Принципы отчистки сточных вод

Задача очистных сооружений - снижение количества загрязнений в сточных водах до такого уровня, когда их можно отводить в водоем или водопроницаемый грунт без опасности загрязнения последних. Способные к загниванию органические соединения, содержащиеся в сточных водах, превращаются в процессе очистки в безвредные инертные вещества. Кроме того, снижается во много раз (до допустимого уровня) количество болезнетворных организмов.

Таким образом, прошедшие очистку сточные воды перестают быть источником заражения окружающей среды. Тем не менее санитарные органы (СЭС) требуют обеззараживания этих вод при их сбросе в водоемы. В наши дни о канализации задумываются еще на стадии проектирования дома, ведь во всей разрешительной документации из-за ужесточения требований по очистке сточных вод вопросу обустройства канализации уделяется особое внимание. Ну и самое главное, конечно же, количество предлагаемых на рынке альтернативных вариантов очистки сточных вод. Только сегодня владельцы загородных домов столкнулись с другого рода проблемой: как сделать выбор и при этом не стать жертвой грамотной, но не всегда добросовестной рекламы [4].

Все виды очистных сооружений можно разделить на три типа по технологическому принципу очистки сточных вод - механический, химический и биологический, которые могут и комбинироваться друг с другом, образуя системы многоступенчатой очистки.

В механическом способе очистки используется свойство природного самоочищения сточных вод. Наиболее простые очистные установки этого типа – септики, в которых доочистка сточных вод производится за счет фильтрующих и очищающих свойств грунта. Сначала стоки попадают в септик, где часть нерастворимых фракций оседает на дне, а другая часть начинает бродить и разлагаться с выделением характерных «болотных» газов. Здесь происходит так называемый анаэробный микробиологический процесс разложения. При этом выделяется метан (из-за чего некоторые устройства подобного типа именуют метантенками). В результате на выходе имеем воду, очищенную на 50-65%, и нерастворенные фракции на дне септика. За последующее очищение стоков отвечает грунт. Осветленные с помощью септика стоки небольшими порциями подаются в фильтрующие сооружения (фильтрующий колодец, поля подземной фильтрации, фильтрующие траншеи или песчано-гравийный фильтр) и фильтруются уже самой почвой, которая является идеальным местом обитания для микроорганизмов, «поедающих» и разлагающих органические вещества. Этот процесс замедляется зимой, т.к. из-за промерзания грунтов активность почвенных бактерий резко падает и стоки без очистки просачиваются в грунтовые воды. Что касается нерастворенных фракций на дне септика, то они подлежат вывозу с помощью ассенизационной машины.

Этот способ применим на хорошо фильтрующих грунтах с достаточно низким уровнем грунтовых вод (более 2,5 м). При наличии грунтов со слабой способностью к впитыванию (плитняк, глина, суглинок, высокий уровень грунтовых вод) устраивается искусственная фильтрационная площадка: под слоем щебня находится фильтрующий слой из песка, из которого очищенная вода направляется через дренажные трубы на рельеф (канаву, колодец, озеро и т.п.). К сожалению, даже при грамотном размещении колодца или траншеи не удается избежать исходящего от них характерного запаха.

К преимуществам механического способа очистки относятся: низкая цена, энергонезависимость, отсутствие необходимости в использовании реагентов, простота обслуживания.

К недостаткам следует отнести тот факт, что сооружения подземной фильтрации требуют определенных гидрогеологических условий (низкий уровень грунтовых вод, соответствующий грунт). В случае нефильтрующего или слабофильтрующего грунта необходимо устраивать песчано-гравийные фильтры или фильтрующие траншеи. Они напоминают слоеный пирог из насыпного гравия, песка и дренажных труб. Глубина сооружений достигает 2-2,5 м и стоимость их резко возрастает. Как правило, очищенную воду с глубины около двух метров приходится перекачивать.

К этому следует добавить, что все эти сооружения занимают значительную площадь: более 20 м² при песчаных почвах и 60-70 м² для суглинистых почв. Участки, под которыми производится почвенная фильтрация, непригодны для передвижения транспорта, возведения построек, посадки деревьев.

Наличие запаха канализации на участке тоже относится к серьезным недостаткам.

Кроме того, надо периодически удалять осадок из септика при помощи ассенизационной машины, а также учитывать, что верхний слой фильтрующей загрузки постепенно забивается взвешенными частицами. В результате через 3-8 лет даже при нормальном режиме эксплуатации необходимо заменять фильтрующий слой или промывать щебень, а также менять примыкающий к щебню слой грунта, потерявший фильтрующие свойства. Поэтому придется предусмотреть заезд на территорию экскаватора и самосвала, а это значит испортить ландшафт, а потом вновь создавать его.

