Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод

Септики

Септики представляют собой установки локальной канализации для сбора, отстаивания и очистки сточных вод. Они могут состоять из одного, двух и более емкостей, связанных между собой коллекторами.

Конструкции септиков отличаются по принципу действия, способу установки и форме.

В однокамерных септиках предварительная очистка стоков происходит в накопительном устройстве, где крупные механические примеси оседают на дно. Доочистка происходит при естественной фильтрации через почву. Однокамерные септики подходят для небольших частных домов и дач.

Многокамерные агрегаты выполняют многоступенчатую очистку:

• в первой камере происходит оседание песка, ила и прочих твердых компонентов;
• осветленная вода переливается во второй отсек, где выполняется биологическая очистка стоков путем воздействия микроорганизмов и естественного брожения;
• очищенная под действием естественных биологических процессов жидкость переливается в третий отсек, откуда через дренажную систему впитывается в грунт или используется для бытовых нужд.

Септики могут дополнительно укомплектовываться жироуловителями.

Основные преимущества септиков:

• независимость от наличия электроснабжения;
• простота обслуживания;
• доступная стоимость;
• высокая эффективность.

Полная автономность позволяет эксплуатировать септики в любое время года.

Рис. 3. Многокамерный септик.

Мероприятия по обеззараживанию сточных вод

Основным предназначением дезинфекции является окончательное уничтожение вредных микроорганизмов, способных причинить ущерб окружающей среде. В современных очистных сооружениях применяются следующие методы обеззараживания воды:

Технология обеззараживания воды

• облучение ультрафиолетом или гамма-лучами;
• действие электричества переменного напряжения;
• хлорирование;
• ультразвуковая дезинфекция.

Наиболее эффективным является ультрафиолетовое облучение, уничтожающее максимально возможное количество вредоносных микроорганизмов. Под его воздействием на сточной воде погибает 99% патогенных возбудителей, в том числе яйца гельминтов и болезнетворные вирусы. Редкое применение данного способа обосновывается зависимостью эффективности от содержания взвешенных примесей в очищаемой жидкости.

Чаще всего в хозяйственно-бытовых очистных сооружениях для обеззараживания воды используется метод хлорирования. Основным его преимуществом является эффект последействия, недоступный остальным способам дезинфекции сливов. Существует несколько вариантов такого метода:

Дезинфекция сточных вод хлорной известью

• двойное;
• суперхлорирование;
• с преаммонизацией.

Второй вариант предусматривает обработку воды в очистных сооружениях повышенными дозами хлора. Главным предназначением преаммонизации является поглощение мерзких запахов, характеризующих канализационные стоки.

На что обращать внимание при выборе

Выбирать всегда нелегко, а выбор такого инструмента как очистное сооружение еще и ответственное дело, так как оно должно будет обеспечивать вас комфортными условиями проживания много лет

Чтобы не сделать ошибки, в первую очередь нужно обращать внимание на следующие параметры:

• Эффективность – установка должна обеспечить очистку воды в соответствии с санитарными нормами, а это значит, что на выходе должна быть очищенная на 95 — 98 % вода.
• Простота эксплуатации и обслуживания –  чем меньше внимания требует установка, тем лучше.
• Цена– стоимость очистной станции, ее эксплуатации и обслуживания должна быть приемлемой.

Установки для очистки сточных вод изобретение не новое и используются уже много лет, поэтому выбрать есть из чего.

Видео: Очистные сооружения. «УБСВ» для частного дома, коттеджа. Биологическая очистка сточных вод.

2 Мероприятия по санитарной охране водоемов

1.Законодательные

2.
Организация зон санитарной охраны

3.
Устройство очистных сооружений для
обработки хозяйственно-бытовых стоков.
Промышленные стоки, как правило,
подвергаются очистке на предприятии.

Вещества
сточных вод находятся в различном
физическом состоянии (твердой, дисперсной,
коллоидной, жидкой фазе) и это позволяет
расчленить весь процесс очистки на
несколько этапов:

а)
механическая очистка – выделение
взвешенных веществ;

б)
биологическая очистка – минерализация
органических веществ, находящихся в
коллоидном и растворенном состоянии;

в)
обеззараживание;

г)
биологические пруды.

Принцип работы

Принцип работы станций очистки стоков основан на разложении загрязнителей с помощью микроорганизмов, которые активны при наличии в жидкости кислорода.

Наиболее совершенными системами являются станции глубокой биологической очистки. Стоки, прошедшие через ГБО, пригодны для повторного использования, сброса в грунт или водоём. Не требуют дополнительных устройств для доочистки.

Сама система состоит из модулей (камер), в которых происходит поэтапная нейтрализация загрязняющих веществ. Также есть насосы, выполняющие функцию перемещения стоков из одной камеры в другую и компрессор, обогащающий жидкость кислородом.

