Kompresor do szamba: zasada działania, jak dobrać + zasady eksploatacji

Wybierając między samodzielną kanalizacją autonomiczną a kosztowną lokalną stacją oczyszczania, właściciel domu jednorodzinnego może zadać pytanie: czy kompresor do szamba jest naprawdę niezbędny?

To urządzenie jest używane w wielu przemysłowych modelach lokalnych oczyszczalni ścieków, ale w prostych urządzeniach kanalizacyjnych nie są one stosowane zbyt często. W tym artykule staraliśmy się jak najbardziej zrozumiale przedstawić informacje o budowie i cechach działania kompresora do szamba.

Cechy funkcjonowania domowych szamb

W przetwarzaniu ścieków, przeprowadzanym przez lokalne oczyszczalnie, uczestniczą dwa typy bakterii: tlenowe i beztlenowe.

Pierwszy rodzaj może żyć i działać tylko w środowisku nasyconym tlenem, drugi doskonale istnieje i spełnia funkcje życiowe w przestrzeni beztlenowej.

Oczyszczone ścieki ze szamba-osadnika, w którym działają beztlenowce, są odprowadzane na pole filtracyjne w celu doczyszczenia. Obecność kompresora w stacjach biologicznego przetwarzania pozwala obejść się bez takiej dodatkowej filtracji, ponieważ tlenowce oczyszczają ścieki do 95%.

Aby chronić grunt przed zanieczyszczeniem nieprzetworzonymi masami ściekowymi, komory szamba są uszczelniane. Ich ściany nie tylko uniemożliwiają przenikanie bakterii i nieczystości do ziemi, ale również blokują dostęp tlenu do wnętrza systemu.

W takich warunkach mogą istnieć tylko beztlenowce, natomiast tlenowce wymagają zapewnienia dostaw niezbędnego gazu (tlenu).

Szambo-osadnik dla potrzeb małej rodziny składa się z dwóch lub trzech komór. W pierwszej komorze następuje osadzanie ścieków, ich fermentacja pod działaniem beztlenowców oraz mechaniczna filtracja osiadłej masy.

W kolejnych komorach proces się powtarza, ale wynik wielostopniowej separacji w rzadkich przypadkach osiąga 65 – 70 %. Dlatego system kanalizacyjny z osadnikami uzupełnia się urządzeniami do gruntowego doczyszczania – infiltrami, studniami chłonnymi, polami filtracyjnymi.

Aby zwiększyć stopień przetworzenia i zapewnić możliwość swobodnego zrzutu wody ze szamba na teren, potrzebne są beztlenowe mikroorganizmy i ich zdolność do trawienia materii organicznej, oczyszczając ścieki w 95-97%. Natomiast organizmy tlenowe wymagają regularnego dostarczania O₂. Więcej o bakteriach do szamb proszę przeczytać dalej.

W septycznych instalacjach oczyszczających, w których działanie zaangażowane są aeroby, stopień oczyszczenia jest bardzo wysoki, szczególnie w porównaniu z septikami działającymi na zasadzie osadników i fermentacji beztlenowej.

Po co jest potrzebny kompresor?

Urządzenie to jest niezbędne do wytwarzania i przemieszczania strumienia sprężonego powietrza w odpowiednim kierunku. Sprężarki są wykorzystywane w wielu różnych dziedzinach, ale konkretnie w septyku są potrzebne do nasycania tlenem ścieków, które przeszły utlenianie i fermentację za pomocą beztlenowców.

Jak już wspomniano, autonomiczna kanalizacja – jest urządzeniem szczelnym. Naturalnie tlen zawarty w powietrzu prawie tu nie dociera.

Obecność sprężarki w septyku eliminuje problem braku O₂. Zapewnienie tlenu umożliwia włączenie mikroorganizmów tlenowych w proces przetwarzania ścieków. Stopień oczyszczenia, klarowania i dezynfekcji ścieków znacznie wówczas wzrasta.

Otrzymaną w wyniku wodę można nie tylko zutylizować do gruntu, ale także wykorzystać do podlewania lub innych potrzeb technicznych, choć oczywiście nie nadaje się do przygotowywania posiłków. Jeśli w domowym septyku zainstalowano sprężarkę i wykonano komorę do przechowywania oczyszczonej wody, przed użyciem tego płynu lepiej sprawdzić jego jakość w laboratorium.

