Oczyszczalnia gruntowo-korzeniowa


Malownicze skupisko roślin, niczym się niewyróżniające z krajobrazu. Nawet zapach nie zdradza, co kryje w sobie. Miejsce przyjazne dla ptaków, płazów, owadów. Na oczyszczalnie roślinne nawet najbardziej zagorzali ekolodzy patrzą przychylnym okiem.
. Zasada działania i budowa oczyszczalni, w których wykorzystuje się rośliny, są zawsze podobne. Wstępnie podczyszczone ścieki są kierowane na złoże filtracyjne, na którym następuje ich rozkład z udziałem mikroorganizmów. Złoże obsadza się roślinnością typowo wodną lub występującą na terenach podmokłych. Najczęściej jest to trzcina pospolita, rzadziej wierzba krzewiasta lub pałka wodna.
O efekcie oczyszczania decydują przede wszystkim skład i wielkość materiału filtracyjnego, którym jest wypełnione złoże. Rozbudowany system korzeniowy tych roślin powoduje, że:
- w głąb złoża jest dostarczany tlen potrzebny do rozkładu związków organicznych. Trzcina w porównaniu z innymi roślinami bagiennymi przekazuje go do korzeni najwięcej;
- struktura gruntu jest rozluźniona, co zapewnia długotrwałą drożność złoża;
- ze ścieków są pobierane substancje pokarmowe, które następnie są wbudowywane w komórki roślin;
- proces oczyszczania jest intensywny.
W Polsce pierwsze oczyszczalnie z udziałem roślin zostały wybudowane w latach 80.; działają do dzisiaj.

Krok po kroku

Proces oczyszczania w oczyszczalniach gruntowo-korzeniowych jest trzystopniowy.
Pierwszy stopień. Z domowej instalacji kanalizacyjnej ścieki trafiają do osadnika wstępnego, w którym są podczyszczane. Zawarte w nich ciała stałe cięższe od wody opadają na dno i tworzą tam osad. Na skutek działania bakterii beztlenowych osad ulega powolnemu rozkładowi. Tłuszcze i gazy są wynoszone na powierzchnię i tworzą w górnej części osadnika kożuch.
Skuteczne działanie osadnika wstępnego ma duże znaczenie dla dalszych procesów oczyszczania. Jeśli ścieki odpływające z osadnika są klarowne, drenażowi rozsączającemu na filtrze gruntowo-korzeniowym nie grozi zapchanie (lub przynajmniej jest ono mniej prawdopodobne).
Drugi stopień. Ścieki podczyszczone w osadniku przepływają na filtr gruntowo-korzeniowy (złoże) obsadzony roślinnością. Rozbudowany system korzeniowy roślin przerasta złoże, udrażniając je i zapewniając stały przepływ ścieków. Dostarcza też tlen do głębszych warstw złoża, gdzie mikroorganizmy wykorzystują go do tlenowego rozkładu zawartych w ściekach substancji organicznych. Jednocześnie w sąsiedztwie strefy tlenowej powstają miejsca pozbawione tlenu. Zachodzą tam reakcje beztlenowe, między innymi rozkład związków azotu i fosforu. Obecność materiałów ilastych w złożu intensyfikuje reakcje, w wyniku których zmniejsza się zawartość trudno rozkładających się substancji.
Przepływ ścieków przez złoże trwa kilka dni. Tak długi kontakt ścieków z mikroorganizmami pozwala uzyskać wysoki stopień oczyszczenia.
W procesie oczyszczania biorą udział przede wszystkim mikroorganizmy występujące na złożu filtracyjnym. Bezpośredni udział roślin w oczyszczaniu ścieków to zaledwie 10-15%.
Trzeci stopień. W zależności od warunków gruntowo-wodnych może nim być:
- staw lub oczko wodne;
- pobliski rów melioracyjny lub rzeka;
- grunt pod oczyszczalnią, gdzie oczyszczone ścieki są rozsączane układem drenów. To rozwiązanie można jednak zastosować tylko wtedy, gdy poziom wód gruntowych jest niski.
Oczyszczone ścieki można też wykorzystać do nawadniania ogrodu.



Do zrobienia wykopu pod filtr gruntowo-korzeniowy, którego powierzchnia wynosi od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów kwadratowych, wygodnie jest użyć koparki.

Pierwszy stopień oczyszczalni gruntowo-korzeniowej stanowi, jak w innych rodzajach oczyszczalni, osadnik – najczęściej betonowy

Aby ścieki nie przenikały do gruntu, dno i boki wykopu muszą być uszczelnione, na przykład folią.

