Очистные сооружения сточных вод: требования к системам очистки

Неочищенные стоки способны наносить значительный вред природе, распространять опасные заболевания, загрязнять водоемы и водоносные горизонты. Современные очистные сооружения сточных вод позволяют решать такие задачи, как значительное сокращение содержания в воде болезнетворных бактерий и вредных веществ, получение минеральных удобрений, использование очищенных стоков в технических целях и для полива, а, следовательно, позволяют экономить водные ресурсы.

Что подразумевается под сточными водами

Сточные воды классифицируют следующим образом:

• хозяйственно-бытовые – поступают из ванн, раковин, унитазов общественных и жилых зданий;
• производственные – образуются при использовании воды в разного рода технологических процессах производства;
• ливневые (дождевые, атмосферные, поверхностные) – образуются на поверхности площадей, крыш, проездов при выпадении атмосферных осадков.

Содержащиеся в стоках загрязнения различают также по физическому состоянию и химическому составу. В них в растворенном, коллоидном и нерастворенном состояниях могут находиться минеральные и органические вещества. Посему способы очистки сточных вод  подбирают, исходя из их состояния и состава.

Очистка сточных вод промышленных предприятий

Классификация стоков по степени загрязнения:

1. Наименее загрязненными являются атмосферные осадки, так как их загрязнение происходит при контакте влаги с разными поверхностями.
2. Сточные воды, близкие по составу к атмосферным, образуются при поливе зеленых насаждений, улиц, тушении пожаров и т.д.
3. Наибольшую опасность в плане санитарии представляют хозяйственно-бытовые стоки, содержащие в большом количестве гниющую органику (пищевые отходы, фекалии) и различные болезнетворные бактерии. Они вредны как для человеческого здоровья, так и для окружающей среды, поэтому их слив без предварительной очистки в природные водоемы становится невозможным.

Помимо прочего, стоки некоторых объектов запрещается подключать к системе центральной канализации по причине их несоответствия предъявляемым требованиям.

Показатели степени очистки

Одним из самых важных показателей степени очистки воды является полная биологическая потребность в кислороде (либо БПК полн.). Согласно санитарным нормам данный показатель биологической очистки сточных вод, которые предполагается сливать в водоемы, не должен быть выше 3 мг/л при температуре +20 градусов.

Другими словами, в одном литре очищенной сточной воды должно быть меньше 3 мг кислорода для окисления остальных загрязнений.

Помимо этого, очистка сточных промышленных вод и в некоторых случаях бытовых стоков определяется такими показателями, как предельно допустимые концентрации (либо ПДК) загрязнений по нефтепродуктам, взвешенным частицам и прочим элементам.

Тем не менее, очистные сооружения как промышленные, так и малые локальные, зачастую очищают стоки лишь до показателя БПК полн., который равняется 15-25мг/л.

Очищенные до такого состояния стоки, можно сливать в грунт, где происходит окончательная (естественная) доочистка. БПК при этом имеет собственное значение для каждой местности.

Очистка сточных вод от нефтепродуктов характерна только для крупных промышленных предприятий.

Требования к системам очистки

К очистным сооружениям предъявляется следующий набор требований:

• показатель надежности оборудования;
• простота эксплуатации оборудования;
• безопасный доступ персонала ко всем узлам очистительного устройства.

Также нужно отметить, что монтаж очистного сооружения канализации сопряжен со значительным объемом как финансовых затрат, так и необходимых к выполнению работ, поэтому длительность его эксплуатации должна быть соизмерима в идеале со сроком службы коттеджа или дома.

Как выбрать подходящую очистительную установку

Качественно подобранное сооружение для очистки сточных вод должно безопасно и эффективно справляться с отводом сточных вод с учетом неравномерности их поступления, сезонности.

При этом показатели уже очищенных стоков должны соответствовать требованиям санитарных норм для исключения возможности нанесения ущерба окружающей среде и людям, проживающим поблизости.

Для определения требуемой производительности очистного сооружения (измеряемой в м.куб./сут.), нужно четко рассчитать объем воды, потребляемой в доме.

Причем исходить следует из следующих факторов:

1. количества сантехнического оборудования, установленного в доме;
2. численности жильцов;
3. потребления воды в дни приема гостей и других показателей.

Ко всему прочему, станции очистки сточных вод должны соответствовать санитарным нормам, что должно подтверждаться специальными документами.

Совет! Эффективное функционирование очистной установки в большей степени зависит от жизнеспособности «рабочих» микроорганизмов, поэтому не нужно злоупотреблять сбросами в систему канализации стиральных порошков в больших объемах, препаратами, в состав которых входит хлор и формальдегид.

