Автономні системи каналізації котеджів для «чайників»

Автономні системи каналізації котеджів для чайників. Частина I, II

Облаштування каналізації від Ратнікова Андрія

Андрій Ратніков, екоаудитор, тех. директор ТОВ СПО «БіоБуд»

Це не просто – це дуже просто!

А все інше – споруди біологічної очистки стічних вод.

Заглянемо у Великий Енциклопедичний словник: “Біологічна очистка стічних вод – очищення, заснована на можливості мікроорганізмів руйнувати (мінералізувати) органічні речовини (забруднення), що містяться в стічних водах”.

Розрізняють анаеробний та аеробний процес біологічного очищення. Анаеробний процес очищення - процес руйнування органічних речовин мікроорганізмами за відсутності кисню повітря. Аеробний процес – це руйнування органічних речовин мікроорганізмами у присутності кисню повітря. Для кращого запам'ятовування зауважимо, що “аеро” означає “повітря”, а приставка “ан” означає “ні”. Таким чином "ан-аеробне" це щось без повітря.

Існує дві основні схеми біологічної очистки - з використанням природних умов або штучно створених. У природних умовах процеси руйнування органічних речовин протікають у ґрунті та у водоймах. При цьому в ґрунті переважають анаеробні процеси, а у водоймах – аеробні. Якщо кількість органічних речовин у стоках не велика, то грунт і водоймища справляються з процесом біологічного окислення самотужки. Коли ж органіки багато, то процеси окиснення не посилюються, а починають пригнічуватися, а ґрунт із водоймами загнивають. Біологічного окислення стічних вод можна досягти, якщо створити умови, здатні інтенсифікувати процес. Такі умовистворюються на полях фільтрації та в біопрудах.

Поля фільтрації – це земельні ділянки з піщаними ґрунтами, супісками та суглинками, підготовлені для природного біологічного очищення стічних вод при фільтрації (цих вод) через ґрунтові горизонти. У ґрунті зазвичай присутні як аеробні, так і анаеробні бактерії (аероби – на поверхні ґрунту, анаероби – у товщі землі), відповідно можуть здійснюватися обидва процеси очищення (а не тільки природний анаеробний). У зв'язку з тим, що просте очищення стоків на полях фільтрації потребує великих площ і “погано пахне”, нині вона має обмежене застосування. Інший варіант природного очищення - біопруди, в наших кліматичних умовах використовують в основному для доочищення стічних вод влітку. Справа в тому, що при низькій температурі води біологічні процеси уповільнюються, а близько нуля градусів взагалі практично не йдуть.

Очищення стічних вод у штучних умовах так само використовує аеробний та анаеробний процеси. Іноді окремо, іноді у поєднанні. На вітчизняному ринку малих очисних споруд в основному присутні два типи очисних споруд – аераційні біологічні очисні споруди (аеротенки) та септики різних модифікацій та комбінацій процесів.

Штучні умови хороші тим, що дозволяють прискорити процес очищення, скоротивши займані площі і виділення поганих речовин в атмосферу, а глибока автоматизація очисних споруд спрощує (але не завжди здешевлює) їх експлуатацію. Аеротенки і септики часто використовують спільно з біофільтрами, що є штучними спорудами, процес очищення в яких протікає аналогічно процесу очищення на полях фільтрації. Різниця в тому, що біоплівка на полях фільтрації утворюється на поверхніземлі, а в біофільтрі - у всій товщі завантаження, на її поверхні. Можна сказати, що біофільтр – це “згорнуте” компактне поле фільтрації. На відміну від біофільтра, де створюються умови, що інтенсифікують процес біологічного окислення в грунті, аеротенк є спорудою, де прискорюється процес, що відбувається у водоймах. Інтенсифікація здійснюється рахунок подачі повітря. Зрозуміло, що це в основному аеробне очищення.

Отже, аеротенки, біофільтри та септики – це штучні споруди, що моделюють та інтенсифікують природні процеси, що відбуваються у ґрунті (біофільтри та септики) та у водоймі (аеротенки).

Повторюся, що очисні споруди поділяються на аераційні (аеробні, які вимагають подачі повітря і, отже, зовнішнього джерела електроживлення), і анаеробні септики, що працюють без електрики. Існують гібридні споруди, до складу яких включено і септик та аеротенк. Біофільтри використовуються тільки як доповнення і до аеротенок і до септиків, оскільки завжди вимагають попереднього освітлення стічних вод. У будь-якому випадку, всі аераційні системи самі по собі досить складні і при неправильному проектуванні (що трапляється часто-густо) можуть просто не працювати. Це у кращому випадку. У гіршому, як жартує моя дочка, буде ще гірше.

