S P I S T R E Ś C I

I. Cześć wstępna

1. Przedmiot opracowania

2. Cel inwestycji

3. Podstawa opracowania

4. Dane wyjściowe

II. Ocena przydatności gruntu i terenu do podziemnego rozsączania ścieków

1. Test perkolacyjny

2. Analiza wyników

III. Kryteria wyboru technologii oczyszczania i obliczeń technologicznych

1. Bilans i stężenie ścieków

2. Kryteria do wyboru technologii oczyszczania

3. Obliczenie osadnika gnilnego

4. Obliczenia drenażu rozsączającego

IV. Opis technologii, budowy i eksploatacji oczyszczalni ścieków

1. Przykanalik

2. Osadnik gnilny

3. Gospodarka osadowa

4. Drenaż rozsączający

1. Część wstępna

1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest koncepcja lokalnego urządzenia do oczyszczania ścieków dla domku jednorodzinnego zamieszkałego przez pięć osób. Gospodarstwo to i prowadzi działalność agroturystyczną w sezonie letnim, mogące przyjąć sześć osób.

Projekt ten został przygotowany na podstawie zajęć z przedmiotu Przydomowe oczyszczalnie ścieków.

2. Cel inwestycji

Ze względu na brak możliwości podłączenia budynku do zbiorczej kanalizacji ściekowej celem inwestycji jest zabezpieczenie inwestora przez kosztami związanymi z okresowym wywożeniem ścieków bytowych do pobliskiej oczyszczalni przy jednoczesnym zabezpieczeniu gruntu i wody gruntowej przez zanieczyszczeniem. W tym celu projektuje się urządzenie do lokalnego oczyszczania ścieków.

3. Podstawa opracowania

Podstawą do opracowania są:

• mapa sytuacyjno wysokościowa posesji w skali 1:500

• decyzja o warunkach zabudowy posesji

• wypis z rejestru gruntów

• umowa z Inwestorem

• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi (Dz.U.nr 168, poz.1763)

• zgłoszenie instalacji do organu samorządowego zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 20 sierpnia 2001 roku w sprawie instalacji, których eksploatacja wymaga zgłoszenia (Dz.U.nr 140 poz.1585)

• zgłoszenie budowy do starostwa Powiatowego w myśl prawa budowlanego z 1994r. z późniejszymi zmianami w 2003r.

• Prawo Wodne z 2004r.

2. Ocena przydatności gruntu i terenu do podziemnego rozsączania ścieków

1. Test perkolacyjny

Aby grunt mógł służyć za odbiornik wstępnie oczyszczonych ścieków, powinien wykazywać odpowiednią wodoprzepuszczalność. Nie może być ona zbyt mała, bo system ulegnie zalaniu i zbyt duża, z uwagi na niską efektywność doczyszczania ścieków.

Zgodnie z krajowymi wytycznymi projektowania drenaży rozsączających i filtrów piaskowych (CUGW 1971) wykonano test przesiąkliwości dwiema metodami.

1.1. Pierwsza nazywana klasyczną polega na wykonaniu otworu o rozmiarach 0,5mx0,5m do poziomu rozsączania ścieków czyli ook.,5-0,8m. Następnie wykonuje się drugi otwór kwadratowy o wymiarach 0,3mx0,3m i wysokość 0,15m. Zalewamy otwór kilkakrotnie wodą w celu uzyskania wilgotności wskazującej że mamy już grunt nasycony. Później wlewany do otworu 12,5 l wody i mierzymy prędkość opadania wody w otworze.

