OPIS TECHNICZNY przydomowej oczyszczalni ścieków typu HABA z filtrem żwirowym i rozsączaniem ścieków oczyszczonych do gruntu OBIEKT: Budynek mieszkalny INWESTOR: Nadleśnictwo Podanin UŻYTKOWNIK: Leśnictwo Lipiny ILOŚĆ STAŁYCH MIESZKAŃCÓW: 6 osób ADRES BUDOWY: powiat: chodzieski gmina: Margonin miejscowość: Lipiny 83 kod pocztowy: 64-830 Margonin numer działki: 8234/6 OPRACOWAŁ: mgr inż. RAFAŁ LUSINA SPRAWDZIŁ I ZATWIERDZIŁ: mgr inż. MACIEJ POZNAŃSKI Chodzież, maj 2013 r. strona: 1 z 8
SPIS TREŚCI Dane ogólne... 3 Nazwa opracowania:... 3 Materiały wyjściowe do projektowania:... 3 Cel i zakres opracowania... 3 Ilość i jakość ścieków surowych... 4 Charakterystyka zastosowanej technologii... 4 Osadnik gnilny... 5 Filtr żwirowy... 5 Procesy oczyszczania w warunkach beztlenowych.... 5 Procesy samooczyszczania w środowisku glebowym... 6 Charakterystyka proponowanej technologii... 6 Opis techniczny do obiektów... 7 Osadnik gnilny... 7 Gospodarka osadami... 7 Eksploatacja oczyszczalni... 7 Rozruch oczyszczalni... 8 Operat wodno-prawny oraz spełnienie wymagań przepisów... 8 Warunki wodno-glebowe... 8 Specyfikacja materiałowa... 8 SPIS RYSUNKÓW 1. Plan oczyszczalni strona: 2 z 8
DANE OGÓLNE Nazwa opracowania: Przydomowa oczyszczalnia ścieków z filtrem żwirowym dla budynku mieszkalnego Leśnictwa Lipiny, działka nr 8234/6 Adres do korespondencji: Nadleśnictwo Podanin Podanin 65 64 800 Chodzież Materiały wyjściowe do projektowania: Przy wykonaniu niniejszego opracowania korzystano z następujących materiałów Obwieszczenie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z dnia 10 listopada 2000 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy - Prawo budowlane. (dotyczy zwolnienia z obowiązku posiadania pozwolenia na budowę w ramach istniejącej działki siedliskowej). Ustawa z dnia 7 lipca 1994 - Prawo budowlane (Dz. U. Nr 89, poz. 414) z późniejszymi zmianami. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12. 04. 2002 r., w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (dotyczy lokalizacji zbiorników na ścieki i innych elementów budowlanych). Z późniejszymi zmianami. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DZ. U. Nr 137, poz. 984) Prawo Wodne - ustawa z 18 lipca 2001 (dotyczy zwykłego korzystania z wód, wykorzystania ścieków oczyszczonych oraz stosowania lokalnych systemów oczyszczania) z późniejszymi zmianami. M. Roman Kanalizacja, oczyszczenie ścieków Arkady, Warszawa 1986. Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków - PZIiTS, Poznań 1997. Cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie stanowi opis techniczny oczyszczalni ścieków opartej na pracy osadnika gnilnego oraz filtra żwirowego. Oczyszczalnia ścieków jest przeznaczona dla budynku mieszkalnego, w którym będzie przebywać 6 stałych mieszkańców. Niniejszy projekt obejmuje ogólną charakterystykę obiektu, lokalizację oczyszczalni, bilans jakościowy i ilościowy ścieków surowych, wymagania stawiane ściekom oczyszczonym odpływającym z oczyszczalni, charakterystykę odbiornika ścieków, opis proponowanej technologii oczyszczania ścieków, dobór niezbędnych urządzeń, zasady wykonania oczyszczalni i jej dalszego użytkowania. strona: 3 z 8
