Zaopatrzenie w wodę oraz właściwe zagospodarowanie ścieków należą do głównych zadań każdej gminy, jak również są warunkiem wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich. Pozytywne zmiany w zakresie wyposażenia gmin w podstawowe urządzenia infrastruktury wodno-ściekowej oznaczają poprawę warunków życia ludności oraz funkcjonowania przedsiębiorstw. W Polsce od wielu lat trwają intensywne prace, mające na celu zapewnienie odpowiedniego stanu środowiska, szczególnie na terenach wiejskich, gdzie zaległości w tym zakresie są nadal bardzo duże. Pod koniec XX oraz na początku XXI wieku na terenach tych wybudowano wiele systemów wodociągowych i kanalizacyjnych oraz zbiorczych i przydomowych oczyszczalni ścieków. Jednym z województw, na terenie którego powstało najwięcej oczyszczalni przydomowych jest woj. lubelskie. Do najczę- ściej stosowanych rozwiązań technologicznych zalicza się tu systemy oparte na wykorzystaniu osadnika gnilnego i drenażu rozsączającego, oczyszczalnie ze zło- żem biologicznym lub z osadem czynnym, jak również systemy hybrydowe (osad czynny + złoże biologiczne). Mniejszą popularnością, cieszą się natomiast oczyszczalnie gruntowo-roślinne, prawdopodobnie dlatego, że do ich budowy wymagana jest działka o większej powierzchni. Jednak systemy te, już od około 50 lat z du- żym powodzeniem stosowane są w wielu krajach europejskich, jak również na innych kontynentach. Dotychczasowe doświadczenia z funkcjonowania oczyszczalni gruntowo-roślinnych wskazują, że obiekty te cechują się prostą obsługą i eksploatacją oraz dużą odpornościa na nierównomierny dopływ ścieków. Również koszty instalacji tych systemów są podobne do tych, które ponosi się przy budowie tradycyjnych rozwiązań. Oczyszczalnie gruntowo-roślinne od dawna są przedmiotem badań wielu ośrodków naukowych na świecie i w Polsce, ciągle jednak poszukiwane są rozwi ązania technologiczne, które umożliwiają uzyskiwanie wysokich efektów usuwania zanieczyszczeń, a szczególnie związków biogennych. Nadal niezbyt liczne są także prace, na temat efektywności oczyszczania ścieków w systemach gruntowo- roślinnych, w okresie ich wieloletniej eksploatacji. Dlatego autor przedmiotowej pracy postanowił podjąć ten temat i przeprowadził badania w tym zakresie. Głównym celem pracy jest analiza 11 i 10-letnich wyników badań nad skutecznością usuwania zanieczyszczeń ze ścieków bytowych w dwóch jednostopniowych gruntowo-roślinnych oczyszczalniach z poziomym i pionowym przepływem, z wierzbą wiciową Salix viminalis L. (obiekt nr 1 typu HF ) i z trzciną pospolitą Phragmites australis Cav. Trin. Ex Steud. (obiekt nr 2 typu VF), jak również kilkuletnich wyników badań, wykonanych w tym zakresie, w dwóch wielostopniowych (hybrydowych) oczyszczalniach gruntowo-roślinnych (obiekt nr 3 – układ I typu HF-VF i układ II typu VF-HF oraz obiekt nr 4 typu VF-HF). Badane oczyszczalnie są zlokalizowane na terenie woj. lubelskiego, w miejscowo- ściach Jastków, Sobieszyn, Dąbrowica i Janów koło Garbowa, a zastosowane w nich rozwiązania technologiczne różnią się ilością i sposobem doprowadzania ścieków (VF „vertical flow” – pionowy, HF „horizontal flow”– poziomy), ilością i wielkością złóż gruntowo-roślinnych, rodzajem zastosowanej roślinności (wierzba i trzcina), jak również objętością złóż ze skałą wapienną – opoką. Funkcjonowanie systemów wielostopniowych analizowano głównie pod kątem określenia optymalnej konfiguracji złóz gruntowo-roślinnych, która zapewni uzyskiwanie możliwie najwyższych efektów usuwania podstawowych wskaźników zanieczyszczeń oraz związków biogennych. W trzech analizowanych obiektach przeprowadzono badania nad zastosowaniem złóż ze skałą wapienną – opoką, w celu zwiększenia skuteczności usuwania fosforu. W ramach badań określano także, ilość i skład surowych ścieków bytowych oraz oceniono skuteczność usuwania zanieczyszczeń w osadnikach gnilnych. Wykonywano również badania, mające na celu określenie zmian wybranych właściwości fizykochemicznych, materiału wypełniającego złoża gruntowo-roślinnych oczyszczalni ścieków, podczas ich wieloletniej eksploatacji, a także przeanalizowano produktywność roślin ze złóż gruntowych i ich wybrane właściwości chemiczne. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że jednostopniowe systemy gruntowo-roslinne typu VF i HF, podczas wieloletniej eksploatacji, zapewniały skuteczność usuwania zawiesin ogólnych na poziomie około 65%, a efekty zmniejszania BZT5 i ChZT wynosiły od 78 do 85%. Obiekty te w mniejszym stopniu usuway zwizki biogenne – azot i fosfor. Szczególnie wysokie efekty usuwania podstawowych wskaźników zanieczyszczeń (ponad 90%), stwierdzono natomiast w hybrydowych systemach gruntowo-roślinnych z trzciną i wierzbą, o konfiguracji złóż VF-HF (z pionowym i poziomym przepływem). Obiekty te zapewniały ponadto około 65% skuteczność usuwania azotu ogólnego oraz 85-95% efektywność eliminacji fosforu ogólnego. Na podstawie wykonanej analizy statystycznej, w systemach hybrydowych, nie odnotowano istotnego wpływu niskich temperatur powietrza w okresie jesienno-zimowym, na zmniejszenie efektów usuwania zanieczyszczeń. Mniej odporny na niskie temperatury, okazał się system jednostopniowy typu VF. Ponadto analiza statystyczna wykazała, że systemy hybrydowe typu VF-HF i HF-VF charakteryzują się bardzo wysoką – 99% niezawodnością działania. W okresie badań przez ponad 361 dni w roku w systemach tych spełniane były wymogi określone, co do jakości ścieków oczyszczonych dla zawiesiny ogólnej, BZT5 i ChZT. Mniejszą niezawodnością cechują się natomiast jednostopniowe systemy gruntowo-roslinne, szczególnie typu VF. Uzyskane wyniki badań wskazują, że jednostopniowe systemy gruntowo-roślinne mogą być wykorzystywane w większej skali na terenach wiejskich o rozproszonej zabudowie. Natomiast obiekty hybrydowe, z dużym powodzeniem mogą być stosowane na terenie ośrodków wypoczynkowych, czy na obszarach chronionych, gdzie ze względów estetycznych i krajobrazowych budowa tradycyjnych oczyszczalni nie jest zazwyczaj zbyt mile widziana. Wyniki badań zaprezentowane w rozprawie mogą znaleźć zastosowanie w praktyce, przy projektowaniu i budowie wysokoefektywnych systemów oczyszczania ścieków, jak również przy modernizacji już istniejących obiektów, w celu optymalizacji ich pracy. Z wyników i obserwacji zaprezentowanych w rozprawie, mogą skorzystać wszyscy inwestorzy, którzy rozpoczęli lub rozpoczynają rozwiązywać problemy gospodarki wodno-ściekowej na swoim terenie, poprzez budowę przydomowych, ale również i małych – zbiorczych oczyszczalni ścieków.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.