Dane do testu:

P=102 cm

a=30cm

hi = P-Pi

k=a{[ln(4hi+a)-ln(4Hi+1+a)]/4t}

Nr odczytu	Wartość Pi [cm]	Głębokość hi [cm]	Czas t [min]	Wsp.filtracji k [cm/s]
Test nr I
1	86	16	60	0,012
2	88,2	13,8	60	0,004
3	88,9	13,1	60	0,005
4	89,7	12,3	60	0,121
5	102	0	60	0,000
Test nr II
1	85,1	16,9	60	0,004
2	85,9	16,1	60	0,010
3	87,7	14,3	60	0,005
4	88,5	13,5	60	0,004
5	89,2	12,8	60	0,004
6	89,9	12,1	60	0,120
7	102	0	60	0,000
Test nr III
1	84,4	17,6	60	0,008
2	85,9	16,1	60	0,007
3	87,1	14,9	60	0,006
4	88,1	13,9	60	0,007
5	89,2	12,8	60	0,005
6	90	12	60	0,119
7	102	0	60	0,000
średnie k dla wszystkich testów* [cm/s]				0,006

1. Zasada wykonania drugiego testu jest podobna do testu klasycznego. Różnicę stanowi rozmiar otworu, który wykonuje się w postaci odwiertu o średnicy 8 cm

Dane do testu:

P=102 cm

2r = 8 cm

hi = P-Pi

k=1,15r{[log(hi+0,5r)-log(HI+1+0,5r)]/t}

Nr odczytu	Wartość Pi [cm]	Głębokość hi [cm]	Czas t [min]	Wsp.filtracji k [cm/s]
Test nr I
1	80	41	60	0,009
2	90	31	60	0,012
3	100	21	60	0,010
4	106	15	60	0,011
5	110,8	10,2	60	0,014
6	114,9	6,1	60	0,047
7	121	0	60
Test nr II
1	93	32	60	0,007
2	99,8	25,2	60	0,006
3	104,6	20,4	60	0,005
4	107,9	17,1	60	0,004
5	110,2	14,8	60	0,004
6	112	13	60	0,067
7	125	0	60	0
średnie k dla wszystkich testów* [cm/s]				0,008

2. Analiza wyników pomiarów

Przeprowadzony test przesiąkliwości mający na celu określenie przydatności gruntu do chłonności ścieków dał nam dwie wartości współczynnika filtracji k1 = 0,006 cm/s i k2= 0,008 cm/s.

Do dalszych obliczeń przyjmuję współczynnik filtracji z testu klasycznego równy 0,006cm/s.

Pomijam wartości otrzymane z testu wykonanego za pomocą odwiertu i rury perforowanej. Otrzymane tą metodą wyniki nie korelują ze sobą (jak na wykresie) i mogą wskazywać na niedostateczne zwilżenie badanego profilu. Przyjęcie wyższego współczynnika filtracji mogłoby z czasem nie być korzystne w eksploatacji drenaży rozsączających ze względu na kolmatację.

Ze względu na błąd zawarty w polskich wytycznych wymiarowania drenaży rozsączających, polegający na zastąpieniu minut sekundami, na podstawie interpretacji testu perkolacyjnego przez Błażejewskiego i Murat Błażejewską w1995r określiłam, że czas wchłonięcia 12,5 l wlanej wody w teście klasycznym wynosił 5-6 min. Klasyfikuje to badany grunt do klasy przepuszczalności B, czyli piaski grube i średnie.

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów ich analizy i interpretacji można stwierdzić, że na zadanym terenie można zaprojektować lokalną oczyszczalnię ścieków z odprowadzeniem do gruntu, gdyż współczynnik filtracji jest wystarczający.

3. Kryteria wyboru technologii oczyszczania ścieków

i obliczenia technologiczne

1. Bilans i stężenie ścieków

1. Ilość ścieków:

Źródłem ścieków odprowadzanych do oczyszczalni są mieszkańcy.

UWAGA! - do projektowanej oczyszczalni nie mogą być odprowadzane ścieki inwentarskie i deszczowe

Dobowa obliczeniowa objętość ścieków:

Rodzaj mieszkańców	Ilość mieszkańców M	Zużycie wody na 1 miesz. [m^3/d,M]	Dobowa ilość ścieków [m^3/d]
gospodarze	5	0,10	0,5
letnicy	6	0,15	0,9
Razem w okresie letnim			1,4

Do dalszych obliczeń technologicznych lokalnej oczyszczalni ścieków przyjmuję wartość Qd=1,4 m³/d

Qdmax= 1,4 * Nd = 1,4 * 1,2 = 1,68 m³/d

Qhmax = 1,4 * Nh = 1,4 * 1,5 = 2,10 m³/d

Nd - nierównomierność dobowa oraz Nh- nierównomierność godzinowa dla budynku jednorodzinnego została obrana na podstawie rozkładu zużycia wody na cele bytowe opublikowanego przez ZZWiSW AR w 2005 roku.

