Precejalniki so najstarejši postopki čiščenja odpadne vode. Še posebej so primerni za manjša naselja do 1000 PE, saj so cenovno dostopni in dosegajo visoke učinke čiščenja tudi pri komunalnih odpadnih vodah.

Proces biološkega samočiščenja v tekočih vodah je najbolj intenziven na dnu. Podobna dogajanja se vršijo tudi na precejalnikih. Njihovo polnilo iz različnih materialov (gramoz, plastične kocke), predstavlja naselitveno površino za bakterijsko združbo, podobno kot so na dnu reke prodniki in sediment. To kar se naseli na površini polnila v čistilni napravi, imenujemo prerast, pritrjena biomasa ali biofilm. Razlika med pritrjenima biomasama v naravi in na precejalnikih je v tem, da na čistilni napravi ni primarnih producentov (zelenih rastlin), na dnu reke pa so.

Precejalniki so v bistvu izboljšani talni filtri. Drobno zrnat material v talnih filtrih so pri precejalnikih zamenjala zrna s premerom, ki je 100 do 200-krat večji od zrn v talnih filtrih. Izboljšava precejalnikov v primerjavi s talnimi filtri je v tem, da zagotavljajo učinkovitejše in stalno prezračevanje v celotni globini precejalnika.

Oskrba s kisikom se vrši preko naravnega prezračevanja s površine.

Biomasa se skladno s svojim življenjskim ciklusom obnavlja, po odluščenju pa sedimentira v sekundarnem usedalniku.

Konstrukcija in izvedba precejalnikov

Kvaliteta čiščenja precejalnikov je v veliki meri odvisna od konstrukcije, polnilnega materiala in stopnje obremenitve.

Zelo pomembna je površina polnilnega materiala in vmesni prostori, kjer se vršijo transportni procesi (dotok in odtok odpadne vode, dovajanje kisika itd.). Na dnu odteka očiščena voda, ki vsebuje tudi del odpadnega blata, katero se delno izpira iz nosilnega materiala. Odpadno blato običajno sedimentira v sekundarnih usedalnikih in se nato po ustrezni koncentraciji redno ali občasno odstranjuje.

Višina polnila precejalnika mora znašati vsaj 1,5 m.

Polnilni material za precejalnike je običajno kamen, ki je obstojen proti kemičnim vplivom in temperaturnim spremembam. Normalna velikost zrn je 4–8 cm. Zaželeno je, da ima polnilni material razmeroma veliko površino (90–96 m2/m3) in da je nasut tako, da je zagotovljeno dobro prezračevanje (velikost zrn mora biti enakomerna). Pri vseh izvedbah precejalnikov uporabljamo na dnu precejalnika material, katerega zrnavost je 8–15 cm. Sloj tega materiala je debel približno 15 cm, njegov namen pa je, da bi preprečil sipanje zrn skozi odprtine v nosilni konstrukciji nad dnom precejalnika. Včasih se uporabljajo za polnilni material tudi kvaliteten koks ali elementi iz plastične mase.

Dno precejalnika ima trojno funkcijo, in sicer:

  • da nosi polnilni material,
  • da omogoča odtok vode,
  • da omogoča pretok zraka.

Ker je biokemijska razgradnja odvisna od temperature, je potrebno v vseh tistih predelih, kjer je pozimi prevelik mraz, poskrbeti za ustrezno toplotno izolacijo precejalnikov.

Skica male čistilne naprave s precejalnikom

Skica male čistilne naprave s precejalnikom

Dimenzioniranje male čistilne naprave s precejalnikom

Aeracijski bazen

Tabela  Osnovne vrednosti za dimenzioniranje aeracijskega bazena pri precejalnikih

Poimenovanje

Oznaka

Enota

Vrednost

Prostorska obremenitev z BPK5

BP

kg BPK5/(m3 . d)

0,15

(ta vrednost se lahko poviša tudi na 0,25 kg BPK5/(m3 . d), če je s pomočjo ustreznega zbiralnega sistema vzpostavljeno enakomerno šaržiranje (Q24).

Najmanjši koristni volumen polnila

VTmin

m3

2

Naknadni usedalnik

Tabela  Osnovne vrednosti za dimenzioniranje sekundarnega usedalnika pri precejalnikih

Poimenovanje

Oznaka

Enota

Vrednost

Zadrževalni čas

tNU

h

3,5

Površinska obremenitev

qP

m3/(m2 . h)

0,4

Površina

PNU

m2

0,7

Globina

hNU

M

0,1

Postopek čiščenja v malih čistilnih napravah s precejalniki

V čistilnem procesu na precejalnikih prihaja do čiščenja – enako kot pri drugih vrstah biološkega čiščenja – zaradi adsorbcije in oksidacije.