“Економічне і, в той же час, достатнє забезпечення киснем, що протікають в активаційних станціях очищення стічних вод біологічних та інших процесів, потребує точних знань методів визначення розмірів аераційних систем, оптимального розподілу аераційних елементів в аеротенках та підбору обладнання, а також систем управління при постійно змінних умовах експлуатації аеротенку. Визначення необхідного обсягу кисню - окисної потужності для нормальногопротікання біологічних процесів очищення стічних вод при активаційному процесі, засноване на визначенні витрати кисню, необхідного для ендогенної респірації мулу, екзогенного окислення органічних речовин, для процесів нітрифікації та, у разі необхідності, для процесів окислення, з урахуванням впливу денітрифікаційних процесів”.

Ви щось зрозуміли? Я не говорю, що аераційні системи погані. Я кажу, що вони складні і, як на мене, виправдані лише при очищенні великих обсягів. Ну, скажімо, понад 25 кубічних метрів на добу. І це за несильно “змінних умов експлуатації”. Крім того, не забувайте про обов'язкову електроенергію та необхідність укладання договору на сервісне обслуговування фірмових установок. Тим часом, з 1-2 кубічними метрами стічних вод на добу цілком впорається старий добрий септик. Електрики йому не треба, обслуговування - один раз на кілька років вивезти осад і ..... І все! Що це за диво? Зовсім не диво. Це дуже стара і надійна споруда.

Знову заглянемо у Великий Енциклопедичний Словник: Септик – (від грецьк. septikos – гнильний) – споруда для очищення невеликих кількостей (до 25 м3/сут) побутових стічних вод. Є підземним відстійником горизонтального типу, що складається з 1 або декількох камер, через які протікає стічна рідина.

. Індивідуальна установка XYZ повністю автоматизована, керується контролером MITSUBISHI (Японія), не вимагає постійного персоналу. Установка XYZ укомплектована датчиком активного мулу, який наприкінці циклу відстоювання автоматично перевіряє рівень активного мулу в системі.

Переваги ZYX септика: Енергонезалежність очисної споруди; Висока надійність; Зручність експлуатації - догляд зводиться до очищеннясептика від твердого осаду один раз на 1-3 роки.

До недоліків септика слід віднести недостатній ступінь очищення стічних вод.

Все це правда, але навіщо вимагати від септика високий рівень очищення, якщо після нього практично завжди застосовується ґрунтова фільтрація? Якщо писав мав на увазі, що стік після септика не можна скинути у водоймище, то так і писав би. . Переваги очисної споруди (мається на увазі аераційна споруда) YYZ полягають у відносно невеликих розмірах та простоті монтажу.

Розміри цього YYZ, дійсно менше, ніж у септика. Але конструкція складніша, і коштує він дорого. Та й навіщо це? Септик простіше та дешевше. Ось якщо потрібно скидати стік прямо у водоймище, то можна і подумати про аераційну споруду. А простота монтажу у септика ще більша.

. Недоліки споруд глибокої біологічної очистки XXZ (аераційних), полягають у необхідності зовнішнього джерела електроживлення та регулярного обслуговування раз на 3 місяці.

А ще у високій вартості, нестабільність у роботі в зимовий час і при перервах в експлуатації (якщо Ви поїхали в гості, відпустку і т.д.). Втім, якщо Ви відчуваєте душевний підйом, коли у Вас на городі закопують красиву кольорову бочку з гучною назвою "електрокостиль Тошиба", то сміливо купуйте.

. Установка глибокої біологічної очистки стічних вод ZXY придатна для використання при періодичному проживанні. ZXY є очисною спорудою біологічної очистки стічних вод в системах автономної каналізації. Очисна споруда ZXY складається із 3-х камер. Стічна вода надходить самопливом по трубі, що виводить, в першу камеру очисної установки ZXY. Тут усі тверді фракції, що осідають, накопичуються на дні у вигляді осаду. Доступу кисню в перших двох камерах ZXY немаєрахунок гідрозатворів на вході і виході, тому будь-яка органічна речовина в таких умовах схильна до процесу бродіння. Далі вже освітлені стоки надходять у біофільтр. Ця камера очисної споруди ZXY заповнена спеціальним завантаженням (керамзитом). З часом на керамзиті утворюється біоплівка. Стоки, що надходять у біофільтр ZXY, окислюються наявними там бактеріями. Для прискорення утворення біоплівки ZXY використовуються спеціальні біодобавки. Далі очищена вода надходить із ZXY в фільтруючий колодязь або фільтруючу траншею, які, у свою чергу, використовуються як природний біологічний фільтр. Очисні установки ZXY рекомендовані для систем автономної каналізації Департаментом інженерного забезпечення м. Москви для українського клімату та умов.

