Budowa septika: zasada działania i podstawowe schematy organizacji

Domy podmiejskie i budynki letniskowe z reguły są oddalone od centralnej sieci kanalizacyjnej. Dlatego kwestia organizacji lokalnego systemu oczyszczania jest dla wielu właścicieli domów bardzo aktualna. Optymalnym rozwiązaniem problemu jest zainstalowanie na działce szamba.

Jednak nieświadomemu konsumentowi trudno zorientować się w różnorodności ofert. A przecież, zgodzą się Państwo, to właśnie od właściwego wyboru w dużej mierze zależy niezawodność pracy urządzenia i kanalizacji jako całości.

Aby ułatwić Państwu zadanie, przygotowaliśmy szczegółowy przegląd autonomicznych urządzeń. Omówimy, jakie jest urządzenie szamba i ogólna zasada działania systemu oczyszczania. A także określimy cechy funkcjonowania, instalacji i eksploatacji różnych szamb.

Na podstawie przedstawionych informacji, zestawienia zdjęć i filmów będą Państwo mogli określić optymalną modyfikację urządzenia pod własne potrzeby.

Podstawowe elementy szamba

Szambo – lokalne urządzenie oczyszczające, przeznaczone do organizacji niezależnego od centralnych sieci systemu kanalizacyjnego.

Podstawowe zadania elementu – tymczasowe gromadzenie ścieków i ich późniejsza filtracja. Nowoczesne szamba stały się ulepszoną alternatywą dla tradycyjnych dołów gnilnych.

Zrozumienie budowy i mechanizmu działania szamba ułatwi wybór oczyszczalni i jej instalację.

Konstrukcje różnych modyfikacji mają pewne wspólne elementy. System oczyszczania to szczelny zbiornik, zawierający jedną lub kilka komór.

Aby uniknąć zanieczyszczenia gleby, objętość odpadów wpływających do dołu powinna wynosić do 1 m³/dobę. Jednak w domu, w którym jest wanna, toaleta, umywalka i pralka, ten wymóg jest niemożliwy do spełnienia.

Komory szamba są oddzielone przegrodami. Przepływ cieczy między nimi odbywa się przez rury przelewowe.

Do pierwszej komory od wewnętrznej kanalizacji domu doprowadzona jest rura spustowa, a z ostatniej komory wyprowadzana jest woda oczyszczona do gruntu lub półoczyszczona do dogruntowego oczyszczania.

Wiele modeli jest wyposażonych w filtr mechaniczny – oddzielanie osadu odbywa się bez reakcji chemicznej i dodawania odczynników. Ścieki filtrowane są przez piasek, żwir lub keramzyt (+).

Głównymi składnikami wszystkich oczyszczalni są:

1. Zbiorniki do osadzania ścieków. Zbiorniki magazynowe wykonuje się z plastiku, metalu, betonu lub cegły. Najbardziej zalecane są modele z laminatu szklanego i polipropylenu – materiały odporne na ścieranie i zapewniające szczelność zbiornika przez cały okres eksploatacji.
2. Rurociąg dopływowy i odpływowy. Rury przelewowe montuje się pod nachyleniem, zapewniając swobodny przepływ cieczy między zbiornikami.
3. Elementy serwisowe. Studzienki rewizyjne i włazy. Montuje się co najmniej jedną studzienkę na zewnętrznej trasie rurociągu kanalizacyjnego. W przypadku zwiększenia długości odgałęzienia powyżej 25 m, wykonuje się dodatkową rewizję.
4. System wentylacyjny. Niezależnie od tego, jakie bakterie (anaerobowe lub aerobowe) uczestniczą w procesie przetwarzania ścieków, do normalnego funkcjonowania mikroorganizmów, odprowadzania metanu i utrzymania odpowiedniej temperatury niezbędna jest wymiana powietrza.

Najprostszy schemat wentylacji lokalnej kanalizacji obejmuje jeden pion na początku systemu, a drugi na skrajnej sekcji szamba. Przy urządzaniu pól filtracyjnych pion wentylacyjny instaluje się na każdej rurze drenażowej.

