Биологическая очистка стоков

В быту человека образуется значительное количество загрязненной воды, в связи с чем возникает необходимость ее утилизации. В прошлые времена проблема решалась просто: воды отводились в сторону от жилищ, где они стекали в водоемы или впитывались в почву. В дальнейшем происходила естественная биологическая очистка воды, при которой органические составляющие разлагались бактериями, живущими в толще почвы или воды.  Это реализовывалось либо при помощи сточных канав, либо обустройством простейших выгребных ям. Очищение воды при этом не производилось. Рост количества и плотности населения при таком подходе создавал проблему избытка загрязненной воды. В первую очередь, это касается ухудшения санитарного состояния.

Неочищенные стоки
Неочищенные стоки

В настоящее время в большинстве населенных пунктов, в особенности в городах, сточные воды поступают в централизованную систему канализации, а затем на станции очистки сточных вод. Жители городов даже не задумываются, что и как происходит с загрязненной водой, поступающей в систему канализации. Иное дело – жители маленьких поселений. Очистка стоков возложена на самих владельцев частных подворий, дач и загородных участков. Наибольшее распространение получила биоочистка стоков канализации при помощи различных методов.

В чем заключается биоочистка

Основная часть примесей сточных вод – это различные органические частицы, взвешенные в объеме воды или растворенные в ней. В идеальном случае при разложении органики в остатке должны получиться углерод, вода и простейшие элементы: азот, сера и другие, но идеального в природе не существует, поэтому продуктами разложения являются более простые органические вещества и не всегда безвредные:

  • метан;
  • сероводород;
  • аммиак;

В числе продуктов разложения органики могут образовываться трупные яды и другие опасные токсины.

Биологические методы очистки сточных вод подразумевают усовершенствованный естественный способ с использованием бактерий. При таком способе сточные воды обогащаются искусственно выведенными культурами бактерий в количестве, значительно превышающем естественное содержание аналогичных микроорганизмов в природе. В дальнейшем культура бактерий естественным образом регулирует свое количество, частично находясь в объеме жидкости, частично – на дне емкости в виде активного ила.

Культуру бактерий требуется периодически пополнять, поскольку с течением времени количество микроорганизмов сокращается. Так происходит по причине того, что в настоящее время сточные воды содержат значительное количество неорганических химических реактивов, большинство из которых составляют моющие средства, стиральные порошки и прочие средства бытовой химии. Соединения, входящие в бытовые химические средства, зачастую губительны для бактерий, поэтому часть микроорганизмов погибает, хотя существуют особые виды бактерий, которые могут принимать участие в разложении неорганических химических веществ или переводить их в нерастворимый осадок.

Виды бактерий для очистки

Сточные воды бытового происхождения являются питательной средой для нескольких типов бактерий:

  • Гнилостные;
  • Анаэробные;
  • Аэробные.

Первый тип – гнилостные бактерии присутствуют в окружающей среде повсеместно. Их название указывает на характер разложения органики – всем известный процесс гниения.

Более полное разложение органических веществ происходит под воздействием анаэробных культур бактерий, то есть тех, которые существуют без доступа кислорода воздуха.

Наиболее активно работают аэробные бактерии, но обязательным условием для их существования является насыщение среды обитания достаточным количеством кислорода.

Варианты систем очистки

Биологические методы очистки грязной воды требуют обустройства специальных конструкций. Получили распространение следующие типы очистных сооружений:

  • Выгребные ямы;
  • Септики;
  • Станции глубокой очистки.

Выгребные ямы

Выгребные ямы являются наиболее старым типом очистных устройств. Обычно процесс разложения органики производится естественными гнилостными бактериями. Для ускорения процесса биологической очистки стоков в жидкость можно ввести культуру анаэробных бактерий, которые работают значительно быстрее и дают качество очистки в несколько раз выше.

Выгребные ямы могут быть герметичными и фильтрующими. Последние характеризуются постепенным впитыванием воды через поры в почве. Недостатки фильтрующих выгребных ям следующие:

  • Загрязнение почвы сточными водами;
  • Попадание сточных вод в почвенные воды;
  • Постепенное заиливание почвенных пор;
  • Невозможность реализации при высоком уровне грунтовых вод.

Герметичные выгребные ямы представляют собой накопительную емкость большого объема, поэтому требуют регулярной откачки накопившихся отходов ассенизационными машинами.

Фильтрующая выгребная яма
Фильтрующая выгребная яма

Выгребные ямы могут устанавливаться лишь при небольших объемах сточных вод, но даже при этом они требуют частой откачки (фильтрующие несколько реже), являются источником сильных неприятных запахов и могут располагаться только на значительном удалении от источников питьевой воды. Таким способом очистки пользуются, в основном, на дачных участках.

Септики

Биологическая очистка сточных вод при помощи септика позволяет повысить уровень очистки воды до 65%, после дополнительной обработки эту воду можно использовать для полива не сельскохозяйственных растений.

Устройство септика несколько сложнее, чем выгребной ямы. Он представляет собой емкость, разделенную на несколько секций, в которых происходит очистка загрязненной воды. В первой секции отстаиваются твердые отходы. Вторая, самая объемная, является основной. В ней под воздействием анаэробных бактерий производится распад органики и химических веществ моющих средств и бытовой химии с выделением газов и некоторого количества твердого осадка. В третьей секции происходит осветление очищенной воды и выпадение остатков взвешенных частиц. Из третьей секции вода поступает на окончательную очистку в дренажный фильтр или фильтрующее поле. Более высокая степень очистки достигается при помощи капельного биофильтра, установленного на выходе септика.

Септик
Септик

Все секции септика соединяются собой переливными трубами с гидрозатворами, исключающими попадание плотных взвешенных частиц в последующие секции.