ILOŚĆ I JAKOŚĆ ŚCIEKÓW SUROWYCH Oczyszczalnia jest projektowana dla budynku zamieszkiwanego przez 6 stałych mieszkańców. Założono dobowe jednostkowe zużycie wody na poziomie 130 dm 3 /M., co daje łączne dobowe zużycie wody: Q d.śr. = 130 dm 3 /M * 6 osób = 780 dm 3 /dobę = 0,780 m 3 /d. Q h.max = Q dob.śr / 10 h = 0,078 m 3 /h. Całoroczne zużycie wody na cele bytowe, a co za tym idzie powstawanie ścieków wyniesie: Q roczne = 0,78 m 3 /dobę * 365 dni = 284,7 m 3 /rok Jakość ścieków bytowych, określona na podstawie przeciętnych wskaźników zanieczyszczeń w przeliczeniu na 1 mieszkańca, charakteryzuje się poniższymi wielkościami: Ładunek jednostkowy [g/m*d] Ładunek zanieczyszczeń dla 6 mieszk. [g/d] Stężenie ścieków surowych dla Q d.śr =0,78m 3 /d [g/m 3 ] Warunki wprowadzania ścieków do odbiornika [g/m 3 ] Wymagana sprawność procesu [%] BZT 5 60 360 462 25 94,5 ChZT 150 900 1154 125 89,2 Zawiesina og. 55 330 423 35 91,3 Zakładane stężenie zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych, odprowadzonych z filtra roślinnego. BZT 5 < 25g/m 3 ChZT < 125g/m 3 Zaw.og. < 35g/m 3 CHARAKTERYSTYKA ZASTOSOWANEJ TECHNOLOGII Oczyszczalnia ścieków składa się z następujących elementów: osadnik gnilny, filtr zawiesin, filtr żwirowy, Zastosowana technologia opiera się o wielostopniowe procesy oczyszczania ścieków na drodze mechanicznej i biologicznej. Wymienione procesy przebiegać będą w osadniku gnilnym oraz w filtrze żwirowym o poziomym i pionowym przepływie ścieków. Oczyszczone ścieki będą odprowadzane częściowo: w wyniku transpiracji roślin i parowania powierzchniowego do atmosfery, poprzez rozsączanie do gruntu, strona: 4 z 8
Oczyszczanie ścieków i ich zagospodarowanie jest zgodne z przyjętym obecnie w Polsce nowym prawem wodnym, które w artykule 41 podaje, że w celu dalszej ochrony wód należy między innymi wprowadzać powtórne wykorzystanie ścieków oczyszczonych. Osadnik gnilny Ścieki bytowe z budynku będą odpływać grawitacyjnie rurociągiem PVC Ø 160 mm do osadnika gnilnego o pojemności roboczej 3 000 l. Osadnik spełniać będzie dwie funkcje: mechaniczną, która polegać będzie na oddzieleniu od ścieków świeżych, dopływających do osadnika, zawiesiny opadającej oraz części pływających. Czas zatrzymania ścieków w osadniku wynosić będzie maksymalnie 3 i ½ doby. biologiczną, która polegać będzie na fermentowaniu w warunkach beztlenowych osadów, które osadzać się będą na dnie osadnika. Dzięki procesom fermentacji zmniejszać się będzie zarówno ilość osadu w osadniku, jak i następować będzie jego beztlenowa stabilizacja. Przefermentowany osad będzie okresowo wywożony do najbliższej oczyszczalni ścieków. Przewidywany stopień redukcji zanieczyszczeń w osadniku wyniesie: BZT 5 - do 40% ChZT - do 40% Filtr żwirowy Głównym elementem technologicznym oczyszczalni jest filtr żwirowy. W filtrze następować będzie zasadniczy proces oczyszczania ścieków. Zachodzić tu będzie redukcja związków organicznych (ponad 90 %), nitryfikacja azotu amonowego, częściowo denitryfikacja oraz usuwanie organizmów chorobotwórczych. Przewidywany efekt eliminacji zanieczyszczeń na tym etapie wyniesie: BZT 5 - do 95% ChZT - do 90% Procesy oczyszczania w warunkach beztlenowych. W procesie fermentacji beztlenowej ścieki zawierające materiał organiczny są przetwarzane biologicznie przez mikroorganizmy do produktów końcowych, głównie dwutlenku węgla, lotnych kwasów tłuszczowych, a następnie metanu (CH 4 ). Oczyszczanie zachodzi w szczelnych, nieprzepuszczających powietrza reaktorach o pełnym wymieszaniu. Ścieki doprowadzane ciągle lub porcjowo przebywają w komorze odpowiedni czas. Oczyszczona, pozbawiona większości związków organicznych i organizmów chorobotwórczych mieszanina ścieków i osadu odprowadzana jest w sposób ciągły lub porcjowy w kierunku filtra. Odfiltrowana woda trafia do dalszych procesów, a osad pozostaje w komorze, gdzie jest mieszany z surowymi ściekami. W wyniku fermentacji otrzymuje się stabilizację związków organicznych. Oprócz metanu otrzymuje się również takie produkty rozkładu jak siarkowodór i amoniak. Produkcja biomasy w procesach beztlenowego rozkładu jest znacznie niższa niż w procesach tlenowych, ponieważ waha się w przedziale 10 do 15% dopływającego ładunku BZT 5. Biologiczny proces rozkładu związków organicznych przebiega w trzech fazach, które przeprowadzane są przez bakterie beztlenowe (anaeroby) oraz fakultatywne: strona: 5 z 8
