Технологии очистки стоков автономных канализаций

Очистка требуется сточным водам, поступающим как от городских, так и от загородных объектов. Позволяет довести стоки до состояния, когда допускается их слив на рельеф, в водоем или повторное применение для технических нужд. Каждый метод имеет свой механизм действия и может использоваться самостоятельно или вместе с остальными. Выбор конкретной технологии (или их сочетание) зависит от источника сточных вод, их состава и последующего использования.

На загородных участках обычно требуется очистка стоков двух видов: 1) ливневых; 2) хозяйственно-бытовых. Ливневые сточные воды, образующиеся после атмосферных осадков, в основном содержат минеральные загрязнения (песок, глину, соли). Считаются условно-чистыми, если с ними не смешиваются бензин и масла – например, от автомобилей на участке. Хозяйственно-бытовые разнообразнее по составу и представляют бОльшую санитарную опасность. В них присутствуют отходы жизнедеятельности, органические вещества и моющие средства. Относятся к сильно загрязненным и нуждаются в более чем двух способах очистки.

Методы очистки сточных вод на участке

1) Механический (фильтрование, отстаивание).
2) Физико-химический (добавление реагентов).
3) Биологический (биофильтры и аэротенки).

Механическая очистка стоков канализации

Это основная технология при организации ливневой канализации. Поступление дождевых и талых стоков, к которым примешивается и помывочная вода, неравномерное. Соответственно, общий объем стоков будет зависеть от сезона года и климатических особенностей региона. За основу берут средние показатели и прокладывают ливневку – чаще поверхностную. В нее самотеком стекает вода с земли и с крыш по водосточным трубам. Преимущество в том, что при отсутствии в ливневой и помывочной воде нефтепродуктов или химикатов можно ограничиться только механической очисткой от крупных и твердых загрязнений. Для этих целей используют решетки и пескоулавливатели, задерживающие листья, ветки, песок и глину. В дальнейшем вода может сливаться на рельеф или поступать в накопительную емкость.

Физическая очистка хозяйственно-бытовых стоков проводится с использованием нескольких технологий. Но для автономной канализации на дачном участке можно ограничиться двумя:

• Фильтрование. Это обязательный этап для сточных вод всех видов. Первичная очистка выполняется процеживанием, в процессе которого жидкости пропускаются через решетки и сетчатые фильтры с разным размером ячеек. Позволяют задерживать твердые примеси, которые затем удаляются вручную при мойке решеток и сита. Фильтрование предполагает пропускание стоков через перегородки с засыпным наполнителем или мембраной. Для отсеивания более мелких примесей могут использоваться песчаные и угольные фильтры.
• Отстаивание. Метод физической очистки сточных вод, позволяющий удалять тяжелые примеси или легкие нерастворенные взвеси. Первые оседают на дно под действием силы тяжести, а вторые остаются плавать на поверхности. Процесс протекает достаточно медленно, поэтому в большей степени рассчитан на очистку небольшого объем стоков. Для этих целей предназначены отстойники – вертикальные или горизонтальные. Часто устанавливаются перед оборудованием для биологической очистки или являются одним из его составных частей.

Физико-химическая реагентная очистка

Для автономной канализации на даче химические методы в чистом виде применяют редко. Для этого нужна точная дозировка и контроль процесса. Но для повышения эффективности можно использовать комбинированные технологии. В частности, для ускорения процесса отстаивания и оседания загрязнений в сточные воды добавляют химические вещества – реагенты. К самым распространенным относятся препараты на основе солей железа и алюминия. Данная технология основана на коагуляции, то есть на процессе слипания. Коагулянты соединяются с частицами грязной жидкостью, захватывают взвешенные частицы, образуют с ними нерастворимые фракции и оседают на дно. Все это занимает несколько минут. Жидкость мутнеет, и в ней появляются хлопья. 

Для укрупнения хлопьев и их более легкого удаления вместе с коагулянтами дополнительно добавляются флокулянты (полиакриламид).

Биологическая очистка сточных вод

Из всех перечисленных методов отличается самой высокой эффективностью при удалении органических загрязнений и соединений. В хозяйственно-бытовых стоках их достаточно много, поэтому технология очень востребована. Основана на использовании живых бактерий, для жизнедеятельности которых нужна органика. Они расщепляют ее на безопасные вещества (воду, углекислый газ). Колонии живой биомассы, называемые активным илом, увеличиваются естественным путем или периодически пополняются. Данный метод решает вопрос как с очисткой, так и с утилизацией стоков. Их допускается сливать на рельеф или в водоемы.

Используемые для биоочистки бактерии бывают анаэробными и аэробными. Первые могут существовать без постоянного доступа кислорода, поэтому в природе они обитают в болотах или влажных грунтах. При очистке происходит окисление и брожение с воспроизводством метана. Такой метод используют, например, в выгребных ямах. Более гигиеничными, быстрыми и производительными являются очистные сооружения с аэробными бактериями. Они требуют постоянного доступа кислорода, поддержания температуры, контроля состояния активного ила и обслуживания ЛОС. Но для автономных канализаций этот метод стали использовать чаще.

