Stawy kąpielowe: kąpieliska oczyszczane biologicznie

Filtry bagienne doskonale nadają się do uzdatniania wód w kąpieliskach. Takie kąpieliska – stawy kapielowe – mogą być kształtowane i wyposażane podobnie jak zwykłe baseny, a do ich czyszczenia mogą być używane roboty znane z konwencjonalnych technik basenowych.

Technologie biologicznego uzdatniania wody można stosować również w innych założeniach wodnych, takich jak zbiorniki retencyjne i dekoracyjne, stawy rybne czy zbiorniki w ogrodach zoologicznych. Wyśmienicie nadają się one także do sanacji istniejących akwenów oraz czyszczenia wód opadowych czy ścieków.

Przeczytaj także: Wody opadowe - jak mądrze je zagodpodarować

Staw kąpielowy zdefiniować można jako budowany w celach kąpielowych i odizolowany od podłoża zbiornik, w skład którego wchodzą: część rekreacyjna (kąpielowa) oraz część przeznaczona do uzdatniania wody – tzw strefa regeneracyjna.

Woda w takich zbiornikach musi spełniać określone przepisami normy, przy czym jej uzdatnianie odbywa się w sposób w pełni biologiczny bez stosowania środków dezynfekujących.

O ile w basenach poprzez dodatek chloru likwiduje się życie organiczne – giną wtedy bakterie, w tym chorobotwórcze oraz powodujące nieprzezroczystość wody glony, to w stawie kąpielowym dąży się do eliminacji powodujących ich masowy rozwój biogenów. Wykorzystuje się przy tym konkurencję o związki odżywcze między glonami a roślinami bagiennymi, procesy samooczyszczania powodowane poprzez zasiedlające materiał filtracyjny bakteryjne błony biologiczne oraz zjawiska wytrącania, występujące dzięki specjalnie dobranym minerałom o właściwościach sorbcyjnych, jonowymiennych czy stabilizujących skład chemiczny wody w zbiorniku. Żwir ma stosunkowo niewielką powierzchnie zewnętrzną, nie jest porowaty, tak jak np. lawa czy koks filtracyjny, czego skutkiem są stosunkowo niewielkie powierzchnie błony bakteryjnej jaka go porasta. Zdolności filtracji biologicznej żwiru są więc ograniczone, a własności sorbcyjne czy stabilizacji chemicznej wody – praktycznie żadne. Czyni go to materiałem nieprzydatnym do budowy wydajnych złóż filtracyjnych. Może być stosowany jedynie jako materiał do wykonania tzw. warstw podtrzymujących albo dekoracyjnych wykończeń pokrywających strefy filtracyjne. Pamiętać należy, że aczkolwiek na rynku istnieje szereg gotowych mieszanek materiałów filtracyjnych, to ich ostateczny dobór być musi zwsze dokonywany do konkretnych wymagań projektowanego zbiornika oraz składu chemicznego stosowanej wody z uwzględnieniem wpływu wód opadowych i procesów biochemicznych zachodzących w zbiorniku.

Stawy kąpielowe buduje się jako zupełnie nowe obiekty lub powstają one w ramach modernizacji istniejących kąpielisk. Są stosowane zarówno w obiektach publicznych, jak i w ogrodach prywatnych, hotelach, pensjonatach, gospodarstwach agroturystycznych (ale warto pamiętać, że wielkość minimalna stawu to ok. 50 m²). Na terenie samych Niemiec istnieje ponad 200 obiektów komunalnych i dziesiątki tysięcy prywatnych. Jak pokazują tamtejsze doświadczenia, stawy kąpielowe są zwykle tańsze w budowie oraz znacznie bardziej ekonomiczne w eksploatacji od rozwiązań konwencjonalnych.

Warunki konieczne, by staw kapielowy funkcjonował poprawnie:
Po pierwsze: musi być przeprowadzone badanie wody – zawsze – nawet wtedy, gdy chcemy zbudować najprostszy staw, gdyż wielkości stref zależą od tzw. "potencjalnej produktywności pierwotnej" stosowanej wody. Wylicza się ją na podstawie analiz chemicznych wody, bez których budowa stawu nie ma sensu, gdyż nie wiadomo, czy będzie on w stanie funkcjonować.
Po drugie: należy podjąć właściwą decyzję, jakiego systemu filtracji użyć oraz jakie zastosować minerały filtracyjne.
Gdy potencjalna produkcja, obliczona z uzyskanych parametrów wyniesie w przeliczeniu na węgiel > 300 mg C/m², to należy dodatkowo uzdatniać wodę, powiększać strefy lub odpowiednio zwiększać ilości stosowanych absorberów.
Jeśli produkcja pierwotna jest < 300mg C/m², to obowiązują normatywne wytyczne wymiarowania dla poszczególnych typów stawów podane w kolejnych rozdziałach.