przetworzenie złożonych związków organicznych na związki przyswajalne przez mikroorganizmy-hydroliza, przetworzenie związków powstałych w fazie I na związki prostsze (faza kwaśna) przez bakterie kwasowe, rozkład związków prostych do końcowych produktów, głównie metanu i dwutlenku węgla (faza metanowa) przez bakterie metanowe. Żeby uzyskać wysoki efekt beztlenowego oczyszczania ścieków, muszą być spełnione następujące warunki: zawartość komory powinna być całkowicie pozbawiona tlenu, doprowadzane ścieki nie powinny zawierać metali ciężkich lub siarczków, które mogą hamować proces fermentacji, ph powinno mieścić się w zakresie 6,6 do 7,6, ponieważ poza tym zakresem bakterie metanowe nie pracują z optymalną wydajnością, musi być zapewnione odpowiednie stężenie substancji pożywkowych, takich jak azot i fosfor, które są konieczne do właściwego wzrostu bakterii fermentacyjnych, musi być zapewniona odpowiednia temperatura. Procesy samooczyszczania w środowisku glebowym Substancje organiczne ulegają w środowisku glebowym przemianom biochemicznym. Jeżeli przebiegają one w warunkach tlenowych to końcowym produktem mineralizacji będzie dwutlenek węgla. O rodzaju końcowych produktów rozkładu i mineralizacji związków organicznych w glebie decydują warunki tlenowe. W obecności tlenu tworzą się związki przyswajalne przez rośliny takie jak: CO 2, NO 3, SO 2+ 4, Fe 3+, Mn 3+. Brak tlenu w środowisku glebowym powoduje powstawanie związków nieprzyswajalnych, a nawet działających toksycznie takich jak: CH 4, NH 3, H 2 S, Fe 2+, Mn 2+. Związki azotowe doprowadzone do gleby występują najczęściej w formie azotu organicznego i amonowego. Część azotu może być pobrana przez rośliny lub zakumulowana między cząstkami gleby i w kapilarach glebowych. Pierwsze stadium mineralizacji azotu organicznego to rozkład białka pod wpływem enzymów wydzielonych przez ustroje proteolityczne. Drugim jest amonifikacja, czyli przekształcenie azotu organicznego do amoniaku. W glebach napowietrzanych azot amonowy jest utleniany do azotynów, a następnie do azotanów. Biorące udział w procesie nitryfikacji bakterie z grupy Nitrosomonas i Nitrobacter wymagają odczynu ph w przedziale 6,8 9,0 oraz warunków tlenowych i temperatury powyżej 5 o C (optymalna ok. 20 o C). W środowisku glebowym, w warunkach beztlenowych, przebiega proces denitryfikacji, polegający na redukcji azotanów do azotynów i azotu gazowego. Duży udział w ogólnym bilansie oczyszczania ścieków w glebie mają rośliny, które pobierają do budowy swoich komórek szereg substancji dostarczonych do gleby wraz ze ściekami, np. 100 m 2 łąki adsorbuje ok. 5 kg N/rok. Ponadto korzenie roślin ułatwiają wymianę gazową atmosfery z gruntem, w tym jego natlenienie. Charakterystyka proponowanej technologii Proponowana technologia oczyszczania ścieków charakteryzuje się: ustabilizowanymi, wysokimi wskaźnikami redukcji zanieczyszczeń ścieków, bardzo dużą tolerancją na wahania w dopływie ścieków, zarówno ilościowe jak i jakościowe (przy utrzymaniu wysokiego stopnia redukcji zanieczyszczeń), utrzymaniem wysokich parametrów oczyszczania także w okresie niskich temperatur (zima), niskimi nakładami inwestycyjnymi, bardzo niskimi kosztami eksploatacji, strona: 6 z 8