2. Stężenie ścieków:

Jakość ścieków w budynkach jednorodzinnych składa się na ścieki czarne, pochodzące z ustępów, i ścieki szare, pochodzące z kuchni, pralni i łazienki.

Procentowy rozkład tych ścieków w warunkach polskich wynosi:

• ścieki szare 77,4%

• ścieki czarne 22,6 %

Przeciętne jednostkowe ładunki zanieczyszczeń w ściekach bytowo-gospodarczych wg.Królikowskiego(1994) i Laaka (1986) wynoszą:

BZT₅ - 60 g O₂/Md

Zawiesina ogólna - 65 g/Md

Azot ogólny - 10 g/Md

Fosfor ogólny - 5 g/Md

Ładunek zanieczyszczeń :

Ł BZT₅= 11 * 60 = 0,66 kgO₂/d

Ł zaw.ogól. = 11 * 65 = 0,72 kg/d

Ł azotu ogól.= 11*10 = 0,11 kg/d

Ł fosforu ogól. = 11 * 5 = 0,05 kg/d

Stężenie zanieczyszczeń:

S BZT₅ = (60/0,1)+(60/0,15) = 1000 g/m³ = 10 mg/l

S zaw.ogól. = (65/0,1)+(65/0,15) = 1083 g/m³=10,83 mg/l

S azotu ogól. = (10/0,1)+(10/0,15)=166 g/m³=1,66 mg/l

S fosforu ogól. = (5/0,1)+(5/0,15)= 83 g/m³=0,83 mg/l

Całkowita przepustowość oczyszczalni podana w ilości równoważnej liczby mieszkańców wynosi:

RM= 660 / 60 = 11 M

1.3. Jakość ścieków oczyszczonych

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi jakość wód musi spełniać warunki:

BZT₅= 300 mgO₂/l

zawiesina ogólna = 375 mg/l

azot ogólny = 50 mg/l

fosfor ogólny = 10 mg/l

2. Kryteria do wyboru technologii oczyszczania ścieków:

czas wsiąkania wody w grunt [min/10mm]	0,6
głębokość do maksymalnego poziomu wód gruntowych lub spękanych skał [m]	2,6
głębokość do warstwy gruntu nieprzepuszczalnego [m]	7,1
nachylenie terenu [%]	3
odległość do nieczynnej studni [m]	brak
wymiary działki na której ma zostać zainstalowana oczyszczalnia [m]	65 x 52,5

Na podstawie powyższych parametrów do oczyszczenia wybrałam osadnik gnilny z drenażem rozsączającym.

3. Obliczenia technologiczne osadnika gnilnego

Pojemność osadnika gnilnego przy średnim czasie zatrzymania ścieków 2 doby:

Qdmax * 2 = 1,68 * 2 = 3,36 m³

Wymiary osadnika gnilnego:

• pojemność 4 m³

• wysokość komory 1,9 m

• szerokość komory 1,0 m

• długość komory 3,0 m

• głębokość ścieków 1,3 m

• czas między opróżnieniami zbiornika:




• pojemność części osadowej 66 m³/rok

• minimalna pojemność na ciecz (bez osadu i kożucha) tuż przed opróżnieniem osadnika Qdmax * 1 doba = 1,68 * 1 = 1,68 m³

• pojemność zajęta przez kożuch 22 m³/rok

• wysokość części powietrznej min 30 cm

3. Obliczenia technologiczne drenażu rozsączającego

- obliczenie obciążenia hydraulicznego:




gdzie:

k- współczynnik filtracji przyjęty zgodnie pkt. II - 0,006cm/s

- obliczenie długości drenażu




gdzie:

Q_dmax - maksymalny dobowy dopływ ścieków 1,68m³/d

q_dop - dopuszczalne obciążenie hydrauliczne 0,027m/d

B - szerokość dna wykopu 0,8m

2h - podwójna miąższość warstwy wspomagającej 2 *0,3 = 0,6m

• najwyższe wzniesienie zwierciadła wody podziemnej




gdzie:

C- stała uzależniona od stosunku L/B - 1,1448

Qd śr - średni dobowy dopływ ścieków 1,4m³/d

A=BL - pole powierzchni infiltracji 60m²

L - długość pola powierzchni infiltracji 15m

n - stała uzależniona od stosunku L/B - 1,7718

k_f - współczynnik filtracji w kierunku poziomym 0,006cm/s=0,00006m/s

h₀ - początkowe wzniesienie zwierciadła wody gruntowej nad warstwą nieprzepuszczalną 4,5 m

t- czas infiltracji




 - odsączalność dla piasków 0,23 - 0,28




Rozwiązanie otrzymuje się metodą kolejnych przybliżeń i wynosi ono 18 m

4. Opis technologii, budowy i eksploatacji oczyszczalni ścieków

1. Przykanalik:

Przy budynku mieszkalnym istnieje przykanalik z rur PCV 160mm o spadku 1 % jest przedłużeniem poziomu kanalizacyjnego i bez załamań.

2. Osadnik gnilny:

1. Zasada działania

Osadnik gnilny jest podstawowym urządzeniem w przydomowych oczyszczalniach ścieków. Jest to prostokątny zbiornik o wymiarach 3 X 1,9 X 1,0m wyposażony we wlot do którego podłączony jest przykanalik, wylot i kominy inspekcyjne. W osadniku zachodzi sedymentacja cząstek cięższych (osad) i flotacja cząstek lżejszych (kożuch). Frakcja organiczna osadu ulega fermentacji w warunkach beztlenowych

2. Skuteczność oczyszczania ścieków

Osadnik gnilny usuwa 60-80% BZT₅ i 60-95% zawiesiny ogólnej. Skuteczność usuwania azotu jest niewielka a węgla dobra.

1. Montaż

Projektowany osadnik gnilny jest wykonany z rur polietylenowych zgrzewanych spiralnie typu SPIRO. Osadza się go na 20 cm tzw. suchym betonie (mieszanka piaski i cementu). Warstwą 10 cm suchego betonu otacza się jego ściany co będzie zwiększało jego sztywność i zmniejszało napór gruntu na ścianki. Przykrycie osadnika gruntem rodzimym wynosi 30 cm.

Przed zalaniem osadnika ściekami należy wykonać próbę szczelności na wodzie.

2. Eksploatacja

Osadnik nie powinien być przeciążany hydraulicznie szczególnie w okresach zbliżającego się opróżniania osadów.

Do zbiornika nie można odprowadzać ścieków z produkcji zwierzęcej i deszczówki. Wszelkie prace remontowe i kontrolne należy wykonywać przy asyście drugiej osoby. Pod żadnym pozorem nie wolno wchodzić do wnętrza osadnika gnilnego. Gazy fermentacyjne (NH₃ ,H₂S) mogą być toksyczne a metan w mieszaninie z powietrzem może być wybuchowy. W trakcie eksploatacji osadnika wskazane jest stosowanie biopreparatu BIOSAN KZ 2000 zapewni to stały rozkład ścieków oraz będzie zapobiegać przykrym zapachom.

Raz na pół roku należy sprawdzać poziom osadu używając np. drewnianego wskaźnika owiniętego gazą, wprowadzanego przez otwór inspekcyjny.

Osady z osadnika usuwamy za pomocą wozu asenizacyjnego raz na 4,7 lat, pamiętając aby podczas tej czynności zbiornik był dobrze napowietrzany a w razie potrzeby należy dolać wody.

3. Gospodarka osadem

Osad należy wywieź do oczyszczalni ścieków gzie będzie możliwe jego odwodnienie i stabilizacja wapnem, a dalej na składowisko odpadów komunalnych. Proces usuwania osadów powinien być potwierdzony umowami z jednostki gospodarki komunalnej działającymi na terenie gminy

Przydomowe oczyszczalnie ścieków 1

P

Pi

hi

0,3







---