Впізнали? Та ні, не товарний знак, а тип споруди? Вище описаний двосекційний септик із біофільтром. Хороша надійна споруда, Департамент інженерного забезпечення не дарма її рекомендує. А ось поєднання двох секції септика, біофільтра і колодязів, що фільтрують, з траншеями - це надмірності. За гроші споживача, зауважте. Траншеї та колодязі з біофільтрами – це для скидання у водойму. А спеціальні біодобавки (для біофільтра) дорогі та важкодоступні, та треба не забувати їх додавати. Адже септик не вимагає цього!

Аераційні очисні споруди глибокого біологічного очищення ZZY для каналізації котеджів, на відміну від септиків, не накопичують забруднення, а здійснюють водоочищення, яке досягає 98%! У установках типу ZZY відсутні неприємні запахи, т.к. при очищенні немає виділення метану і сірчистого газу.

Ще як накопичують! Менше, ніж у септиках – це правда. Але метан (без запаху та вибухонебезпечний) та сірчистий газ (ним пахнуть тухлі яйця) виділяються! Питаннялише у кількості. Зрозуміло, що ці гази краще не вдихати, отже, має бути санітарна зона. Яка? Ось цитата із СНіП 2.01.02-85* “Каналізація. Зовнішні мережі та споруди”. 1.10. Санітарно-захисні зони від каналізаційних споруд до меж будівель житлової забудови, ділянок громадських будівель та підприємств харчової промисловості з урахуванням їх перспективного розширення слід приймати:

Санітарно-захисну зону від полів фільтрації площею до 0,5 га та від споруд механічної та біологічної очистки на біофільтрах продуктивністю до 50 м/добу слід приймати 100 м.

Санітарно-захисну зону від полів підземної фільтрації продуктивністю менше 15 м/сут слід приймати 15 м.

Санітарно-захисну зону від фільтруючих траншей і піщано-гравійних фільтрів слід приймати 25 м, від септиків і колодязів, що фільтрують - відповідно 5 і 8 м, від аераційних установок на повне окислення з аеробною стабілізацією мулу при продуктивності до 700 м/сут - 5

Санітарно-захисну зону від зливальних станцій слід приймати 300 м”.

Як вам це подобається? Від септиків – 5 метрів, від аераційних споруд – 50. Тож на скільки метрах “відсутні” неприємні запахи?

Втім, я заговорився, про це та все інше – у наступних розділах. Про санітарні розриви, про особливості скидання стоків у водойму і грунт, про 98% очищення та багато іншого, що, на жаль, не міститься в рамках одного розділу.

Автономні системи каналізації котеджів. Частина II Склад стоків та основи біологічного очищення.

У попередньому розділі я трохи розповів про те, які бувають очисні споруди. Тут же ми поговоримо, які стічні води випливають із вашого котеджу і що відбувається в очисних спорудах.

СЕРЕДНЕНІХАРАКТЕРИСТИКИ ЯКОСТІ ПОБУТОВОГО СТОКУ, ЩО ВІДВОДЯТЬСЯ АБОНЕНТАМИ ЖИТЛОВОГО ФОНДУ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ.

ПЕРЕЛІК ЗАБРУДЖУЮЧИХ РЕЧОВИН, ЩО ВИДАЛЯЮТЬСЯ З СТІЧНИХ ВІД НА СПОРУДАХ БІОЛОГІЧНОЇ ОЧИЩЕННЯ.

Коротко торкнемося біохімічних процесів, що відбуваються в септиці. Без надходження кисню ззовні, в ньому розвиваються бактерії, що метаноутворюють, які переробляють забруднення з виділенням мінерального осаду і газоподібного метану. Цей процес (метанової ферментації) протікає дві стадії. На першій складні органічні речовини розкладаються до простіших – жирних кислот, спиртів, альдегідів, вуглекислоти, аміаку та водню. На другий, метанобразующие бактерії перетворюють продукти першої фази в метан, вуглекислоту та інші гази, що утворюються в малих кількостях, а також нерозчинні сполуки, що випадають в осад. у ґрунт. У водоймище скинути таку воду не можна - воно загниє, змінить трофічність, як кажуть екологи. Азот посилює ріст синьо-зелених водоростей, які легко перетворюють водоймище на болото. А ось у ґрунті азот засвоюється корінням рослин. Фактично, очищення стоків триває у ґрунті полів фільтрації, у ґрунті навколо фільтруючого колодязя або в біофільтрі, встановленому після септика. Скидання стоку в навколишнє середовище як такого не відбувається – корисні речовини засвоюються рослинами. Шкідливі теж, але вже нічого не вдієш, ступінь очищення при біологічному очищенні фіксована. На щастя, їх не так багато в побутових стоках, щоб становити небезпеку.

Кругообіг азоту в природі.Роль фекалій тварин на ілюстрації аналогічна стічних вод, що пройшли септик і спрямованим на ґрунтові поля фільтрації.