prostotą wykonawstwa, możliwością pobrania próbek ścieków oczyszczonych, niskoobsługowym działaniem, czynności eksploatacyjne ograniczają się do okresowej kontroli stopnia zamulenia materiału filtracyjnego filtra doczyszczającego w osadniku, wybraniu osadu z osadnika gnilnego raz na dwa lata oraz ścięcia roślinności na poszczególnych obiektach. OPIS TECHNICZNY DO OBIEKTÓW Osadnik gnilny Do mechaniczno - biologicznego podczyszczenia ścieków surowych zostanie zastosowany osadnik gnilny o pojemności 3 000 l. V og = Q.d.sr * 3 doby = 0,78 * 3 = 2,34 m 3 Ścieki bytowe z budynku będą odpływać grawitacyjnie rurociągiem PVC Ø 160. mm do osadnika gnilnego o pojemności roboczej 3 000 l. W osadniku ulegają one mechanicznemu i częściowo biologicznemu podczyszczeniu. Ścieki surowe będą doprowadzone do osadnika gnilnego rurociągiem o średnicy 110 mm. Gospodarka osadami W ściekach bytowych ilość zanieczyszczeń pochodzących od jednego mieszkańca w ciągu doby, jest w przybliżeniu wartością stałą. W ściekach tych zawiesiny stanowią średnio ok. 57% ChZT. Ilość osadu wytrącona w ciągu dnia w osadniku wstępnym wynosi 0,3 do 0,5 l/m*d co daje roczną ilość osadu: V os.min. = 0,3 l/md * 6 M * 365 dni = 657 l/rok = 0,657 m 3 /rok V os.max. = 0,5 l/md * 6 M * 365 dni = 1095,0 l/rok = 1,095 m 3 /rok W celu zapewnienia prawidłowej pracy osadnika nie należy dopuszczać, aby objętość osadu przekraczała objętość magazynowania (50% objętości osadnika). Biorąc pod uwagę objętości osadnika gnilnego wynoszącą 3 m 3, częstotliwość wywozu osadu będzie wynosiła 1 raz na 1 do 2 lat. Proponuje się, aby wywozu osadu dokonywać systematycznie w okresie wiosennym w celu nie dopuszczenia do nadmiernego zakwaszenia osadu i nagromadzenia osadów. Osad przefermentowany w osadniku jest uwodniony w stopniu 95 98%. Zaleca się usuwanie osadów wozem asenizacyjnym i odwiezienie osadu na oczyszczalnię gminną. Montaż filtra żwirowego Zgodnie z zaleceniem producenta przyjęto powierzchnię filtra żwirowego dla gruntów dobrze przepuszczalnych równą 6 osób * 6 m 2 = 36 m 2 Wykonać wykop o wymiarach 12*3 m i głębokości 30 cm poniżej rury doprowadzającej ścieki. Wykonać podsypkę z grubego żwiru 16-32 mm grubości 30 cm. Na poziomej powierzchni filtra ułożyć 2 ciągi rur perforowanych o średnicy 110 mm. Rury zasypać żwirem. Wyprowadzić wentylację niską na końcu układu. Całość przykryć geowłókniną i zasypać gruntem rodzimym. Eksploatacja oczyszczalni Eksploatacja oczyszczalni sprowadzać się będzie do wykonywania następujących czynności: strona: 7 z 8
co sześć miesięcy należy płukać filtr zawiesin, raz do roku należy kontrolować poziom osadów w osadniku i w razie potrzeby należy osadnik opróżnić, (zakłada się, że jego opróżnianie nie powinno być przeprowadzane częściej niż raz na rok). Rozruch oczyszczalni Po wybudowaniu oczyszczalni nastąpi okres wstępnej eksploatacji, który będzie trwał do około jednego roku. W tym czasie oczyszczalnia powinna zapewniać 90% planowanej redukcji zanieczyszczeń. Po upływie pierwszego roku eksploatacji oczyszczalnia uzyska pełną efektywność. Operat wodno-prawny oraz spełnienie wymagań przepisów Ponieważ odprowadzanie ścieków oczyszczonych do własnego gruntu w ilości nie przekraczającej 5,0 m3/dobę, nie podlega szczególnemu korzystaniu z wody, (jest to tzw. zwykłe korzystanie), tym samym nie wymaga pozwolenia wodno-prawnego. Warunki wodno-glebowe Wykonano dwa odwierty kontrolne na planowanym miejscu posadowienia filtra w celu rozpoznania warunków gruntowych oraz oznaczenia poziomu zwierciadła wody gruntowej. Przeprowadzone badania nie wykazały występowania zwierciadła wody gruntowej do głębokości 2,0 m od obecnego poziomu gruntu. (poziom rozsączenia będzie 0,4 m poniżej poziomu gruntu). Spełnione zostaną wymagania przepisów dotyczących najwyższego poziomu wód gruntowych od dna urządzenia rozsączającego (odległość nie mniejsza niż 1,50 m.). Warstwy geotechniczne: 0,0-0,3 m - gleba piaszczysta 0,3 m 2 m - piasek średni SPECYFIKACJA MATERIAŁOWA Osadnik gnilny HABA 3000 l Materiał : PEHD Filtr żwirowy Materiał : drenaż PVC 110 kruszywo (żwir 16-32 mm, kamienie otoczaki) Rury i kształtki Producent: WAWIN METAL PLAST Buk strona: 8 z 8