Przy wysokim stopniu oczyszczania można wykorzystać w gospodarstwie nie tylko wodę, ale także osad czynny zgromadzony w septyku. Ta substancja jest dobrym nawozem. Samodzielnie wykonane konstrukcje kanalizacyjne nie mogą zagwarantować takiego samego stopnia czystości jak certyfikowane modele produkcji przemysłowej.

Przy zastosowaniu kompresora w instalacjach oczyszczających znacznie wzrasta stopień oczyszczania i klarowania ścieków, które stają się możliwe do wykorzystania w gruncie lub odprowadzenia na otwarty teren.

Zagrożenie zakażeniem jest niewielkie, ale lepiej zachować ostrożność. Oprócz dostarczania tlenu, kompresor pełni jeszcze jedną użyteczną funkcję. Strumień sprężonego powietrza trafia do ścieków w taki sposób, aby wywierać na nie aktywne działanie mechaniczne.

W efekcie ścieki są mieszane, co powoduje rozdrobnienie stałych składników i zwiększa szybkość ich przetwarzania.

Zatem obecność kompresora w septyku zwiększa efektywność jego pracy oraz stopień oczyszczania ścieków. Należy jednak liczyć się z koniecznością doprowadzenia do septyku zasilania elektrycznego. W efekcie tracona jest główna zaleta septyków domowej roboty – niezależność energetyczna.

Problemy z powodu przerw w dostawie prądu raczej nie wystąpią, zwłaszcza jeśli takie sytuacje zdarzają się rzadko. Jeśli kompresor zostanie na jakiś czas wyłączony, kanalacja będzie działać w dotychczasowym trybie, przelanie zazwyczaj nie grozi urządzeniu. Jednak przy długich przerwach w dostawie energii elektrycznej warto kontrolować poziom ścieków w urządzeniach oczyszczających.

Kolejność montażu urządzenia

Uzupełnienie konstrukcji septyku o kompresor nie jest trudne, ale jednak trzeba się postarać. Jeśli septyk jest dwukomorowy, to lepiej dodać do niego trzecią komorę, przeznaczoną do napowietrzania ścieków i zwaną komorą napowietrzania (aerotankiem). To właśnie tutaj będzie wykonywane nasycanie ścieków powietrzem i oczyszczanie za pomocą mikroorganizmów tlenowych.

W tym celu trzeba będzie przejść wszystkie etapy budowy septyku: wykopać dół, zamontować w nim szczelną instalację z tworzywa sztucznego, betonu lub innego odpowiedniego materiału, podłączyć ją do rury kanalizacyjnej prowadzącej z domu, połączyć przelewem z innymi komorami septyku, zamontować pokrywę itd.

W oczyszczalniach ścieków produkcji przemysłowej do montażu septyku przewidziano oddzielną chronioną przestrzeń, aby urządzenie nie kontaktowało się z zawartością kanalizacji.

Kompresor lepiej montować w górnej części zbiornika, a nie na zewnątrz, aby urządzenie było niezawodnie chronione przed warunkami atmosferycznymi. W tym celu wewnątrz, tuż przy pokrywie, robi się specjalną półkę, na którą następnie umieszcza się kompresor.

Jeszcze bezpieczniej będzie zrobić bardziej izolowaną komorę, aby uchronić urządzenie przed przypadkowym zamoknięciem i innymi uszkodzeniami.

Do korzystania z kompresora w samodzielnym septyku konieczne jest wykonanie dodatkowej komory – aerotanku, do którego będzie dostarczany O₂. Przy tym można użyć betonowych kręgów lub innych odpowiednich materiałów, ale ściany od wewnątrz należy zaizolować wapnem lub gliną.

W pokrywie należy przewidzieć otwór na przewód elektryczny kompresora. Będzie również potrzebny kolejny otwór, przez który do kompresora będzie dopływać powietrze.

Wewnątrz aerotanku należy zainstalować plastikową rurę. Jej dolny koniec musi być szczelnie zamknięty, a ściany należy wyposażyć w perforację. Zazwyczaj wystarczy wykonać około trzystu otworów lub nieco mniej.