Ну и, наконец, следует учитывать санитарно-защитную зону по удалению таких сооружений от дома (5 м), границ участка (до 15 м), колодца или скважин малого заглубления (до 25 м). В септике или метантенке сточные воды очищаются максимум до 65% (30% в зимний период). Этот способ применим при небольших объемах бытовых стоков (не более 1-2 м³/сутки). Если из-за особенностей участка ее выдержать не удается, то работники СЭС такое сооружение построить не разрешат.

Однако, несмотря на все вышеперечисленное, механический способ очистки сточных вод довольно популярен из-за кажущейся простоты и надежности.

Второй рассматриваемый нами способ очистки сточных вод – химический. Он предусматривает применение различных реагентов, которые добавляются в сточную воду и переводят растворенные примеси в труднорастворимое состояние с последующим осаждением этих веществ на дне. При этом необходимо соблюдать точную дозировку реактивов. Используемые реактивы стоят довольно дорого, поэтому этот метод применяют в основном для очистки производственных сточных вод, когда другие виды очистки малоэффективны.

На сегодняшний день третий вид очистки сточных вод – биологический – является самым прогрессивным и эффективным. Его по праву считают оптимальным техническим решением проблемы утилизации бытовых сточных вод. Станции глубокой биологической очистки в отличие от септиков не накапливают загрязнения, а осуществляют их очистку, которая достигает 99%.

Процесс биологической очистки заключается в биохимическом разрушении органических веществ микроорганизмами в процессе своей жизнедеятельности. Бактерии (или микроорганизмы) используют эти вещества как источник питания. В результате этих процессов вредные органические вещества окисляются, и происходит их распад на безвредные неорганические.

Системы биологической очистки сточных вод бывают нескольких видов: сооружаемые на месте или системы полной заводской готовности, а также моноблочные и состоящие из нескольких отдельных блоков (модулей).

Корпус очистных систем может быть выполнен из металла, бетона или полимерных материалов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Металлический корпус достаточно легкий, но требует дополнительных ребер жесткости. Для защиты от коррозии сооружения делают из нержавеющей стали или с многослойным антикоррозийным покрытием. Корпус из бетона по сравнению с другими более громоздкий и тяжелый, однако он морозоустойчив, лучше других материалов способен противостоять давлению грунта, грунтовым водам, коррозии, но требует дополнительных работ по устройству гидроизоляции, что значительно увеличивает его стоимость. Полимерные материалы не подвержены коррозии, они долговечны, сравнительно недороги, технологичны. Их малый вес одновременно является и плюсом и минусом: из-за веса оно рискует быть выдавленным на поверхность грунтовыми водами, но их легко перевозить и производить монтаж. Основным недостатком систем биологической очистки считают их высокую по сравнению с механическими очистными сооружениями цену и энергозависимость.

Преимущества таких систем налицо: не требуется заказывать ассенизационную машину, да и неприятные запахи, обычно возникающие при анаэробном способе очистки, всегда отсутствуют. Установки просты в монтаже, долговечны и удобны в эксплуатации.

Примером таким очистных сооружений могут служить BIOTAL, TOPAS (он же ЮБАС, он же БИОКСИ).

Как уже было отмечено, некоторые очистные сооружения, предлагаемые сегодня на рынке, имеют смешанную систему очистки стоков. Чаще всего в таких системах многоступенчатой комплексной очистки анаэробный процесс в септике или метантенке предваряет стадию заключительной биологической очистки в аэротенке или биофильтре. Эти системы канализации имеют достоинства и недостатки всех комплектующих частей. Основным недостатком является их громоздкость.

Примером таких комплексных систем могут служить «ЭКОСЕПТ», ТВЕРЬ, КОТТЕДЖ-БИО, КОУ.

При выборе системы канализации не стоит забывать, что российские нормы очистки сточных вод – одни из самых строгих в мире, и за их грубое нарушение российское законодательство предъявляет весьма жесткие требования: за загрязнение окружающей среды и эксплуатацию объектов с неисправными очистными сооружениями статьей 250 УК РФ предусмотрена уголовная ответственность. Так что сегодня правильный выбор качественной системы очистки бытовых стоков – не роскошь, а условие комфортной и спокойной жизни [8].

Септики