Osnovna zamisel precejalnikov je:

  • zadržati mikroorganizme s pritrjevanjem na trden polnilni material,
  • dovajati odpadno vodo periodično z metodo oroševanja, da se mikroorganizmi hranijo,
  • dopustiti, da večina vode med dvema oroševanjema odteče in naredi prostor zraku, ki nahrani biofilm na polnilu,
  • recirkulirati obdelano vodo, da se zagotovi večji zadrževalni čas.

Na precejalnike se steka predhodno plavajočih in usedljivih delcev očiščena voda. Pomembno je, da je voda po površini precejalnika enakomerno razpršena. Vodo se razpršuje bodisi kontinuirano ali v časovnih presledkih. Tak način omogoča intenzivnejše izpiranje površine pri razmeroma nizki površinski obremenitvi. Polnilo je poseljeno z mikroorganizmi. Pri tem se vzpostavi intenziven stik odpadne vode z biofiltrom.

Biološko blato ima v delovanju precejalnikov izredno pomembno vlogo. Največji delež aktivne organske snovi sestavljajo bakterije, ki se lepijo na površino polnilnega materiala in med seboj. Bakterije organsko snov delno oksidirajo, delno pa jo porabijo kot gradivo za lasten razvoj.

Biološko blato v precejalnikih naseljujejo poleg aerobnih, anaerobnih in fakultativno anaerobnih bakterij (slednje dominirajo) tudi glive, alge in praživali. Višje razvite oblike, kot so črvi, insekti in ličinke insektov, polži itd., so prav tako prisotne. Slednje so pomembne, ker rahljajo rušo in s tem omogočajo boljše izpiranje. Posebno značilna je ličinka mušice psychoda, ki je tipičen prebivalec precejalnikov. Mušica, ki se izleže iz ličinke, se zadržuje v neposredni bližini precejalnikov.

Organske snovi, prisotne v odpadni vodi, se razgradijo pod vplivom populacije mikroorganizmov, pritrjenih na filtrski medij. Na zgornjem (zunanjem) delu plasti biološkega blata (0,1–0,2 mm) se organski material razgradi s pomočjo aerobnih mikroorganizmov. S tem, ko se mikroorganizmi razraščajo, tvorijo vedno bolj debelo plast blata in kmalu se ustvarijo razmere, ko se raztopljeni kisik porabi, še preden lahko prodre skozi celotno globino plasti blata. To povzroči, da se v spodnji plasti blata ustvarijo anaerobne razmere. Medtem ko se plast blata na površini debeli, se pritrjena organska materija metabolično razkraja, še preden lahko doseže mikroorganizme na površini polnila. Kot rezultat tega procesa mikroorganizmi v polnilu ostanejo brez zunanjih virov organskega ogljika in vstopajo v endogeno fazo rasti. Biomasa se pri tem stara, izgublja svojo oprijemalno silo in se v časovnih intervalih odplavlja iz biološkega filtra, pri tem pa ustvarja možnosti za rast novega blata.

V sekundarnem usedalniku se blato v procesu usedanja loči od očiščene odpadne vode.

Priporočljivo je, da se odvečno blato iz sekundarnega usedalnika vrača v primarni usedalnik, saj se tako zagotovi cepljenje blata.

Vzdrževanje malih čistilnih naprav s precejalniki

Precejalnike je potrebno kontrolirati čim pogosteje. Pri kontroli posvečamo največ pozornosti pravilni razporeditvi vode, napravam za doziranje in površini precejalnika. Če se na površini prične nabirati voda, pomeni, da se je filter zamašil in ga je potrebno izprati, kadar pa tudi to ne reši težave, je potrebno v celoti zamenjati polnilo.

Precejalnik je potrebno v zadostni meri prezračevati. Pri tem je treba paziti na to, da zrak prehaja skozi celotno polnilo. S posebno napravo je potrebno redno čistiti tudi dno precejalnika ter skrbeti za prehodnost in nemoteno odtekanje očiščene vode.

Mali precejalniki so sposobni opraviti popolno biološko čiščenje odpadne vode samo v povezavi z dobrim predčiščenjem v greznici (najbolje povečani), z dovolj visoko debelino filtra, stalnim nadzorom delovanja in pogostim vzdrževanjem. Glede na to, da se za male čistilne naprave praviloma težko vzpostavi potreben stalen in pogost nadzor, so precejalniki primerni in smotrni za uporabo tam, kjer je nanje priključenih vsaj 50 oseb.