Чтобы сохранить окружающую среду, нужно рационально использовать природные ресурсы, в том числе и водные. Значительный ущерб природе наносят сточные воды промышленных предприятий, автозаправочных станций, нефтехранилищ, жилых и общественных зданий. Неочищенные стоки могут распространять опасные заболевания, загрязняя водоносные горизонты и водоемы различного назначения. Современные технологии очистки сточных вод позволяют решить целый ряд задач: значительно сократить содержание вредных веществ и болезнетворных бактерий, получить минеральные удобрения, использовать очищенные сточные воды для технических целей и полива, а значит, экономить водные ресурсы. .

  В настоящее время особое внимание уделяется разработке биологических технологий очистки сточных вод, позволяющих создавать очистные сооружения для индивидуального строительства, отдельных объектов сервиса и промышленности, подключение которых к централизованной системе канализации в определенных условиях невозможно и не целесообразно.

В Украине, входящей в число наименее обеспеченных водой европейских стран, принят ряд законодательных документов, направленных на решение экологических проблем. Следует отметить, что в Украине применяют как отечественные технологические разработки, так и импортные системы, предназначенные для очистки сточных вод на территории коттеджных участков, небольших промышленных предприятий и других объектов.

Сточные воды: что это такое?

• хозяйственно-бытовые, поступающие из раковин, ванн, унитазов жилых и общественных зданий;

• производственные, образующиеся при использовании воды для различных технологических процессов производства;

• ливневые (атмосферные, дождевые или поверхностные), образующиеся на поверхности проездов, площадей, крыш при выпадении атмосферных осадков.

Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, различаются по химическому составу и физическому состоянию. В сточных водах могут находиться органические и минеральные вещества в растворенном, нерастворенном и коллоидном состоянии. Поэтому методы очистки сточных вод выбирают, исходя из их состава и состояния. Наименее загрязнены атмосферные воды. Их загрязнение происходит при соприкосновении влаги с различными поверхностями (площадей, улиц, крыш, стен домов и так далее).

Наиболее близки по составу к атмосферным сточные воды, образующиеся при поливке улиц, зеленых насаждений, тушении пожаров и так далее. Главную опасность в них представляют соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, горючие примеси. Состав и степень загрязнения промышленных сточных вод зависят от технологических процессов, используемых на конкретном производстве. Большую опасность в санитарном отношении представляют бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды, содержащие значительное количество гниющей органики (фекалий, пищевых отходов), различных болезнетворных бактерий. Вредные для здоровья человека и окружающей среды загрязнения, содержащиеся в сточных водах, делают невозможным слив их в природные водоемы без очистки. Кроме того, даже в городах и населенных пунктах сточные воды некоторых объектов не могут быть подключены к централизованной системе канализации из-за несоответствия их предъявляемым требованиям.

В Украине развивается коттеджное строительство, увеличивается число отдельно расположенных объектов бытового и производственного назначения. Сточные воды этих территорий необходимо очищать, чтобы снизить нагрузку на городские (муниципальные) очистные сооружения и уменьшить содержание загрязнений до допустимых норм слива в хозяйственно-бытовую, ливневую канализационную сеть или водоем. Для выполнения этой важной функции нормативными актами предусмотрено использование локальных очистных сооружений.

Показатели качества очистки

Кроме того, показателями качества очистки сточных вод являются предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнений по взвешенным веществам, нефтепродуктам и другим элементам. Однако очистные сооружения, в том числе и малые локальные, в большинстве случаев очищают сточные воды только до значения ВПК полн., равного 15-25 мг/л. Воду, очищенную до такого состояния, затем обычно сливают в грунт, который уже и проводит окончательную (естественную) доочистку. При этом ВПК для каждой местности имеет свое значение.

Требования к очистным сооружениям

Так как установка очистного сооружения требует проведения значительного объема работ и финансовых затрат, то длительность ее эксплуатации в идеале должна быть сравнима со сроком службы дома (коттеджа).

Качественное сооружение эффективно и безопасно отводит сточные воды с учетом сезонности и неравномерности их поступления, а показатели очищенных сточных вод соответствуют требованиям санитарных норм, что дает возможность исключить ущерб окружающей среде и проживающим вблизи людям.

Чтобы определить требуемую производительность очистного сооружения (м3/сут), необходимо точно рассчитать объем потребляемой воды в доме. При этом следует исходить из количества установленного сантехнического оборудования, числа постоянно проживающих жильцов, потребления воды в "гостевые" дни и других показателей.

Соответствие очистного сооружения санитарным нормам должны подтверждать специальные документы. Они необходимы для согласования мест установки самой системы и оборудования для слива очищенной воды.