Najlepiej zrobić to wiertarką z wiertłem dwumilimetrowym. Przez te otwory sprężone powietrze będzie dostawać się do warstwy ścieków, nasycając je tlenem i rozdrabniając duże stałe odpady. Otwory powinny być oddalone od siebie w przybliżeniu równej odległości, aby powietrze rozkładało się równomiernie. Górną część rury podłącza się do kompresora za pomocą węża.

Aerator do kompresora wykonuje się ze zwykłej plastikowej rury ze szczelnie zamkniętym końcem i równomierną perforacją na powierzchni.

Gdy wszystkie elementy są przygotowane, należy wykonać następujące kroki:

1. Zanurzyć aerator w aerotanku.
2. Zainstalować kompresor w przeznaczonym dla niego miejscu.
3. Połączyć aerator wężem z otworem wyjściowym kompresora.
4. Podłączyć urządzenie do zasilania elektrycznego.
5. Włączyć kompresor.
6. Zamknąć pokrywę szamba.

Teraz pozostaje jedynie regularnie sprawdzać urządzenie i okresowo, mniej więcej dwa razy w roku, czyścić filtr powietrza. Wykonanie tej operacji nie jest trudne. Miejsce położenia filtra jest oznaczone na schemacie urządzenia w instrukcji producenta.

Należy odkręcić osłonę ochronną, zazwyczaj przytrzymują ją śruby mocujące. Następnie należy ostrożnie wyjąć filtr, umyć go i wysuszyć. Potem wkład kładzie się na poprzednie miejsce i zamyka pokrywą.

Przy konserwacji szamba na zimę należy odłączyć kompresor od aeratora i zasilania elektrycznego oraz przechowywać go w ogrzewanym pomieszczeniu.

Jeśli podczas przeglądu szamba okaże się, że pracujący kompresor hałasuje mocniej niż zwykle lub zostanie stwierdzona obecność jakichś obcych dźwięków, jest to powód do niepokoju. Jeśli pozostawi się wszystko bez zmian, kompresor wkrótce się zepsuje.

Czasami pomaga standardowe czyszczenie filtra powietrza. Jeśli jednak hałas nie zmniejszył się, należy wezwać specjalistę w celu zdiagnozowania problemu lub zgłosić się po serwis gwarancyjny.

Jeśli szambo znajduje się na działce lub w domu podmiejskim, gdzie kanalizacja nie jest używana przez cały rok, należy przeprowadzić konserwację szamba, z obowiązkowym odłączeniem i wyjęciem kompresora.

Jak wybrać odpowiedni model?

Wymagania dotyczące sprężarki przeznaczonej do pracy w szambie nie są aż tak duże. Jakość powietrza na wyjściu może być praktycznie dowolna, najważniejsze, aby zawierało ono niezbędny dla bakterii tlen. Dlatego drogich modeli, wyposażonych w filtry i skomplikowaną automatykę, można nawet nie rozpatrywać.

Sprężarki śrubowe można wykorzystać do poprawy pracy szamba, są to niezawodne i wydajne modele, ale różnią się dość wysoką ceną

Biorąc pod uwagę warunki, w jakich będzie pracować sprężarka, wysokie wymagania stawiane są takim cechom jak:

• niezawodność;
• zdolność do przenoszenia negatywnego wpływu zewnętrznego;
• odporność na korozję;
• prostota obsługi;
• umiarkowana cena;
• łatwość naprawy;
• niski poziom hałasu i tym podobne.

Ponadto należy uwzględnić wydajność sprężarki, cechy jej konstrukcji i zasadę działania, a także ciśnienie na wyjściu lub współczynnik sprężania.

Chodzi o to, że strumień powietrza, który trafia ze sprężarki do aeratora, napotyka opór ze strony słupa wody znajdującego się wewnątrz.

Modele sprężarek membranowych do szamb różnią się wydajnością, mocą, poziomem hałasu, wagą i ceną. Wydajność urządzenia dobiera się, orientując się na pojemność szamba

Jeśli współczynnik sprężania jest niski, powietrze po prostu nie może pokonać oporu wody, tj. ścieki nie będą napowietrzane wcale lub proces będzie niewystarczająco intensywny.

Im głębsze szambo, tym większy opór będzie musiała pokonać sprężarka. Obliczenie oporu jest proste – na każdy metr głębokości zbiornika wymagane jest ciśnienie na wyjściu wynoszące jedną atmosferę.