Принцип действия систем очистки, правила их установки и обслуживания

Схема расположения бытовой очистительной системы

Первичная очистка сточных вод производится в септической камере (септике). В ней происходит активное разложение загрязнений органической природы посредством анаэробных бактерий. Следовательно, чтобы поддержать выполнение технологического процесса брожения, нужно исключить доступ свободного воздуха в устройство септика.

Тем не менее, необходимого уровня очистки можно достичь лишь при комбинировании анаэробных и аэробных процессов очистки, то есть при сочетании воздействий содержащих и не содержащих кислород активных элементов.

Анаэробная очистка сточных вод предполагает гидролиз (разложение) сложных органических веществ, к примеру жиров, на простые составляющие.

Эффективность очистки способно повысить применение анаэробного биореактора, который представляет собой наполнитель, выполненный в виде ершей и сот, на которых располагаются анаэробные микроорганизмы.

На следующем этапе обработки, стоки подвергаются аэробной очистке, в ходе которой микроорганизмы в ускоренном темпе разлагают простые соединения на нитраты.

На данном этапе необходим принудительный ввод кислорода для получения нужной концентрации воздуха. Для успешной переработки сточных вод аэробными бактериями естественной аэрации будет недостаточно.

В очистных установках используются биореакторы следующих типов:

• аэротенки;
• биофильтры;
• дренажные поля (фильтрующий дренаж, поля фильтрации).

Опишем способы очистки сточных вод, принцип действия и преимущества биореакторов каждого типа.

Итак:

1. Очистка сточных вод в аэротенке производится за счет интенсивного насыщения вод кислородом. Подача воздуха в аэротенк осуществляется посредством компрессора. Происходит перекачка жидкости между камерами аэротенка с помощью насоса, из-за чего стоки пребывают в постоянном движении. Очистка таким методом весьма эффективна и составляет около 95-98%, а это значит, что слив такой воды можно производить в любой водоем в природе.
2. Схема очистки сточных вод в биофильтре строится на процессе прохода стоков через фильтрующую прослойку-наполнитель, состоящую из твердых частиц (пенопласта, пенополиуретана, пузолана и т.д.). На поверхности прослойки расположена биопленка из колонии бактерий, разлагающая взвешенные органические элементы на нерастворимые и растворимые в воде. Поступление сточных вод в биофильтр должно происходить дозировано, ведь большой напор способен перекрыть доступ воздуха к наполнителю, из-за чего аэробные бактерии могут погибнуть. При очистке воды биофильтром удается избавиться от 90-95% вредных примесей. Биофильтр к тому же требует периодической промывки или замены наполнителя при засорениях илом.
3. Дренажное поле, по сути, является системой подземных каналов, которые выкладывают слоями природного фильтрующего материала. В эти слои вставляются дренажные трубы. На дно канав (непосредственно на почву, хорошо впитывающую влагу) высыпают слой песка толщиной 10 см, а поверх него – 40 см слой щебня, в который и утапливают дренажные трубы. Слой щебня укрывают геотекстильным материалом, обеспечивающим защиту дренажной трубы от слабых морозов и загрязнения верхними слоями земли. При свойственных региону низких температурах должно быть предусмотрено дополнительно утепление канализации.

Следует подробнее остановиться на технике устройства дренажного поля:

• Канавы устраивают минимальной шириной в 50 см и глубиной 120 см.
• В качестве дренажной трубы используют пластиковые изделия диаметром 11 см.
• Глубину канав более 120 см устраивать не стоит, так как аэробные бактерии, которые необходимы для биологической очистки, ниже данной отметки отсутствуют.
• Дренажные сооружения биологической очистки сточных вод должны находиться на удалении от источников питьевой воды не менее чем на 30 м, от соседской изгороди – 3 м, от дома – 3 м, от деревьев – 3 м.
• При неровном рельефе местности фильтрационные поля размещают на возвышенностях, обеспечивая тем самым уход очищенной воды самотеком вниз, и предупреждая ее застаивание.
• Расстояние поля фильтрации до грунтовых вод должно быть минимум 1,5 м. Его измеряют по вертикали между поверхностью слоя грунтовых вод и уровнем дренажа.

Совет! Если имеет место аммонийный азот в сточных водах, очистить от него стоки можно также способом биологической очистки.

Для зданий с числом жителей, не превышающим 25 человек, достаточна установка септика для очистки стоков. Более мощная и массивная очистительная система, помимо септика, должна включать сепаратор жира – технологическую емкость, в которой стоки задерживаются на период в 4 секунды, во время которого происходит очистка сточных бытовых вод от жира.