System wentylacyjny zapewnia odprowadzenie gazów powstałych w wyniku rozkładu materii organicznej. Naturalna wymiana powietrza opiera się na różnicy ciśnień powietrza – otwór nawiewny znajduje się 2-4 m poniżej otworu wywiewnego (+).

Ogólna zasada działania urządzenia oczyszczającego

Funkcjonowanie każdego szamba opiera się na zasadach grawitacyjnego osadzania i biologicznej filtracji metodą naturalną lub wymuszoną. Możliwe jest stosowanie preparatów bioenzymatycznych i biofiltrów. Umownie sekwencję oczyszczania ścieków można podzielić na kilka standardowych etapów.

Etap 1. Oczyszczanie wstępne. Rurociągiem kanalizacyjnym z domu ścieki trafiają do pierwszego zbiornika lub komory. Tutaj następuje wstępne oczyszczanie z zawieszonych dużych cząstek. Ciężkie zawiesiny (ziarenka piasku i podobne nierozpuszczalne domieszki ścieków) osadzają się na dnie komory. Lekkie frakcje (tłuszcze i oleje) wypływają na powierzchnię i przepływają do następnej komory.

Etap 2. Rozkład ciężkich cząstek. Odpady, które opadły na dno pierwszej komory, zaczynają fermentować i rozkładać się – czas trwania procesu to około 3 dni. W rezultacie ścieki rozpadają się na gęstą masę, dwutlenek węgla i wodę.

Na dnie pierwszej komory gromadzi się osad, który należy okresowo usuwać. Skuteczność oczyszczania cieczy w pierwszej komorze wynosi około 60%. Do odprowadzenia do gruntu jest to niewystarczające, dlatego wymagane jest doczyszczanie (+).

Etap 3. Ponowne oczyszczanie. W drugiej komorze następuje ponowny rozkład ścieków. W niektórych szambach na tym etapie, dzięki działaniu specjalnych bakterii i preparatów, rozkładają się związki chemiczne (odpady środków higieny osobistej) i organiczne.

Etap 4. Odprowadzenie cieczy. Dalsza droga wody zależy od typu systemu oczyszczania. Oczyszczona ciecz może trafiać do zbiornika w celu późniejszego podlewania ogrodu.

Jeśli stopień oczyszczenia jest niewystarczający, woda przechodzi proces doczyszczania przez infiltrator, studnię drenażową, pola filtracji gruntowej itp.

Schematyczny opis tradycyjnej zasady działania septyka przekazuje ogólne cechy procesu. Każda modyfikacja oczyszczalni ma konstrukcyjne i eksploatacyjne niuanse wykonania.

Cechy działania różnych rodzajów szamba

Wszystkie lokalne systemy oczyszczania dzielą się na trzy kategorie: zbiorniki gromadzące, modele osadniki z gruntowym doczyszczaniem oraz septyki głębokiego biologicznego przetwarzania ścieków. Przyjrzyjmy się, jak działa każdy z septyków bardziej szczegółowo.

System gromadzenia ścieków

Zasadniczo septyk gromadzący jest odpowiednikiem dołu gnilnego – szczelnego, wytrzymałego, jednokomorowego zbiornika, do którego trafiają nieczystości. W konstrukcjach typu gromadzącego odpady są zbierane i tymczasowo przechowywane. W miarę napełniania zbiornika następuje wywóz ścieków za pomocą wozów asenizacyjnych.

Objętość zbiornika waha się w zakresie 1-4 m³. Wymiary zbiornika dobierane są z uwzględnieniem potrzeb konkretnej rodziny, a mianowicie – średniej dobowej objętości ścieków.

Schemat systemu kanalizacyjnego jest maksymalnie prosty i składa się ze zbiornika gromadzącego oraz zewnętrznego rurociągu.

Septyk może być dodatkowo wyposażony w:

• zawór zwrotny – zapobiega cofaniu się nieczystości;
• sygnalizację z czujnikiem poziomu ścieków – informuje właścicieli o napełnieniu zbiornika i konieczności wywozu nieczystości.

Popularne modele septyków gromadzących: Bars-N, Żuk, Rodlex, Czystok.

Instalacja zbiornika gromadzącego jest uzasadniona w przypadku braku możliwości zainstalowania systemu późniejszej filtracji lub sezonowego użytkowania septyka, na przykład na działce rekreacyjnej.