Способы биологической очистки стоков

При организации этого процесса практикуют три основных метода: 1) биологические пруды; 2) биофильтры; 3) аэротенки. В биопрудах разложение органических соединений происходит с помощью живущих в них микроорганизмов. Такие водоемы используют рыбоводческие хозяйства и фермы. На загородных участках биоочистка обычно проводится двумя способами.

Биологические фильтры

Представляют собой емкости круглой или прямоугольной формы с водораспределительной системой, вентиляцией, дренажем и фильтрующей загрузкой (галька, щебень, керамзит). Метод основан на прохождении загрязненных стоков через загрузочный материал, покрытый пленкой из колоний микроорганизмов. Суть технологии неизменна: органические вещества разрушаются в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий. Стоки проходят через загрузку биофильтра и задерживаются на пленке, где начинают окисляться и разлагаться. Кислород поступает в биологический фильтр путем естественной или искусственной вентиляции. При правильной работе биофильтра удается поддерживать процесс саморегуляции. Благодаря питанию колонии активных микроорганизмов увеличиваются, и населенность биопленки повышается. А отработавшая пленка смывается протекающей водой и выносится за пределы емкости.

Отличаются биофильтры по способу загрузки и очистки:

• Загрузка. Может быть объемной или плоской. Фильтры с объемной загрузкой в зависимости крупности фракций, высоты их слоя и проходимости воды делятся на 3 вида. Это капельные с подачей воды в виде струй или капель (1-2 м), высоконагружаемые (2-4 м) и башенные (до 16 м). Плоские бывают с жесткой засыпной загрузкой, с жесткой блочной или с мягкой (рулонной).
• Степень очистки. Фильтры могут работать либо на полную, либо на неполную очистку. Существует оборудование с одноэтапной или двухэтапной схемой. Второй вариант обеспечивает более высокую степень очистки. Для слабозагрязненных стоков допускается применение биофильтров без рециркуляции, а для сильно загрязненных нужна рециркуляция.

Аэротенки

Это специальные резервуары многокамерной конструкции, в которых сточные воды смешиваются с биомассой аэробных бактерий. Сначала загрязненные хозяйственно-бытовые стоки поступают в первичный отстойник для механической очистки, а затем – в основную камеру с активным илом. Если в биофильтре колонии микроорганизмов «приклеены» к пленке, то в аэротенке свободно перемещаются по емкости. После биологической очистки в основной камере стоки перемещаются во второй отстойник. Здесь жидкость освобождается от остатков ила и выводится наружу. Для работы оборудования необходима и аэрационная система с компрессором, подающим воздух для бактерий. Для их жизнедеятельности и активности требуется также достаточное количество питательных веществ в стоках, плюсовая температура в резервуаре, нейтральный pH, отсутствие токсинов и химикатов в остатках моющих средств.

Функционирование аэротенка и самой технологии очистки тоже зависят от определенных условий. В первую очередь подача стоков должна быть постоянной, так как без питания бактерии начнут погибать. При этом соотношение между поступающими загрязнениями и активным илом должно быть оптимальным. При повышении нагрузки на ил нарушается его работоспособность, что отражается и на степени очистки. Чем равномернее идет подача стоков, тем стабильнее и эффективнее протекает процесс очистки. Частые залповые сбросы воды (например, из ванны) при работе системы нежелательны – как и резкое изменение привычного состава стоков.

 До приобретения аэротенка для канализации лучше узнать обо всех особенностях этого оборудования и проконсультироваться со специалистами.

Аэротенки или биофильтры?

Выбор технологии биологической очистки определяется конкретными условиями использования, возможностью регулярного обслуживания и требованием к качеству очистки. Например, подача воздуха в биофильтр бывает и естественной. Следовательно, он может использоваться как полностью автономная система. С другой стороны, фильтры нуждаются в замене на новые каждые 3-4 года. Степень очистки около 80-90%, поэтому желательна и дополнительная почвенная доочистка. Аэротенки более габаритные, требуют принудительной подачи кислорода, электричества и техобслуживания. Но доводят степень очистки до 97-99%.

Если обобщить, то для небольших объемов хозяйственно-бытовых стоков подойдет система с биофильтром малой или средней производительности. При регулярном и большом потреблении воды (соответственно, таком же объеме образующихся стоков) лучше установить производительный аэротенк. Его выбор оптимален при постоянном проживании за городом, к тому же за работой устройства и состоянием активного ила проще будет следить. 

Однако для выбора метода биоочистки и в целом – организации очистки сточных вод канализации правильнее будет обратиться к профессионалам, которые предложат подходящую схему.