Wiadomości wstępne
Przepisy zagospodarowania osadów pościekowych preferują ich mechaniczne odwadnianie i definitywne usuwanie z terenu oczyszczalni. W starszych projektach osady pofermentacyjne, jak i osady po osadnikach wtórnych, były często w pierwszej kolejności odwadniane na terenie oczyszczalni na tzw. poletkach lub lagunach osadowych, a dopiero potem wykorzystane w innych obszarach (np. rolnictwo). Obecnie rozwiązanie są już sporadycznie stosowane (laguny), ale warto je omówić, jako jedną z metod zagospodarowania osadów.
Poletka osadowe
Przefermentowany osad o uwodnieniu >90% wylewany był na specjalnie przygotowane do tego celu poletka o kształcie prostokątnym, owalnym lub nawet trójkątnym, tak, aby tworzył jednorazowo warstwę o grubości 0,2-0,5m (zwykle nie więcej niż 25cm). Przy gruntach przepuszczalnych, piaszczystych, osad odwadniany był w naturalny sposób poprzez grawitacyjny odpływ odcieku do gruntu. Urządzanie takich poletek ograniczało się tylko do przewodu doprowadzającego osad oraz do wlotów rozdzielających osad na poszczególne powierzchnie. (rys poniżej).
Rys. Poletka do suszenia osadu. a) widok sytuacyjny, b) szczegół wlotu, u dołu przekrój (źr. Kanalizacje, Kazimierz Wójcicki)
Na gruntach słabo przepuszczalnych, pod poletkiem wykonywane były systemy drenażowe, podobne jak przy drenażu rozsączającym. Kopano rowy w których umieszczano rury drenażowe obsypane żwirem, a od wierzchu piaskiem. Szczegółowa konstrukcja takiego drenażu opisana była w normie branżowej BN-73/9392-01 „Wypełnienia materiałem filtracyjnym poletek do suszenia osadu”. Dreny układano z rozstawem 6-8m, a podłoże pomiędzy nimi ze spadkiem do 5%.
Rys. Budowa drenażu na poletku osadowym. A – warstwa drenażowa wokół drenu o grubości około 20cm, ze żwiru 10-40mm, B- warstwa filtracyjna ze żwiru 2,5-10mm, o grubości 25cm, C- warstwa piasku o grubości 20cm (źr. przytoczona wyżej norma branżowa)
Poletka były zalewane zwykle 6-9 razy do roku. Odwaniany osad, po utracie wody pękał i po wyglądzie tego spękania można było ocenić stopień jego biologicznego przetworzenia. Dobrze przefermentowany osad miał szereg drobnych spękań, które dodatkowo ułatwiały jego napowietrzanie i ewaporację. Słabo – gromadził wokół siebie muchy, szczególnie z gatunku Eristalis tenax (gnojka wytrwała) oraz miał nieprzyjemny zapach. Odwodniony osad o wilgotności około 60-70% mógł być usuwany ręcznie, łopatami (małe poletka), półmechanicznie lub mechanicznie i poletko było po raz kolejny zalewane świeżym osadem. Szybkość odwadniania na poletku była ściśle uzależniona od wielkości opadów deszczu. Jeśli opady były małe wielkość parowania przewyższała nawilżanie osadu i czas jego odwadniania spadało poniżej 4 tygodni. Jeśli duże, czas suszenia wzrastał do 1,5 miesiąca i dłużej. Usunięty osad składowano na terenie oczyszczalni jeszcze przez okres jednego roku, stąd należało przewidzieć dodatkowy teren na pryzmy osadowe o powierzchni równej około 20% powierzchni samych poletek. W tym czasie osad ulegał humifikacji zyskując (podobnie jak obornik) zdolności nawozowe.
Warto zwrócić uwagę, że pierwotnie odcieki z osadów na poletkach przedostawały sie bezpośrednio go gruntu, lub poprzez drenaż, do odbiornika (np. rzeka). Obecnie rozwiązanie takie jest zakazane prawnie. Wszystkie systemy odciekowe nie mogą zanieczyszczać wody gruntowej, dlatego muszą mieć szczelne dno (betonowanie, geomembrana tworzywowa). Współczesne zastosowanie mają tutaj systemy trzcinowe (tzw. hydrofitowe), które omówię w oddzielnym artykule.
Laguny osadowe
W odróżnieniu do poletek miały od razu szczelne dno, zwykle wybetonowane i wyposażone w drenaż. Z założenia laguny użytkowane były w cyklu trzyletnim.
W pierwszym roku laguny zalewano osadem jednorazowymi porcjami o wysokości nie większej niż 30cm, do maksymalnego poziomu 1,5-2m osadu. Odwadnianie osadu zachodziło poprzez jego grawitacyjne odsączanie oraz parowanie (ewaporację). Po roku czasu uwodnienie spadało z 95% do około 80%.
W drugim roku zalegania na lagunie osad ulegał dalszemu odwodnieniu do poziomu 65%. W trzecim osad usuwano w sposób mechaniczny (np. koparką) i po renowacji dna laguna była przygotowana do ponownego przyjęcia osadu.
Fot. Laguna osadowa z wałami ziemnymi przykrytymi geomebraną.
Rys. Schemat laguny osadowej.
Laguna wykonywana jest z drenażem dennym i z przelewem do usuwaniem cieczy nadosadowej. Ta ostatnia zbierana jest osobnym elementem usytuowanym blisko brzegu lub w środku laguny, tzw. „mnichem”. Mnich składa się z pionowego komina (stojaka) ze stawidłem o regulowanym poziomie dostosowanym do aktualnej wysokości osadu. Ciecz nadosadowa przepływa nad stawidłem do wnętrza mnicha, a stąd poziomym kanałem zawracana jest zwykle, razem z odciekiem drenażowym do oczyszczalni ścieków.
Fot. Przykładowa konstrukcja mnicha w zbiorniku
Laguny osadowe mają mniejszą zdolność odwadniania od poletek, z uwagi na znacznie wyższą warstwę osadu. Odwodniony po okresie eksploatacji osad ma ciastowatą konsystencję, co utrudnia jego wywożenie. Niejednokrotnie, wskutek utrudnionej filtracji przez złoże, jego wilgotność dochodzi do 80%. Ogólnie laguny osadowe nie są zalecaną metodą odwadniania osadów i stosowane są raczej jako urządzenia awaryjne do jego okresowego deponowania.