Так как эффективность функционирования очистного сооружения зависит от жизнеспособности микроорганизмов, не следует злоупотреблять препаратами с большим содержанием хлора, формальдегида, а также применять в большом количестве стиральные порошки.

Очистная система и ее элементы

Для первичной очистки стоков предназначена септическая камера (септик), в которой происходит интенсивное разложение органических загрязнений при помощи анаэробных (бескислородных) бактерий. Поэтому для поддержания брожения в септике исключен доступ свободного кислорода. Однако требуемый уровень эффективности очистки может быть достигнут только при комбинации анаэробных и аэробных этапов очистки, то есть сочетании деятельности не содержащих и содержащих кислород составляющих.

На этапе анаэробной очистки происходит разложение (гидролиз) сложных органических веществ, например жиров, на более простые соединения. Повышению эффективности очистки способствует анаэробный биореактор (наполнитель в виде сот, ершей, на которых закрепляются анаэробные микроорганизмы).

На последующем этапе обработки сточные воды проходят аэробную очистку, при которой простые соединения быстро разлагаются микроорганизмами на нитраты. При этом необходимо принудительно вводить кислород для создания требуемой концентрации воздуха, так как естественной аэрации для успешной переработки стоков аэробными бактериями недостаточно.

В очистных сооружениях применяют следующие виды биореакторов: биофильтры, аэро-тенки, дренажные поля (по другой терминологии - поля фильтрации, фильтрующий дренаж).

В биофильтре вода очищается, проходя через фильтрующий наполнитель-прослойку из твердых частиц (пузолана, пенополиуретана, пенопласта и других материалов), на поверхности которых колонии бактерий (биопленка) разлагают взвешенные органические вещества на растворимые в воде и нерастворимые. Сточные воды из отстойника должны поступать в биофильтр дозированно,так как большой напор может перекрыть доступ кислорода к наполнителю биофильтра, и аэробные бактерии погибнут. Степень очистки воды биофильтром, как правило, составляет 90-95 %. Биофильтр необходимо периодически промывать или же менять наполнитель при засорении его илом.

В аэротенке очистка сточных вод происходит за счет интенсивного насыщения их кислородом. Воздух в аэротенк подает компрессор. Насос (эрлифт) перекачивает жидкость между отсеками аэротенка, поэтому она находится в постоянном движении. Эффективность такого способа очистки составляет 95-98 %, а значит, такую воду уже можно сливать в любой природный водоем.

Дренажное поле представляет собой систему подземных канав, выложенных слоями фильтрующего природного материала, в которые вставлены дренажные трубы. На дне канавы -десятисантиметровый слой почвы,хорошо пропускающий влагу. На нем - 10 см песка, еще выше - 40 см щебня, в который утоплена дренажная труба. Слой щебня накрывают геотекстильным материалом для защиты дренажной трубы от загрязнения верхним слоем земли и от слабых морозов (до -5 °С). Для противостояния более сильным морозам необходима специальная теплоизоляция.

Ширина канавы должна составлять минимум 50 см, глубина -120 см, диаметр дренажной трубы -11 см. Более глубокую канаву делать не следует,так как ниже 120 см отсутствуют аэробные бактерии, необходимые для биологической очистки.

Расстояние от границы дренажного поля до источника питьевой воды (своего и соседского) должно быть не меньше 30 м, до дома - 3 м, до изгороди соседа - 3 м, до деревьев - 3 м. Если местность неровная, поля фильтрации должны размещаться на возвышенности, чтобы очищенная вода самотеком уходила вниз, а не застаивалась. Безопасное расстояние от грунтовых вод на полях фильтрации должно быть не менее 1,5 м (измеряется по вертикали между уровнем дренажа и поверхностью грунтовой воды). Удаление места сброса прошедшей биоочистку воды от водозаборных колодцев должно составлять не менее 15 м.

Дренажная труба перфорирована по бокам, при этом уровень нарезки дренажных отверстий высокий у начала трубы и низкий на ее конце. Для изоляции дренажных труб используют минеральную вату, которая пропускает техническую (очищенную воду) и исключает засорение дренажных отверстий грунтом.

В зданиях, в которых проживает не более 25 человек, для очистки сточных вод достаточно септика. В более массивную и мощную очистную систему необходимо кроме септика обязательно включать сепаратор жира - резервуар, в котором промежуток во времени между входом и выходом стоков составляет 4 сек., в течение которых жир успевает всплыть на поверхность.