Osadniki z systemami gruntowego doczyszczania

Agregaty z gruntowym doczyszczaniem należą do przelewowej kategorii urządzeń. System składa się z dwóch lub trzech sekcji oraz urządzenia do dodatkowej filtracji ścieków. Trafiając do zbiornika gromadzącego, masy ściekowe osiadają i rozkładają się pod wpływem bakterii beztlenowych.

Przepływając z jednego zbiornika do drugiego, masy ściekowe przechodzą przez kilka stopni naturalnej separacji. Jednak stopień czysto mechanicznego oczyszczania osiąga maksymalnie 65 – 70%. Dlatego też dla pełnego oczyszczenia ścieki opuszczające osadniki muszą przejść dodatkowe doczyszczenie przed utylizacją i odprowadzeniem na powierzchnię terenu lub do gruntu.

Wstępna filtracja odbywa się w szczelnym zbiorniku. Półoczyszczone ścieki są kierowane do systemu gruntowego doczyszczania – zbiorników drenażowych bez dna z «filtrującą poduszką» w gruncie.

Sposoby organizacji gruntowego doczyszczania ścieków:

• studnia filtracyjna;
• pole podziemnego oczyszczania;
• rów filtracyjny.

Studnia filtracyjna. Instalowana jest w gruntach piaszczystych o różnej granulacji i zagęszczeniu. Możliwe jest zastosowanie w piaskach gliniastych o minimalnej liczbie plastyczności.

Wykonać studnię filtracyjną można z prefabrykowanych elementów żelbetowych, kamienia lub cegły. Konstrukcja nie ma dna – dno studni jest zasypane żwirem. Wysokość warstwy drenażowej – 1 m.

Wymagania dotyczące urządzenia: odległość od «filtrującej poduszki» do poziomu wód gruntowych – minimum 100 cm. Powierzchnia filtracji dla piasku – 1,5 m², dla piasku gliniastego – 3 m² w przeliczeniu na jednego członka rodziny.

Pole podziemnej filtracji. Zespół perforowanych rur umieszczonych na platformie filtracyjnej – zasypce piaskowo-żwirowej. Woda sklarowana i osadzona w septiku jest podawana do rur irygacyjnych z otworami.

Ciecz przesiąka i trafia do filtra gruntowego. Rury mogą być połączone przepustem kolektorowym z odprowadzeniem wentylacyjnym lub wyposażone w oddzielne piony wentylacyjne.

Wymagania techniczne: wysokość poduszki żwirowo-piaszczystej – od 20 cm, głębokość ułożenia rur irygacyjnych – 0,5-1,8 m od powierzchni terenu, nie mniej niż 1,0 m powinno być między umownym dnem systemu a poziomem wód gruntowych.

System rowów filtracyjnych. Obiekt stosuje się na gruntach gliniastych oraz na działkach z możliwością odprowadzenia oczyszczonych ścieków do nieużywanego zbiornika wodnego. W przygotowanych rowach o głębokości 1,5-1,7 m umieszcza się w dwóch poziomach rury: górna nazywana jest irygacyjną, dolna – drenażową.

Woda osadzona w septiku trafia do górnego rurociągu, przesiąka przez perforację i przechodzi doczyszczenie przez żwir i piasek. Następnie ścieki, które przeszły przez naturalny filtr gruntowy, są zbierane przez leżącą poniżej rurę drenażową – dren, którym są odprowadzane do miejsca utylizacji.

Po filtracji woda trafia do dolnej rury i jest odprowadzana na powierzchnię terenu – część wsiąka w grunt, a część trafia do najbliższego zbiornika wodnego lub wąwozu.

Głównym „elementem” doczyszczania i utylizacji ścieków nie jest konstrukcja odprowadzająca wodę, lecz bezpośrednio gruntowy filtr wielowarstwowy. Należy jedynie złożyć interfejs do efektywnego rozprowadzania cieczy w głąb ziemi.