Staw prawie jak naturalny

Jest to najstarszy typ stawu kąpielowego, budowany od wczesnych lat osiemdziesiątych i wzorowany na naturalnych zbiornikach wodnych. Takie stawy pozbawione techniki powstawały początkowo w efekcie przerabiania niesprawnych basenów kąpielowych. Składały się one z części kąpielowej, umożliwiającej swobodne pływanie i zajmującej maksymalnie 30% pow. zbiornika oraz z zarośniętej roślinnością strefy bagiennej o powierzchni min. 70%. Cyrkulacja wody między strefami regeneracyjnymi a częścią kąpielową odbywa się bez udziału techniki, dzięki działaniu wiatru oraz różnicy temperatur między nagrzanymi strefami płytkimi, a chłodniejszymi, głębszymi obszarami stawu. Wymagana wielkość minimalna takiego stawu to 200 m².

System ten ze względu na prostotę technologiczną jest najtańszym w przeliczeniu na 1 m² zbiornika (ale niekoniecznie na 1 m² strefy kąpielowej). Ze względu na prostotę technologiczną może on być wykonywany w znacznym stopniu we własnym zakresie. Wymaga jednak znacznych powierzchni i może być realizowany wyłącznie na odpowiednio dużych działkach. Ponadto stawy tego typu są polecane miłośnikom natury, którym nie przeszkadzają pojawiające się w niektórych porach roku glony oraz obecność traszek i żab oraz innych zwierząt wodnych.

Zobacz galerię 5 zdjęć

Autor: Marcin Gąsiorowski

Aby przeciwdziałać przepływowi osadów i obumarłych fragmentów roślin z części regeneracyjnej do kąpielowej stosowane są czasami przegrody z murów, głazów czy np. specjalnych worków wypełnionych żwirem. Poleca się także usuwanie liści i szlamu znajdującego się głównie w najgłębszej części zbiornika, najwygodniej podwodnym odkurzaczem.

Stawy z wymuszonym przepływem wody

Nawet niewielka pompa, powodująca cyrkulację do 30% objętości zbiornika dziennie, powoduje równomierne rozmieszczenie natlenionej wody w stawie, czym przyśpiesza proces rozkładu. Wprowadzona poprzez potok, kaskadę lub fontannę woda ma korzystny wpływ na wymianę gazową, a tym samym na jakość wody w zbiorniku. Ta niewielka inwestycja pozwala na zmniejszenie stref regeneracyjnych o 10-15% w porównaniu do systemu bezcyrkulacyjnego.
Stawy tego typu powinny mieć jednak co najmniej 160 m², by były w stanie w miarę stabilnie funkcjonować. Zaleca się w nich dwukrotne w ciągu roku oczyszczanie osadów dennych .

Stawy wyposażone w odpływ denny oraz skimer

Wymagają stosowania silniejszych pomp, umożliwiających wymianę wody raz na dzień. Odpływ denny umożliwia przepływ zanieczyszczonej wody ze zbiornika i separację zanieczyszczeń na studzience osadowej lub filtrze mechanicznym. Gdy odpływ denny dołączony jest np. do kanalizacji, można pozbywać się znacznej części osadów zgromadzonych na dnie.
Skimer lub rynna przelewowa służy zbieraniu zanieczyszczeń powierzchniowych. Urządzenia powinny być on tak umieszczone, by przepływająca przez staw woda samoczynnie transportowała na nie liście, glony, nasiona czy pyłki roślin, dlatego lokalizując skimmer, należy uwzględnić dominujące kierunki wiatru. Zebrane osady powinny być przechwytywane przez umieszczony przy skimerze kosz, studzienkę sedymentacyjną lub filtr mechaniczny, umieszczony przed pompą.