Głębokość szamba rzadko przekracza dwa metry, dlatego można śmiało wybierać sprężarkę o współczynniku sprężania około dwóch atmosfer. Wydajność sprężarki – to wskaźnik, który odzwierciedla, ile powietrza urządzenie może przemieszczać w jednostce czasu.

Im wyższy jest ten wskaźnik, tym mocniejszy silnik jest używany w urządzeniu i tym więcej energii elektrycznej zużywa.

Choć zazwyczaj zużycie energii elektrycznej dla takich urządzeń jest stosunkowo niewielkie. Na utrzymaniu szamba nikt jeszcze nie zbankrutował. Sprężarka o niskiej wydajności nie nadaje się do szamba. Jeśli prędkość przepływu powietrza jest mała, ścieki będą niedostatecznie nasycane tlenem.

W rezultacie środowisko wewnątrz szamba będzie nieodpowiednie dla bakterii tlenowych, mikroorganizmy nie będą w stanie przetwarzać odpadów i z czasem zginą. Nie warto brać sprężarki o nadmiernie wysokiej wydajności. Takie urządzenia są droższe i mogą utrudnić proces funkcjonowania oczyszczalni.

Jeśli powietrze będzie wtłaczane zbyt szybko do szczelnego zbiornika napowietrzającego (aerotanku), wewnątrz powstanie nadciśnienie. Takie środowisko może być również szkodliwe dla bakterii aerobowych. Jeśli jednak konieczne jest użycie wydajnego kompresora, należy go używać w krótkich okresach, stale włączając i wyłączając.

Stwarza to zwiększone ryzyko awarii urządzenia, a także jest po prostu niewygodne. Wydajny kompresor można stosować jedynie jako rozwiązanie tymczasowe, w przyszłości należy go koniecznie zastąpić bardziej odpowiednim urządzeniem. Aby określić wydajność kompresora, należy wziąć pod uwagę objętość komory aerotanku.

Można kierować się następującymi wskaźnikami:

• Dla aerotanku o pojemności 2-3 m³ potrzebny jest kompresor o wydajności 60 l/min lub mniejszej;
• Dla aerotanku o pojemności 4-5 m³ potrzebny jest kompresor o wydajności 80 l/min;
• Dla aerotanku o pojemności 6 m³ i więcej potrzebny jest kompresor o wydajności co najmniej 120 l/min.

Jeśli kompresor zostanie wybrany prawidłowo, będzie musiał być włączany na długi czas. Przed zakupem należy upewnić się, że wybrany model jest przystosowany właśnie do takiego trybu pracy. W zależności od zasady działania rozróżnia się kompresory tłokowe, odśrodkowe, membranowe i śrubowe.

Urządzenia tłokowe przemieszczają powietrze za pomocą tłoka poruszającego się wewnątrz obudowy. To proste urządzenie, które nie jest zbyt wymagające co do warunków eksploatacji. Jednak agregaty tłokowe szybko się przegrzewają, mają niską sprawność i pracują zbyt głośno. Nie jest to najlepszy wybór do szamba.

Kompresory odśrodkowe wykazują doskonałe parametry i całkiem nadawałyby się do indywidualnych systemów kanalizacyjnych, gdyby nie ich duże rozmiary. Kompaktowe urządzenia tego typu są rzadkie i drogie, dlatego ta opcja prawie nigdy nie jest rozważana. Kompresory śrubowe znacznie lepiej nadają się do takich celów.

Elementem roboczym są tutaj dwa wirniki śrubowe, które efektywnie przemieszczają strumienie powietrza wewnątrz specjalnej komory. Charakteryzują się wysokim stopniem sprężania powietrza i doskonałą sprawnością. Są niezawodne i opłacalne, mogą pracować przez całą dobę. Jednak pomimo wszystkich zalet kompresory śrubowe charakteryzują się wysoką ceną.

W urządzeniach membranowych powietrze przemieszcza membrana lub przepona, którą steruje elektromagnes. To kolejna doskonała opcja do szamba. Urządzenie jest tańsze niż odpowiedniki śrubowe. Współczynnik sprężania u nich nie jest wysoki, ale w pełni zaspokoi potrzeby szamba.