Регулярная очистка требуется только для первой секции, где происходит первичное отстаивание. Последующие элементы чистятся намного реже, по мере накопления осадка.

Преимуществами септика являются:

  • Большая производительность;
  • Отсутствие неприятных запахов;
  • Отсутствие необходимости в частой очистке;
  • Можно устанавливать на любом доступном месте.

Из недостатков следует отметить довольно большую занимаемую площадь и, соответственно, высокую трудоемкость работ при рытье котлована для установки емкостей.

Станции глубокой биоочистки

Наибольшей полнотой очистки сточных вод являются станции глубокой очистки. Основой их принципа работы являются аэробные бактерии, то есть те, жизнедеятельность которых требует наличия кислорода. Конструкция станций глубокой очистки гораздо сложнее предыдущих вариантов.

Основным компонентом является емкость с установленным аэратором – устройством подачи воздуха в толщу жидкости. Одновременно пузырьки воздуха перемешивают жидкость во всем объеме емкости. Дело в том, что находящаяся в емкости жидкость соприкасается с воздухом только своей поверхностью, и без перемешивания полезные бактерии будут сосредоточены только в очень тонком приповерхностном слое.

Станция глубокой биоочистки
Станция глубокой биоочистки

Станция глубокой биологической очистки позволяет повысить степень очистки воды до 95%, что делает возможным ее использование для полива сельскохозяйственных растений без ущерба для здоровья людей и без вреда для экологии.

Станция глубокой очистки, также как и септик, имеет несколько секций. В первичной – происходит отстаивание и первичное разложение плотных и объемных фракций. Вторая секция, которая называется «аэротенк», выполняет основную функцию по очистке стоков. На дне секции установлены аэраторы, на которые при помощи компрессора подается сжатый воздух. Отверстия аэратора служат для того, чтобы воздух подавался в емкость в виде мелких пузырьков. Такой способ подачи воздуха ускоряет растворение кислорода в воде и интенсивно перемешивает жидкость.

Из аэротенка жидкость поступает во вторичный отстойник. Под действием бактерий органические вещества, растворенные в воде, переходят в твердое состояние и выпадают в отстойнике в виде активного ила, содержащего значительное количество перерабатывающих микроорганизмов.

Жидкая часть ила поступает обратно в первичный отстойник, ускоряя разложение выпавшего осадка, а плотная фракция периодически удаляется из бака и может использоваться в качестве удобрения.

Для перекачки жидкости из одной секции в другую применяются различного типа насосы (мамут-насосы). Преимущественно находят распространение так называемые эрлифты, представляющие две концентрические трубы одна внутри другой. В центральную трубу подается под давлением воздух, который увлекает жидкость за собой. Преимущества эрлифта:

  • Полное отсутствие движущихся частей, соответственно, высочайшая надежность;
  • Легкость чистки;
  • Дополнительная аэрация жидкости.
Принцип работы эрлифта
Принцип работы эрлифта

Самый существенный недостаток подобных устройств заключается в зависимости от электрической энергии. Не допускается перебой в подаче электричества более 4-х часов. В противном случае жидкость будет переливаться из одной секции в другую по мере накопления в секции. Такая ситуация приведет к прекращению очистки и выходу из устройства неочищенной воды.

В случае перерыва питания нужно максимально сократить расход воды, чтобы избежать перелива.

Многих отпугивает высокая стоимость станции глубокой очистки и постоянный расход электроэнергии. С другой стороны, постоянная очистка выгребной ямы или септика с вызовом ассенизационной машины также требует значительных финансовых затрат. И если траты на установку очистной станции составляются из единовременной большой суммы и незначительных ежемесячных затрат на электроэнергию, то суммарные затраты на вызов ассенизационной машины за год могут превысить стоимость очистной станции.

Монтаж системы очистки воды

Основным и самым трудоемким этапом установки любой станции биологической очистки воды является подготовка котлована. Размеры котлована должны соответствовать габаритам емкости с некоторым запасом для формирования гидроизоляции и дренажа. На дно котлована насыпается слой песка, который равномерно распределяет вес емкости на дно и компенсирует пучинистость грунта во время зимних заморозков. Глубина закладки емкости ведется с учетом глубины проложенной канализационной трубы.

Важно! Канализационная труба должна располагаться ниже уровня промерзания грунта во избежание перемерзания. Если по каким-либо причинам невозможно уложить трубу на необходимую глубину, либо глубина промерзания неизвестна, то следует выполнить утепление трубы по всей протяженности. Для утепления следует применять невпитывающие материалы, например, вспененный полистирол (пенопласт).

Монтаж септика
Монтаж септика

За исключением выгребной ямы, септики и станции очистки дополнительно утеплять необязательно, поскольку процесс разложения органических веществ сопровождается выделением тепла.

Обратите внимание! В сильные морозы жизнедеятельность бактерий может замедлиться или прекратиться полностью до момента установки нормальной температуры. Очистка воды в это время происходить не будет.

При использовании станций глубокой очистки должно обеспечиваться регулярное поступление стоков. В случае длительного отсутствия сточных вод станцию следует законсервировать, слив большую часть жидкости и утеплив верхнюю часть станции.

Биологическая очистка сточных вод позволяет снизить до минимума вредное влияние загрязненных сточных вод на экологическую и санитарно-эпидемиологиченскую обстановку вокруг жилища. Сами по себе бактерии, участвующие в переработке органики, вреда не приносят и составляют естественную микрофлору окружающей среды. Ускорение обработки достигается созданием комфортных условий для обитания микроорганизмов и их большим количеством на единицу объема. Биоочистка является самым безопасным методом очищения и обеззараживания сточных вод.

Видео

Добавить комментарий