poduszce z tłucznia. Warunki montażu infiltratora są takie same – lekka, przepuszczająca wodę gleba i niski poziom wód gruntowych.

Montaż grupy infiltracyjnej w gruncie: aby zapewnić obróbkę dużej objętości cieczy i wyższy stopień oczyszczania, stosuje się kilka urządzeń połączonych rurami.

Studnia filtracyjna na pierwszy rzut oka przypomina zbiornik retencyjny, ale ma jedną istotną różnicę – przepuszczalne dno. Dolna część pozostaje otwarta, zasypana na 1-1,2 m warstwą drenażową (tłuczniem, żwirem, piaskiem). Konieczne jest zapewnienie wentylacji i włazu technicznego.

Jeśli doczyszczanie nie jest wymagane, oczyszczone do 95 – 98% ścieki są odprowadzane bezpośrednio z szamba do przydrożnego rowu lub kanału.

Zasady stosowania bioaktywatorów

Aby uruchomić lub wzmocnić proces biologicznego oczyszczania, czasami potrzebne są dodatki – bioaktywatory w postaci suchych proszków, tabletek lub roztworów.

Zastąpiły one chlor, który przynosił środowisku więcej szkody niż pożytku. Do produkcji bioaktywatorów wybrano najbardziej odporne i aktywne szczepy bakterii żyjących w glebie.

Przy wyborze bioaktywatora należy uwzględnić takie czynniki, jak typ oczyszczalni, miejsce wsypania, specyfikę bakterii i enzymów wchodzących w skład preparatu.

Preparaty pomagające przyspieszyć proces rozkładu materii organicznej zazwyczaj mają uniwersalny, złożony skład, czasami – wąsko ukierunkowany. Na przykład istnieją odmiany startowe, które pomagają „ożywić” proces oczyszczania po zimowej konserwacji lub długim przestoju.

Odmiany wąsko ukierunkowane mają na celu rozwiązanie konkretnego problemu, na przykład usunięcia dużej ilości tłuszczu z rur kanalizacyjnych lub rozkładu stężonych ścieków z mydłem.

Stosowanie bioaktywatorów w lokalnych oczyszczalniach ścieków i szambach ma szereg zalet.

Stali użytkownicy zauważają następujące pozytywne aspekty:

• zmniejszenie objętości odpadów stałych o 65-70%;
• zniszczenie patogennej mikroflory;
• zniknięcie ostrego zapachu kanalizacyjnego;
• szybszy przebieg procesu oczyszczania;
• zapobieganie zatkaniu i zamuleniu różnych części systemu kanalizacyjnego.

Do szybkiej adaptacji bakterii potrzebne są specjalne warunki, na przykład odpowiednia ilość płynu w zbiorniku, obecność pożywki w postaci odpadów organicznych lub komfortowa temperatura (średnio od +5°C do +45°C).

I nie należy zapominać, że żywym bakteriom w szambie zagrażają substancje chemiczne, produkty ropopochodne, antybiotyki.

Przykład typu uniwersalnego – francuski bioaktywator „Atmobio”. Polecany do stosowania w szambach, dołach gnilnych, toaletach ogrodowych. Cena opakowania 300 g – 24 zł.

Rynek biopreparatów nie cierpi na niedobór, oprócz marek krajowych szeroko reprezentowane są również zagraniczne. Najbardziej znane marki to: «Atmosbio», «Doktor Robik», «BioExpert», «Wodograj», «Sanex», «Mikrozim Septi Trit», «Biosept».

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Prezentowane filmy wideo zawierają przydatny materiał dotyczący wyboru i stosowania preparatów biologicznych.

Praktyczne doświadczenie stosowania bioaktywatorów na wsi:

Wideo opinia o bioaktywatorze «Ubornaja Siła»:

Przegląd biopreparatu «Ekonomik daczny»:

Zasady stosowania bioaktywatora «Wodograj»:

Jak widać, stosowanie żywych bakterii do szamb lub przydomowych oczyszczalni pomaga szybko i ekonomicznie rozwiązać problem oczyszczania ścieków.

Mikroorganizmy zwiększają efektywność pracy lokalnych oczyszczalni ścieków, nie szkodząc środowisku. Aby stworzyć maksymalnie komfortowe warunki dla życia bakterii, należy postępować zgodnie z instrukcją i nie zapominać o terminowej konserwacji urządzeń oczyszczających.

Czy ma Pan/Pani coś do dodania, lub pojawiły się pytania dotyczące wyboru i stosowania bakterii do przydomowych oczyszczalni – proszę zostawiać komentarze pod publikacją. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.