Te kompresory są proste w obsłudze, dobrze znoszą działanie czynników zewnętrznych, mają odpowiednią wydajność i kompaktowe rozmiary. Do szamba domowej roboty najczęściej wybiera się właśnie kompresory membranowe.

Za najpopularniejsze na rynku uważa się kompresory japońskiej produkcji Hiblow. Są one szeroko stosowane w wyposażeniu lokalnych oczyszczalni ścieków produkcji przemysłowej i nadają się do aerotanków domowej roboty.

Te urządzenia charakteryzują się podwyższoną niezawodnością, ich wydajność może osiągnąć 200 l/min, ale są też modele o mniejszej mocy, które nadają się do zwykłych szamb.

Niemieckie kompresory Thomas są tradycyjnie niezawodne i trwałe. Do ich zalet należy podwyższony poziom hydroizolacji, a także obniżone zużycie energii elektrycznej. Wśród tańszych opcji można wymienić produkty AirMac, wykonane w Korei. Pod względem jakości nie ustępują drogim odpowiednikom, producenci LZO chętnie wyposażają w nie swoje urządzenia.

Częste awarie i naprawa

Przyczyną awarii kompresora może być szereg czynników:

• Częste i gwałtowne wahania napięcia w sieci elektrycznej.
• Przepełnienie lub zalanie szamba.
• Naturalne zużycie poszczególnych elementów.

Nierzadko urządzenia stają się niezdatne do użytku z powodu uszkodzeń mechanicznych: nieostrożnego wyjmowania ze szamba przed zimowym zakonserwowaniem systemu, upadków itp.

Przyczyną uszkodzenia kompresora może być najechanie na pokrywę szamba przez ciężki sprzęt specjalistyczny. W takiej sytuacji może zostać uszkodzona obudowa urządzenia, a także inne elementy LZO.

Wyeliminowanie negatywnego wpływu wahań napięcia w sieci elektrycznej jest stosunkowo łatwe. Wystarczy zainstalować stabilizator.

Właściciele kompresorów membranowych mniej więcej co pięć lat muszą wymieniać membranę, która ulega awarii pod wpływem naturalnego zużycia.

Taki remont można z powodzeniem przeprowadzić samodzielnie, wykonując następujące kroki:

1. Odłączyć kompresor od zasilania elektrycznego i od aeratora.
2. Wykręcić śruby mocujące i zdjąć pokrywę obudowy urządzenia.
3. Zdjąć osłonę dźwiękochłonną.
4. Usunąć elementy blokujące dostęp do membrany.
5. Wykręcić elementy mocujące trzymające pokrywę membrany.
6. Zdjąć pokrywę.
7. Odkręcić centralną nakrętkę.
8. Wyjąć blok membranowy i zdemontować go.
9. Wymienić zużyte membrany na nowe elementy.
10. Złożyć blok membranowy i zamontować go z powrotem na swoje miejsce.
11. Złożyć kompresor w odwrotnej kolejności.

Szczegółowe zalecenia dotyczące naprawy i opis niuansów można znaleźć w instrukcji i karcie technicznej produktu. Do wielu modeli sprzedawane są specjalne zestawy naprawcze zawierające zestaw nowych membran. Z narzędzi do wymiany membrany zazwyczaj wystarczy zwykły lub krzyżakowy śrubokręt.

Aby wymienić membranę w kompresorze, należy zdemontować obudowę urządzenia, wyjąć stare membrany i zastąpić je nowymi, a następnie przeprowadzić montaż odwrotny.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Przegląd jednego z modeli kompresora Hiblow można zobaczyć tutaj:

W tym filmie zaprezentowano doświadczenie porównania różnych modeli kompresorów:

Jak samodzielnie wymienić membranę w kompresorze Hiblow:

Kompresor – doskonały sposób na modernizację zwykłego dwu- lub trzykomorowego szamba. Odpowiednio dobrany model pozwoli znacząco poprawić pracę przydomowej oczyszczalni ścieków oraz podnieść jakość oczyszczania ścieków. Należy jednak pamiętać, że dodatkowe prace związane z utworzeniem komory napowietrzania mogą zająć sporo czasu i wysiłku.

Po przeczytaniu artykułu pojawiły się pytania, jak wybrać lub naprawić kompresor do szamba? Prosimy o zadawanie ich w komentarzach pod tym artykułem, a my postaramy się na nie szybko odpowiedzieć.