Szambo z oczyszczaniem biologicznym

Bioszambo – stacja głębokiego oczyszczania oparta na mikroorganizmach. System stanowi szczelny, jednolity blok, wzmocniony żebrami usztywniającymi i podzielony na kilka komór. Liczba sekcji określa skuteczność oczyszczania.

Ścieki, trafiając rurą kanalizacyjną do wnętrza szamba, poddawane są różnym metodom oczyszczania. Woda na wyjściu jest oczyszczona w 90 – 96% i więcej, co pozwala wykorzystywać ją do podlewania roślin lub odprowadzać do zbiornika wodnego. Dodatkowa filtracja w systemach gruntowych nie jest wymagana.

Oczyszczalnie z biofiltracją można instalować na terenach o dowolnych warunkach geologicznych, niezależnie od poziomu wód gruntowych. Szambo jest w pełni gotowe do eksploatacji – obudowę z „wypełnieniem” należy tylko zamontować i podłączyć do kanalizacji (+)

Kolejność pracy „bioszamba”:

1. Pierwsza komora pełni rolę osadnika. Tutaj nieczystości dzielą się na cząstki frakcji ciężkiej i lekkiej, tworząc pływającą warstwę i osad, i są przetwarzane przez beztlenowce, które nie potrzebują dostarczania tlenu.
2. W drugiej komorze materia organiczna i odpady nieorganiczne są rozkładane przez mikroorganizmy tlenowe, które wymagają regularnego dostarczania tlenu do prowadzenia procesu przetwarzania i własnych funkcji życiowych.
3. W trzeciej komorze przefiltrowane ścieki są dezynfekowane składnikami chemicznymi lub poddawane ponownemu działaniu bakterii tlenowych.

Do aktywacji mikroorganizmów tlenowych do komór szamba musi być dostarczany tlen – urządzenie jest wyposażone w aerator. Dlatego większość stacji biologicznego oczyszczania jest zależna od energii elektrycznej.

Podstawowe schematy popularnych modeli

Dążąc do zwiększenia skuteczności działania systemu szamba, producenci stale udoskonalają budowę urządzeń. Niektórzy starają się uprościć konstrukcję i uczynić schemat działania bardziej zrozumiałym, inni zaś zwiększają liczbę cykli i jakość oczyszczania, wprowadzając innowacyjne technologie.

Tank – kompleksowe oczyszczanie z infiltratorem

Szambo Tank – system oczyszczania z urządzeniami do gruntowego doczyszczania. Wykonany jako jednolity odlew korpus urządzenia wzmocniony jest grubymi żebrami usztywniającymi o grubości 17 mm. Dzięki swojej konstrukcji szambo można instalować na różnych gruntach.

Dzięki budowie blokowo-modułowej w razie potrzeby można „zwiększyć” wydajność systemu.

Zbiornik septyczny składa się z dwóch lub trzech komór. Filtry, przegrody i biogranulki pozwalają oczyszczać zanieczyszczenia trzema metodami: mechaniczną, biologiczną i chemiczną.

Cykl oczyszczania wody w septicie Tank dzieli się na następujące etapy:

1. W odbiorniku ciężkie substancje nieorganiczne osadzają się. Oczyszczona woda przepływa do drugiego przedziału.
2. Ciecz poddawana jest obróbce beztlenowej, a w procesie fermentacji rozkładana jest na proste związki. W drugiej komorze znajdują się membrany zatrzymujące frakcje tłuszczowe.
3. W osadnikach dwukomorowych cykl oczyszczania kończy się w infiltratorze. W zbiornikach trzykomorowych woda przechodzi oczyszczanie biologiczne. Ostatnia komora wypełniona jest kolonią bakterii zdolnych do utylizacji zanieczyszczeń.

Na wyjściu woda jest oczyszczona w 75-80% (w zależności od liczby komór). Aby uzyskać pełne rozjaśnienie, system uzupełniony jest infiltratorem – zbiornikiem bez dna, umieszczonym w wykopie na „podusze” z piasku i żwiru.

Przechodząc przez warstwę filtrującą, nierozłożone zanieczyszczenia osadzają się – do gruntu trafia woda oczyszczona w 95-98%. Alternatywą dla infiltratora jest studnia drenażowa lub pole filtracyjne.