Jak zbudować oczyszczalnię
Głównym elementem oczyszczalni jest złoże gruntowo-korzeniowe (glebowo-korzeniowe). Może być wypełnione:
- żwirem i piaskiem o różnej granulacji (tak zwana metoda Briksa);
- gruntem rodzimym z dodatkiem na przykład kompostu, torfu, kory lub słomy (tak zwana metoda Kickutha) albo
- specjalnie dobranym złożem mineralnym (tak zwana metoda Gąsiorowskiego i Walczaka).
Osadnik wstępny. Jako pierwszy stopień oczyszczania stosuje się zwykle betonowe osadniki gnilne, rzadziej zbiorniki z tworzyw sztucznych. Te pierwsze są tańsze.
Zbiornik może być dwu- lub trzykomorowy, taki sam jak w najpopularniejszych przydomowych oczyszczalniach, czyli tych z drenażem rozsączającym. Wielkość osadnika wstępnego musi być dobrze dobrana do ilości powstających ścieków, aby zbyt długie przebywanie ich w osadniku nie powodowało gnicia, któremu towarzyszy niemiły zapach.
Wykop pod złoże. Musi być uszczelniony na całej powierzchni, łącznie z bokami. Zwykle do uszczelniania używa się folii z PCW, folii polietylenowej lub innego materiału nieprzepuszczalnego, na przykład gliny. Dzięki temu nieoczyszczone ścieki nie przenikają do gruntu i wód gruntowych.
Filtr gruntowo-korzeniowy. Skład złoża dobiera się indywidualnie do określonej ilości i jakości ścieków. Powinien to zrobić fachowiec. Odpowiedni dobór warstw i frakcji, a także chemiczno-mineralnego składu filtru ma ogromne znaczenie dla późniejszego efektu oczyszczania ścieków. Warstwa filtracyjna powinna mieć 1-1,5 m grubości.
Drenaż. Ścieki są rozprowadzane po złożu systemem perforowanych rur – drenażem rozprowadzającym (rozsączającym), a po oczyszczeniu zbierane przez podobne rury zwane drenażem zbierającym. Rury drenażowe układa się ze spadkiem 1,5-2% w warstwie tłucznia lub grubego żwiru. Najlepiej zastosować trzy warstwy materiału o zróżnicowanej granulacji.
Przepływ ścieków przez filtr może być poziomy, pionowy lub mieszany. Od tego zależy rozmieszczenie rur drenażowych. Drenaż zbierający jest zakończony studzienką, która może służyć do kontroli jakości ścieków i wielkości przepływu. W tym miejscu można też pobierać próbki do badań.

Potrzebne miejsce

Złoże roślinne powinno być zlokalizowane w miejscu nasłonecznionym i osłoniętym od wiatru. W takich warunkach trzciny będą lepiej rosły. Wielkość powierzchni potrzebnej na oczyszczalnię zależy od tego, którą z metod oczyszczania, czyli jaki rodzaj złoża gruntowo-korzeniowego, wybierzemy. Aby osiągnąć porównywalne wyniki oczyszczania, potrzeba:
- około 10 m² na osobę oczyszczalni wykonanej metodą Kickutha;
- około 5 m² na osobę oczyszczalni wykonanej metodą Briksa;
- około 3 m² na osobę – oczyszczalni zrobionej według metody Gąsiorowskiego i Walczaka.
Oczyszczalnie roślinne można rozbudowywać w miarę wzrastania potrzeb.
Należy jedynie pamiętać, że ograniczeniem jest wielkość osadnika wstępnego – musi być na tyle duży, aby pomieścił ścieki powstające w ciągu doby. W przeciwnym razie pierwszy stopień oczyszczania nie będzie skuteczny.
Oczyszczalnie gruntowo-korzeniowe można budować nie tylko na płaskich działkach, ale również tam, gdzie są spadki terenu.

Trudne początki

Oczyszczalnie gruntowo-korzeniowe wymagają szczególnej pielęgnacji przez pierwsze dwa-trzy lata użytkowania. Firmy zajmujące się ich budową dostarczają przyszłym użytkownikom dokładną instrukcję obsługi wraz z kalendarzem, w którym jest opisane, co i kiedy należy robić, aby zapewnić prawidłową pracę oczyszczalni.
Uprawę trzciny trzeba rozpocząć od pozyskania młodych, nieuszkodzonych kłączy. Sadzi się je na specjalnie przygotowanym spulchnionym gruncie. Podczas tych prac należy uważać, aby nie zadeptywać złoża. Może to zmniejszyć jego zdolność filtracyjną. Nad powierzchnią złoża układa się deski, po których można chodzić.
Początkowo korzenie trzciny przerastają złoże na głębokość około 10 cm. Jednak żeby pracowało ono prawidłowo przez wiele lat, system korzeniowy musi być dobrze rozwinięty i sięgać dna. W tym celu w pierwszych latach działania oczyszczalni czasowo obniża się poziom ścieków w złożu (jest to tak zwana faza sucha). To powoduje, że korzenie w poszukiwaniu substancji pokarmowych przerastają filtr głęboko, aż do samego dna. Zabieg powinien trwać dwa-cztery tygodnie. Po tym okresie poziom ścieków ustawia się tak, aby znajdował się tuż pod powierzchnią złoża (tak zwana faza mokra).