В состав практически всех очистных сооружений входит компрессор, необходимый для принудительной подачи воздуха к аэробным бактериям. Однако именно эту деталь можно назвать самым слабым звеном системы, поскольку в случае длительного отключения электрической энергии, более чем на 3-5 ч, бактерии начинают действовать медленнее. Чтобы не допустить гибели активного ила (бактерий, живущих на органических отходах), желательно иметь резервный источник электропитания (дизельный или бензиновый электрогенератор). В случае же гибели активного ила необходимо произвести его замену.

Как выбрать очистную систему

Для очистных систем с подземной фильтрацией при объеме сточных вод до 1 м3 в сутки сооружают фильтрующие колодцы, если в пределах 25 м отсутствуют колодцы, использующие грунтовые воды для питьевого водоснабжения. При большем объеме сточных вод устраивают дренажные поля. Такой способ очистки наиболее дешевый и приемлемый для фильтрующих грунтов (супесей, песков) и низкого уровня грунтовых вод (более 2,5 м). При устройстве сооружений такого типа могут возникнуть проблемы с отводом очищенной воды, которую необходимо перекачивать с глубины около 2 м. На участках с высоким уровнем грунтовых вод (менее 2,5 м от поверхности земли) дренажные поля, как правило, не применяют.

В случае грунтов со слабой фильтрацией (суглинков, глин) создают искусственные подземные песчано-гравийные фильтры или фильтрующие траншеи. Для фильтрации стоков используют специально насыпанный слой песка толщиной 0,8 м под оросительными трубами. Сбор и отвод очищенной воды производится с помощью закрытых щебнем дренажных труб, уложенных под этим слоем песка. Уровень грунтовых вод в такой системе должен быть ниже дренажного трубопровода. Воду из расположенного на глубине 1,5-2 м дренажного трубопровода зачастую необходимо перекачивать, что приводит к существенному увеличению расходов. Чтобы работать с максимальной отдачей, системам подземной фильтрации требуется специальное обслуживание. В зависимости от интенсивности эксплуатации дренажные поля (фильтрующие колодцы) необходимо откапывать, чтобы промыть или заменить щебень, а также прилегающий к щебню слой грунта, утративший фильтрующие свойства. Корпус самого септика может быть изготовлен из бетона, металла или полимерных материалов.

Корпус из бетона выбирают при высоком уровне грунтовых вод и практически для любых грунтов. Он надежен, морозоустойчив, не коррозирует, противостоит давлению грунта. Большой вес исключает выталкивание корпуса грунтовыми водами. Специалисты рекомендуют использовать для изготовления корпуса высококачественный водонепроницаемый бетон марки не менее В-15.

Корпус из металла легче бетонного, однако его необходимо дополнительно укреплять ребрами жесткости. Наиболее надежна установка из нержавеющей стали, но стоит она довольно дорого. Многослойная защита металлического корпуса специальными пластиками продлевает срок его службы до капитального ремонта до 25-30 лет.

Корпус из полимерных материалов легкий, не подвержен коррозии. Наиболее долговечны установки, выполненные из стеклопластика, с толщиной листов не менее 18-20 мм. В процессе эксплуатации он может быть выдавлен грунтовыми водами на поверхность. Поэтому большинство таких агрегатов необходимо устанавливать в железобетонном корпусе либо в железобетонных кольцах, что существенно увеличивает общие расходы.

Тонкости монтажа

Очистные сооружения устанавливают, как правило, под землей, поэтому предварительно роют котлован. Для того чтобы под давлением грунта пластмассовые очистные емкости не были деформированы, их необходимо засыпать сначала более легкой песчано-це-ментной смесью. Под действием грунтовых вод стальные и полимерные конструкции могут "всплыть", поэтому их прикрепляют к уложенной на дно ямы бетонной плите. Для железобетонных емкостей таких проблем не существует.

Наиболее рациональным вариантом установки очистного сооружения является такой, при котором сточные воды стекают в систему без помощи насоса или компрессора. Для этого канализационные трубы укладывают с наклоном к очистному сооружению, устанавливаемому в самой низкой точке.

Правильно смонтированная система должна удалять неприятный воздух из установки и осуществлять воздухообмен с биофильтром. Для этой цели служит система вентиляции. Специалисты подразделяют вентиляцию на высокую, при которой газы выходят наружу через трубу на крыше дома, и низкую (независимую), предназначенную для воздухообмена только в очистной системе.

С этой целью в конце каждой дренажной трубы предусмотрена установка вытяжного грибка высотой 0,5 м. Вытяжка газов происходит в направлении, противоположном движению сточных отходов, за счет перепада давления. Этот перепад возникает из-за разницы между высотой основной вытяжки на крыше коттеджа и высотой вытяжного грибка. Разница высот должна быть, как правило, более 10 м. Грамотно выбранная и установленная локальная очистная система прослужит не менее 20 лет.