Topas – wielostopniowa biofiltracja

Septic Topas – system kanalizacyjny głębokiego oczyszczania biologicznego. Konstrukcja urządzenia zasadniczo różni się od konstrukcji „poziomych” septicyst. Pionowo zorientowana obudowa podzielona jest na 4 sekcje, w których krążąc, zanieczyszczenia oczyszczane są w 98%.

Główna część przetwarzania ścieków odbywa się za pomocą mikroorganizmów tlenowych. W każdej komorze znajduje się aerator do bytowania bakterii. Filtry wychwytują słabo rozpuszczalne cząstki różnych frakcji (+).

Na schemacie urządzenia aerobowego septyka widać, że wszystkie sekcje oczyszczalni są połączone między sobą wężami. Airlift – rodzaj pompy rurowej, która transportuje oczyszczoną wodę, osad i inne zanieczyszczenia z jednego przedziału do drugiego.

Septic działa na zasilaniu elektrycznym. Cały proces oczyszczania ścieków wewnątrz obiektu odbywa się w określonym cyklu dzięki starannie przemyślanej strukturze wewnętrznej.

Komora 1. Pierwotne zanieczyszczenia trafiają do komory i pod wpływem bakterii tlenowych rozkładają się na lekkie składniki, wodę i osad.

Komora 2. Do komory trafiają ścieki oczyszczone w 45-50%. W aerotence strumień powietrza unosi drobne cząstki na powierzchnię wody. Komora ma kształt piramidy, co sprzyja szybkiemu osadzaniu się osadu. Przez airlift ciecz przepływa do następnej komory.

Komora 3. W osadniku wtórnym ścieki ponownie przekształcane są w wodę i osad.

Komora 4. W komorze gromadzi się oczyszczona woda. W miarę napełniania zbiornika podnosi się czujnik poziomu cieczy, przekazujący sygnał do pompy drenażowej o napełnieniu zbiornika.

Tryton – energoniezależny system oczyszczania

Sepyki Tryton wykonują mechaniczną i biologiczną filtrację z gruntowym doczyszczaniem. Ważne zalety modeli Tryton: kompaktowość i prostota konstrukcji. Na działkę, małą posiadłość wiejską lub posesję z łaźnią często wybiera się septyk Tryton-Mini.

Dwa zbiorniki są połączone ze sobą w górnych rurach i na dnie. Takie rozwiązanie zwiększyło przestrzeń do gromadzenia osadu na wspólnym dnie, a półoczyszczonej wodzie umożliwiło swobodne przepływanie do sąsiedniej komory.

Druga komora wyposażona jest w biofiltr – urządzenie typu pływającego z biologicznie aktywnym zasypem. Pomimo obecności filtra, stopień przeróbki masy ściekowej jest niewystarczający do odprowadzenia jej do gruntu (+)

Do doczyszczania ścieków w lokalnym systemie oczyszczania Tryton-Mini przewidziano infiltrat Tryton-400.

Ekopan – sześciostopniowa filtracja ścieków

Septyk Ekopan – lokalna stacja z pełnym cyklem biologicznego oczyszczania ścieków kanalizacyjnych. Konstrukcja została opracowana do trudnych warunków eksploatacji: grunt wysadzinowy, gliniasty, wysoki poziom wód gruntowych, duża głębokość układania rurociągu doprowadzającego.

Zbiornik o kształcie cylindrycznym ze wzmocnionym dnem. Sztywność zbiornika zwiększono za pomocą poprzecznych przegród. Wewnątrz septyk jest podzielony na sześć komór.

Przeznaczenie komór: 1 – osadnik wstępny, 2 – beztlenowy bioreaktor, 3 – komora napowietrzania (aerotank), 4 – osadnik wtórny, 5 – bioreaktor doczyszczania, 6 – osadnik trzeci

Zasada działania:

1. W komorze septycznej ścieki są odstawiane, a frakcje stałe osadzają się.
2. W komorze beztlenowej mikroorganizmy przerabiają ścieki, oczyszczając i rozjaśniając je.
3. W komorze napowietrzania wchodzą w działanie bakterie tlenowe. Aerator nasyca nieczystości tlenem, aktywując działanie mikroorganizmów i przyspieszając rozkład substancji organicznych i nieorganicznych.
4. Osadnik wtórny gromadzi pozostałości osadu, które za pomocą air-liftu są przepompowywane do pierwszej komory w celu ponownego oczyszczenia.
5. Bioreaktor doczyszczania zawiera dolomit. Minerał przyczynia się do lepszej filtracji ścieków.
6. W trzecim osadniku również znajduje się air-lift, odprowadzający osad do pierwszej komory.