Mechanicznie oczyszona woda zostaje ponownie wprowadzona do stawu systemem natleniających kaskad albo potokiem. Rozwiązanie to przyczynia się do znacznej redukcji prac pielęgnacyjnych, gwarantując dobrą jakość wody. Stosując to rozwiązanie, można zredukować strefy bagienne do ok. 45% powierzchni stawu. Ze względu na konieczność stosowania wydajniejszych pomp, wzrośnie jednak zużycie energii elektrycznej, ale przepływ na pompie może być dostosowany do stopnia użytkowania stawu (np. odpowiednio zwiększony tylko w czasie intensywnej eksploatacji). Można również stosować elektroniczne sterowanie pompą albo regulować przepływ wody zaworami.

Stawy z filtrem bagiennym

Jest to najbardziej skomplikowany system wśród stawów kąpielowych. Ta technologia gwarantuje jednak bardzo wysoką jakość wody przez okrągły rok, a ze względu na ścisłe wymogi sanitarne, znajduje zastosowanie w komunalnych obiektach kąpielowych. W najprostszym wariancie tego systemu oczyszczona mechanicznie woda pobierana jest ze skimera oraz dna zbiornika i kierowana na filtry bagienne. Filtry te mogą być zintegrowane ze zbiornikiem lub zlokalizowane poza jego obrębem. Można stosować filtry o przepływach poziomych lub pionowych. Istotne jest jednak, aby medium filtrujące było dopasowane do hydrauliki przepływów. Należy także zagwarantować, by filtry mechaniczne lub nieodpowiednio dobrane frakcje materiału filtracyjnego, nie powodowały eliminacji zooplanktonu. Strefa regeneracyjna, do której zalicza się filtr bagienny, może zostać zredukowana do ok. 35% pow. zbiornika.

Przeczytaj koniecznie:  Mutifunkcjonalne ogrody bagienne

Przy zastosowaniu jonitów wymiennych (takich jak np. zeolity klinoptyolitowe), adsorberów itp., możliwa jest dalsza redukcja stref bagiennych. W obiektach intensywnie użytkowanych, takich jak np. stawy w kąpieliskach komunalnych, nie stosuje się jednak tak małych filtrów.

Filtry mogą pracować jako przepływowe lub w cyklu zamkniętym. Efektywność usuwania kontaminacji (zanieczyszczeń) celem doboru systemu filtracyjnego oraz trybu pracy oblicza się indywidualnie dla każdego projektowanego systemu według następującego wzoru:

Kąpieliska zamiast konwencjonalnych basenów

Technologia uzdatniania wody, jaka używana jest w stawach kąpielowych znajduje zastosowanie również przy uzdatnianiu wód w dużych, publicznych kąpieliskach miejskich, gdzie wymagania wobec jakości wody są bardzo rygorystyczne (zgodnie z wymaganiami sanitarnymi regularnie przeprowadza się badania mikrobiologiczne).

Definicje najczęściej używanych pojęć według FLL*:

• Część kąpielowa jest to fragment zbiornika przeznaczony do kąpieli, w jego skład mogą wchodzić: brodziki czy urządzenia do skoków.
• Strefa regeneracyjna to obszar, w którym dokonuje się mechanicznego, biologicznego, jak i mechaniczno-chemicznego oczyszczania wody.
• Kąpielisko naturalne składa się ze stawu kąpielowego, strefy regeneracyjnej oraz infrastruktury .
• Filtry są to urządzenia do separacji. W filtrach biologicznych materiał filtrujący pokryty jest mikroorganizmami i tam poprzez procesy tlenowe i beztlenowe zachodzi proces oczyszczania wody. Filtracja wgłębna polega na separacji wewnątrz filtra, np. w filtrach glebowowych. Filtracja powierzchniowa polega natomiast na usunięciu filtrowanej materii na powierzchni filtra (np. włókniny czy siatki). Filtry adsorbcyjne to filtry, w których określone składniki zostają usunięte na skutek adsorbcji. Filtr inwersyjny to filtr, w którym woda przepływa od dołu do góry.
• Rośliny repozycyjne to rośliny służące do ochrony brzegów, rekultywacji, czyszczenia gleby, czyszczenia wody oraz usuwania toksyn. W biologiczynym oczyszczaniu wód znajdują zastosowanie niektóre gatunki roślin bagiennych (helofitów) oraz emersyjnych hydrofitów i żyjących całkowicie pod wodą hydrofitów submersyjnych.

* FLL jest to instytucja zajmująca się opracowaniem niemieckich norm dotyczących stawów kapielowych, a także innych "zielonych inwestycji".

Zobacz galerię 6 zdjęć

Autor: Marcin Gąsiorowski