Основные этапы ГБО происходят следующим образом:

1. По канализационным сетям стоки попадают в первую камеру. Он работает по принципу отстойника – вещества с более высокой плотностью выпадают в осадок, с более низкой – образуют плёнку на поверхности воды.
2. С помощью насосов жидкость перемещается в очередной отсек. Здесь находятся бактерии, жизнедеятельность которых поддерживает компрессор. Микроорганизмы (активный ил) разлагают загрязняющие вещества.
3. В следующей камере ил отделяется от жидкости, а затем поступает в сборный отсек – илонакопитель. Чистая вода откачивается в дренажный колодец.

Это лишь базовые этапы очистки стоков. В зависимости от модели в станциях могут быть присутствовать такие звенья, как:

• песколовка — кроме отстаивания, здесь взвешенные вещества удаляются за счёт центробежных сил;
• обезвоживатель — уменьшает количество воды в накопленных загрязняющих веществах;
• механическая решётка — собирает крупный мусор на начальном этапе очистки;
• УФ-обеззараживатель — уничтожает микроорганизмы с помощью ультрафиолетового излучения;
• сорбционные фильтры — доочистка: устраняет излишки хлора и специфические загрязнители.

Работа СБО на примере системы серии БИО-Б-П

Данная система рассчитана на очистку стоков при постоянном проживании не более 345 человек. За 1 с через систему проходит 100 м3 стоков. Эффективность очистки в зависимости от вида загрязнителей 97–99,3%.

Базовая комплектация БИО-Б-П состоит из:

• КНС (канализационно-насосной системы);
• песколовки;
• УФ-обеззараживателя;
• илонакопителя;
• системы биологической очистки;
• компрессора;
• обезвоживателя.

Процесс следующий:

1. По входящим патрубкам жидкость попадает в отсек, где задерживается крупный мусор.
2. Вода собирается в ёмкость, где  в дальнейшем она подаётся на очистку порционно (работает КНС).
3. Стоки попадают в песколовку, а после в блок биологической очистки.
4. Лишний ил с загрязнителями  переходит в сборный блок — илонакопитель, а затем в обезвоживатель.
5. Вода после биологической очистки переходит в отсек УФ-обеззараживания.
6. По выходному патрубку очищенные стоки удаляются из системы в место назначения (колодец, водоём и т.д.).

Аэротенки

Эти приспособления входят в состав габаритных промышленных очистных сооружений канализации. Их функция состоит в переработке заводских и фабричных отходов. Аэротенки представляют собой емкости больших объемов, в которых вода перемешивается с активным илом.

Чтобы повысить скорость реакции, жижу обогащают кислородом.

Бывают случаи, когда аэротенки включаются в состав автономных канализаций загородных построек.

Для этих целей были разработаны портативные баки, которые для удобства устанавливают внутри септиков.

Для повышения эффективности аэротенков их могут комплектовать специальными уловителями, позволяющими выводить из отходов жир и нефтепродукты.

Технология очистки

Стандартная технология состоит из удаления мусора, песколовки, жироловки и отстойника. Весь путь от канализационной трубы в квартире до места сброса очищенных вод мы проследили с помощью маячка (см видео).

Механический этап

Механическое удаление примесей проводится в три ступени. Сначала стоки из городской канализации попадают в резервуар насосной станции. Здесь организовано равномерное прохождение потока независимо от объемов поступающей в часы пик жидкости.

На пути потока устанавливаются решетки и сита, задерживающие крупный мусор, попавший в канализацию. На этом участке жидкость очищают от палок, камней, тряпок, полиэтилена и другого бытового мусора. Здесь задерживается мусор размером превышающий 2-3 см. Собранный с решеток мусор вывозится на свалки и пункты переработки твердых отходов.

В песколовках под действием силы тяжести песок и другие примеси оседают на дне резервуара и удаляются насосами через отверстия. Затем собранный песок промывают и отправляют на утилизацию.

Жироловки удаляют веществ, плотность которых меньше плотности воды, они находятся на ее поверхности. К таким веществам относятся жиры, масла и нефтепродукты.

Применение отстойников

Конструктивно отстойники делают вертикальными или горизонтальными, одноярусными или двухъярусными. Но независимо от конструкции и расположения они выполняют одну функцию – очистку стоков от примесей, находящихся в ней во взвешенном состоянии.

Отстойники представляют собой резервуары, в которых происходит постепенное осаждение примесей под действием силы тяжести. В двухъярусной конструкции, осевший на дно ил удаляется на нижний ярус резервуара через специальные отверстия. Иногда для ускорения осаждения применяют коагулянты или флоккулянты – вещества, улучшающие слипание частиц друг с другом.