Po obróbce oczyszczona woda jest odprowadzana do naturalnego gruntu lub zrzucana do zbiornika zbiorczego w celu wykorzystania do celów technicznych.

Rodlex – szambo typu zbiorczego

Zbiornik zbiorczy Rodlex wykonany jest z polimeru metodą formowania rotacyjnego. Jednolitowy zbiornik wyposażony jest w wydłużone szyje i pokrywy (średnica włazu – 80 cm). Sepyk jest używany jako szambo.

W konstrukcji przewidziano powierzchnie montażowe, które znajdują się na bocznych stronach oraz na szyjce septyka. Wprowadzenie rurociągu można regulować pod względem wysokości (+)

W razie potrzeby zwiększenia objętości roboczej, kilka zbiorników łączy się szeregowo w jeden zintegrowany system gromadzenia.

Fast – aerobna technologia utylizacji

Septyk Fast – innowacyjne rozwiązanie oczyszczania ścieków gospodarczo-bytowych. Urządzenie jest tak skonstruowane, że proces przerabiania masy ściekowej odbywa się możliwie szybko.

Instalacja oczyszczająca składa się z bloku przyjęcia, wtórnego osadnika, wbudowanej przestrzeni napowietrzania, pompy oraz modułu, gdzie odbywa się przetwarzanie ścieków przez aeroby. Miejscem bytowania mikroorganizmów są specjalne komórki (+)

Nieczystości, trafiając do przegrody przyjęciowej, od razu są poddawane obróbce przez mikroorganizmy tlenowe. Za pomocą kompresora i wentylatora do septyka dostarczane jest powietrze – biomasy aktywują się i rozkładają odpady. W strukturze komórkowej modułu nieczystości, powietrze i aktywne mikroorganizmy mieszają się – ścieki przekształcają się w wodę i osad.

Jednocześnie włączany jest do pracy airlift, zapewniający przemieszczanie cieczy do drugiej komory. Tutaj woda jest osadzana i klarowana w naturalny sposób – osad opada na dno. Pracę nad rozkładem nieczystości kontynuują bakterie beztlenowe.

Oczyszczona ciecz jest odprowadzana przez otwór wylotowy. Równolegle z odpływem odbywa się przyjmowanie nowej porcji nieczystości.

Septyk Fast – system samoregulujący, dostosowujący się do ścieków z dużymi frakcjami lub nieczystości z komponentami chemicznymi. Dzięki komórkowej strukturze modułu, bakterie są zdolne do samoregeneracji.

Pod wpływem agresywnych chemikaliów giną mikroorganizmy osadzone na ściankach septyka i powierzchni ścieków. Bakterie wewnątrz komórek przeżywają i dalej aktywnie się rozmnażają.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Pełny obraz urządzenia i zasady działania instalacji oczyszczających pomogą stworzyć poglądowe filmy wideo.

Główne elementy lokalnego systemu kanalizacyjnego opartego na sepce Tank i zasada jego działania:

Zasada przepływu cieczy w autonomicznej kanalizacji Topas:

Proces głębokiego przetwarzania ścieków na przykładzie septyka Junilos Astra:

Rozumiejąc urządzenie i zasadę organizacji procesu oczyszczania, uda się dobrać najbardziej optymalny model septyka. Mimo zewnętrznego podobieństwa, każda modyfikacja ma swoje cechy techniczno-eksploatacyjne, które należy uwzględnić przy montażu i obsłudze systemu.

Poszukują Państwo septyka do domu podmiejskiego lub domku letniskowego? Czy mają Państwo doświadczenie w użytkowaniu takich instalacji? Proszę zostawiać komentarze do artykułu i dzielić się wrażeniami z użytkowania autonomicznych oczyszczalni ścieków.