Konieczna pielęgnacja

Złoże trzeba odchwaszczać. Eliminacja innych roślin (traw, ziół) odbywa się przez spiętrzenie ścieków mniej więcej 10 cm nad powierzchnią złoża. Trzcina jako roślina bagienna doskonale rozwija się w takich warunkach, inne rośliny – nie. Spiętrzanie wykonuje się zawsze wiosną przez pierwsze dwa-trzy lata działania oczyszczalni. Zwykle trwa ono trzy-cztery tygodnie. Później, gdy trzciny dobrze się rozwiną i zgęstnieją, można z niego zrezygnować. Chyba że na złożu pojawi się jakaś nowa niepożądana roślina. Wtedy, w celu usunięcia jej, trzeba wiosną powtórzyć zabieg spiętrzania.
Regulacja poziomu ścieków w złożu filtracyjnym odbywa się przy użyciu ruchomej rury umieszczonej w studzience zbierającej.
Po dwóch-trzech latach trzcina jest już zwykle dobrze ukorzeniona i gęsta. Pracy przy niej jest więc mniej, trzeba jednak stale kontrolować stan roślin i ewentualnie sadzić nowe. Należy też regularnie sprawdzać wylot oczyszczonych ścieków (w studzience zbierającej) oraz stan rur drenażowych. Co mniej więcej dwa miesiące powinno się je przepłukać silnym strumieniem wody.
Znacznie rzadziej, bo jedynie raz na trzy-cztery lata, trzeba też usuwać osad z osadnika wstępnego. Można go rozrzucić po powierzchni złoża (jeśli jest go niewiele) lub wywieźć wozem asenizacyjnym tak jak z szamba.

Oczyszczalnia gruntowo-korzeniowa a pory roku

Jeżeli oczyszczalnia działa prawidłowo, zima nie jest dla niej niebezpieczna. W niskiej temperaturze procesy oczyszczania nie zatrzymują się, chociaż może nastąpić niewielkie – 10-20-procentowe – pogorszenie jakości oczyszczonych ścieków. Trzeba to koniecznie uwzględnić przy obliczaniu potrzebnej powierzchni złoża.
Zimą dobrze jest obniżyć poziom ścieków w złożu; zapobiegnie to zamarzaniu oczyszczonych ścieków przy drenażu zbierającym. Dodatkową izolacją złoża roślinnego są obumarłe pędy trzciny.
Po zimie trzcina szybko się odradza, wypuszczając nowe pędy. Latem prawie cała woda jest zużywana przez rośliny. Można podnieść jej poziom w złożu do maksimum, a i tak odpływ do gruntu może równać się zeru.




Złoże roślinne może być wzbogacone słomą. Ogranicza to prędkość przepływu ścieków.

Zimą poziom ścieków powinno się obniżyć, aby nie zamarzały w drenażu zbierającym.

Więcej za niż przeciw

Oczyszczalnia trzcinowa ma wiele zalet:
- oczyszcza ścieki w wysokim stopniu;
- jest odporna na nierównomierny dopływ ścieków, zmianę ich składu i stężenia zanieczyszczeń;
- może pracować bez szkody dla systemu bez dopływu ścieków przez mniej więcej cztery tygodnie;
- sezonowo (latem) jest w stanie oczyszczać większą ilość ścieków, niż zakładano;
- ma długą, szacowaną na blisko 50 lat żywotność;
- jest tania w eksploatacji;
- nie zużywa energii elektrycznej lub potrzebuje jej niewiele;
- nie wydziela nieprzyjemnego zapachu.
Jeśli odpowiednio dobierze się metodę oczyszczania, nie potrzeba na nią wiele miejsca. Oczyszczalnia nie wymaga także wiele pracy, jednak na początku trzeba pamiętać o systematycznym obniżaniu poziomu ścieków, aby umożliwić trzcinie jak najlepsze ukorzenienie się. Już pod koniec pierwszego sezonu wegetacyjnego trzciny są zwykle dobrze ukorzenione.
Oczyszczalnie gruntowo-korzeniowe, choć uważane za najbardziej proekologiczny sposób zagospodarowania ścieków, nie są, niestety, powszechnie stosowane.
Koszt zaprojektowania i wykonania takiej oczyszczalni to kilkanaście tysięcy złotych (w przypadku czteroosobowej rodziny 10-12 tys. zł, bez osadnika wstępnego, na który często adaptuje się istniejące szambo).
Czasem – gdy nie jest możliwy grawitacyjny przepływ ścieków – trzeba jeszcze kupić i zainstalować pompy. Można się starać o dofinansowanie ze środków Unii Europejskiej w wysokości do 50% kosztów inwestycji.
Wydatki można obniżyć, wykonując część prac samodzielnie. Lepiej jednak skonsultować się ze specjalistą z firmy oferującej takie rozwiązania i skorzystać z jego doświadczenia. Oczyszczalnię buduje się przecież na wiele lat, warto więc mieć pewność, że przez cały ten czas będzie sprawnie pracowała.

Schemat optymalnego rozwiązania

Filtracja pionowa przez złoże gruntowo-korzeniowe.

Popularne posty z tego bloga

Drewniany balkon

Niemcy. Własny dom w Unii

Jak zrobić .Czapka kominowa.