Сбраживание осадка

В канализационных стоках присутствуют примеси органического происхождения. В такой среде размножаются микроорганизмы кислотного брожения, питающиеся органикой. Эти бактерии выделяют неприятно пахнущие газы, высокое содержание которых в воде ухудшает удаление из нее примесей.

Для стабилизации гниения органических веществ применяются методы подавления гнилостных бактерий, такие как аэробное сбраживание осадков, производимое в метатенках и аэробных стабилизаторах.

Биологическая очистка воды

Станции биологической очистки сточных вод применяются в составе комплекса или отдельно. Принцип биологической очистки заключается в помещении в загрязненную воду бактерий и других микроорганизмов, которые питаются загрязняющими веществами.

Процедура очистки производится в аэротенках. Они представляют собой резервуар, в котором грязная вода перемешивается с активным илом – бактериями, поглощающими органические и химические вещества.

По принципу действия аэротенки делятся на:

Аэробные – в которых процесс очистки сопровождается насыщением воды кислородом;

Анаэробные – не использующие кислород.

Дезинфекция сточных вод

Заключительным этапом очистки является проведение дезинфекции, то есть уничтожения содержащихся в ней микроорганизмов. Для этого применяются, в том числе, и химические методы, такие как хлорирование.

Эффективным способом дезинфекции является обработка ультрафиолетом. Данный метод заключается в направлении ламп на поток. УФ-лучи способны уничтожить вредоносные микроорганизмы на глубине в несколько сантиметров.

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.

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.

Эксплуатация и обслуживание

Необходимо регулярно проверять качество очистки воды

Плановое обслуживание предотвращает серьезные аварии, поэтому на больших очистных сооружениях существует график, по которому агрегаты и наиболее значимые узлы регулярно ремонтируют, а детали, вышедшие со строя, заменяют.

На станциях биологической очистки основными требующими внимания моментами являются:

• количество активного ила;
• уровень кислорода в воде;
• своевременное удаление мусора, песка и органических отходов;
• контроль конечного уровня очистки стоков.

Автоматика является основным звеном, которое участвует в работе, поэтому проверка специалистом электрического оборудование и узлов управления – гарантия бесперебойной работы станции.

Особое значение имеет мощность ультрафиолетовых ламп, которые нуждаются в периодической замене. От их работы в конечном счете зависит чистота воды.

Аэротенки

Эти приспособления входят в состав габаритных промышленных очистных сооружений канализации. Их функция состоит в переработке заводских и фабричных отходов. Аэротенки представляют собой емкости больших объемов, в которых вода перемешивается с активным илом.

Чтобы повысить скорость реакции, жижу обогащают кислородом. Бывают случаи, когда аэротенки включаются в состав автономных канализаций загородных построек. Для этих целей были разработаны портативные баки, которые для удобства устанавливают внутри септиков. Для повышения эффективности аэротенков их могут комплектовать специальными уловителями, позволяющими выводить из отходов жир и нефтепродукты.

Очистные сооружения

Для переработки стоков, относящихся к бытовому типу,  применяются комплексные сооружения, к элементам которых относятся:

отстойники, в них происходит расслоение взвешенных частиц. Те, что с большим удельным весом, выпадают виде осадка. Инородные элементы, которые легче жидкости, уходят в поверхностные слои;

Очистные станции

• песколовки, они выполняют роль фильтра, в котором собираются примеси, не поддающиеся растворению, например, песок, битое стекло, шлаки и т.д.;
• решетки, их назначение улавливать содержащийся в стоках крупноразмерный мусор, например, ветошь, полиэтиленовые кульки или ветки.

В быту широко применяются септики, по сути они представляют собой мини отстойники. Для улучшения их результативности используются специальные биопрепараты, называемые антисептиками. Они содержат в своем составе различные виды микроорганизмов, способствующих разложению выпадающей в осадок органики.

Чтобы очистить отстойник при его заполнении илом, используется насос, эту процедуру достаточно выполнять один раз в несколько лет.

Видео: Как чистят сточные воды.

Аэротенк несколько отличается по принципу действия от отстойника, схема его работы отображена на картинке.

Схема работы аэротенка для переработки вод, относящихся к сточным

Используемые обозначения:

• А – аэротенк;
• B – отстойник для обогащенной кислородом смеси ила и канализационных стоков;
• c – патрубок для подачи бытовых стоков (подключается канализация);
• d – поступление смеси стоков и ила;
• е – отвод очищенной жидкости;
• f – патрубок для откачки излишков ила;
• g – возврат ила.

Принцип действия

• поступающие стоки «с» соединяются с активным илом в резервуаре аэротенка «А»;
• смесь обильно аэрируется, что способствует процессу биологического окисления, в результате которого происходит быстрое разложение органики;
• обогащенная кислородом смесь воды и ила «d» подается в резервуар «B»;
• прошедшая очистку жидкость «е» откачивается по мере заполнения;
• необходимое количество ила возвращается через отводы обратно для смеси со стоками «g», в то время, как его излишки выводятся через патрубок «f».

Данный способ довольно эффективен, если произведен правильный расчет и соблюдается технологический процесс, характеристика переработки воды приближается к 98%.

Аэротенки очищают воду от органики, при этом удаляют из нее азот и фтор, а также их соединения. Единственный недостаток этого способа — критичность к содержанию в стоках токсичных и губительных для бактерий соединений.

Использование аэротенка

Заметим, что высушенный ил с аэротенка, как и осадок из септика или отстойника, для бытовых вод, относящихся к сточному типу, являются отличным удобрением.

Для переработки производственных сточных отходов с завода или производственного предприятия используются сооружения, чей принцип действия очистки воды аналогичен отстойникам, например, нефтеловушки, устанавливаемые на НПЗ. Единственное отличие этих устройств связано со способом удаления загрязнений.

Флотаторы, эти сооружения позволяю ускорить процесс выделения из вод, относящихся к сточному типу,  легких фракций. С этой целью резервуар-отстойник подвергается аэрации.

Флотационная установка

Взвешенные вещества, содержащиеся в стоках, также могут выводиться при помощи гидроциклонов. В принцип их работы заложено использование центробежных сил, возникающих при быстром движении воды внутри цилиндроконического корпуса аппарата.

Для отбора из жидкости взвешенных веществ мелкодисперсного типа применяются очистные фильтрующие установки, в качестве фильтра может выступать крупнозернистый песок, а также сетчатый или тканевый материал.

Аэрационная станция

Локальные очистные сооружения – аэрационные станции, используют в своей работе двойную очистку бытовых стоков. Сначала происходит механическое отстаивание, затем биологическая очистка с помощью аэробных микроорганизмов. Этому виду бактерий для жизнедеятельности необходим кислород, который подается внутрь камеры компрессорами.

За счет применения двойной степени очистки, удается добиться хорошего результата. Вода получаемая на выходе является технической, очищенной но 98%, которую можно использовать для полива и даже сливать в водоем.

Преимущества

Достоинств у ЛОС больше чем у простых септиков, к основным плюсам относится:

• эффективная очистка;
• отсутствует запах;
• простота обслуживания;
• удаление ила можно производить самостоятельно.

Недостатки

Минусов конечно меньше чем у предыдущего варианта, но они все же есть:

• энергозависимость – для работы компрессора требуется подключение к электросети;
• для эффективной работы, необходимо, чтобы вода поступала регулярно, длительный простой приводит к гибели бактерий;
• исключено использование моющих средств содержащих хлор.

Отличия использования ЛОС от других видов канализационных систем

Перед установкой станции полной очистки, хозяину следует знать некоторые особенности функционирования данных канализационных систем.

Особенности аэрационных станций:

• ЛОС, в которых используются аэробные бактерии, плохо воспринимают большое количество сточных вод за минимальный промежуток вод. При больших показателях, более 100 л/ч, часть полезных микроорганизмов будет смыта. Для их восстановления потребуется время, за которое следует сократить потребление воды в доме.
• При длительных перебоях с электропитанием, часть анаэробных бактерий вымирает. Очищенная вода на выходе, по параметрам будет сильно отличаться от цифр, записанных в паспорте. Для восстановления бактерий их следует приобретать и размещать в резервуаре биологической очистки. Работать в прежнем режиме станция начнёт спустя несколько недель после загрузки микроорганизмов.
• Аэрационные станции очень чувствительны к крупному мусору, и различным отходам. Именно из-за них может произойти закупоривание насосов, что приведёт к прекращению функционирования системы.

Особенности комплексных станций:

• Комплексные станции полной очистки, в отличие от аэрационных, не реагируют как на большое количество сточных вод, так и на длительное отсутствие электроэнергии. За счёт постоянного наличия ила, в нём сохраняется определённая часть полезных бактерий. Такие станции могут проработать в режиме пассивной работы до трёх месяцев. Выход на номинальную очистку, после восстановления подачи электроэнергии, происходит до 10 дней.
• Данная разновидность станций более лояльно относится к посторонним предметам, даже крупных размеров. Весь мусор остаётся в камере, в которой происходит отстаивание сточных вод. Там он оседает на дно и не может повредить компрессоры.
• Комплексные станции полной очистки потребляют меньшее количество электроэнергии. Им, также как аэрационным, требуется непрерывная подача электропитания, но расход электроэнергии составляет меньшее количество кВт/ч.

Современные системы зарубежного производства создаются на базе программируемых контроллеров, которые выбирают подходящий режим работы, в зависимости от объема сточных вод. Подобные автоматические элементы создают дополнительную экономию, но их стоимость намного выше обыкновенных систем.