Теоретичні основи очищення стічних вод.
Статті Андрія Ратнікова тех. директора ТОВ СПО «БіоБуд», з сайту Aquart-info: теоретичні основи очищення стічних вод.
Ми наводимо основні тези статей Андрія Ратнікова з теоретичних основ очищення стічних вод. Повний текст статей можна переглянути тут.
Автономні системи каналізації котеджів для чайників.
Накопичувачі, септики, локальні очисні споруди, колодязі, що фільтрують траншеї, аеротенки «Юбас-Топас», «Біотал», «Кедр», «Танк» та інші «Золотарі» - як у них розібратися і що вибрати?
1.Вигрібні ями та накопичувачі стічних вод, настільки популярні у багатьох дачників, не є очисними спорудами. Це герметичні ємності, стоки з яких у міру накопичення вивозяться на зливні станції. Їхній власник не забруднює свою ділянку та ґрунтові води під ним. Він будує резервуар щонайменше на 8 кубічних метрів, такий собі величезний нічний горщик, укладає договір на вивезення вмісту і все – потім тільки гроші плати. Для котеджу на 3-5 постійних жителів, восьмикубовий накопичувач доведеться спорожняти (викликаючи машину з асенізаторами) приблизно 3-4 рази на місяць.
2. “Біологічна очистка стічних вод – очищення, заснована на здатності мікроорганізмів руйнувати (мінералізувати) органічні речовини (забруднення), що містяться в стічних водах”. Розрізняютьанаеробний та аеробний процес біологічної очистки. Анаеробний процес очищення - процес руйнування органічних речовин мікроорганізмами за відсутності кисню повітря. Аеробний процес – це руйнування органічних речовин мікроорганізмами у присутності кисню повітря.
3. Існує дві основні схеми біологічної очистки з використанням природних умов або штучно створених. Уприроднихумовах 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 умови створюються 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.
4. 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 такомбінацій 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 поверхні землі, 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).
Очисні споруди діляться нааераційні (аеробні, які вимагають подачі повітря і, отже, зовнішнього джерела електроживлення), таанаеробні септики, що працюють без електрики. Існуютьгібридні споруди, до складу яких включений і септик, і аеротенк. Біофільтри використовуються лише 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. Такісистеми очітково стічних вод виправдані лише при очищенні великих обсягів - понад 25 кубічних метрів на добу. Тим часом, з1-2 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! Септик – (від грец. 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. Звісно, обсяг септика треба розрахувати під свої потреби. Подумати, чи потрібен після нього біофільтр, фільтруючий колодязь, траншея… Ви можете доручити це професіоналу або прочитати наступні розділи, в яких я розповім, як зробити все самому і не помилитися.
6.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/сут слід приймати 100 м. Санітарно-захисну зону від полів підземної фільтрації продуктивністю менше 15 м/сут слід приймати 15 м. 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/добу - 50 м. Санітарно-захисну зону від зливних станцій слід приймати 300 м ". Як Вам цеподобається?Від септиків - 5 метрів, від аераційних споруд - 50.
УСЕРЕДНЕНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯКОСТІ ПОБУТОВОГО СТОКУ, ЩО ВІДВЕДЕНА АБОНЕНТАМИ ЖИТЛОВОГО ФОНДУ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ
N п/п Перелік забруднюючих речовин Усереднена характеристика господарсько-побутових стічних вод (концентрація, мг/л) 1 Зважені речовини 110 (сукупність дрібних частинок твердої речовини в рідині) 2 БПК повн. 180 (біологічна потреба в кисні) – показник, що описує кількість органіки в стоках через потребу в кисні на її окислення 3 ГПК 250 (хімічна потреба в кисні) – показник, що описує кількість органіки в стоках через потребу в кисні на її окислення 4 Жири 40 5 Азот амонійний 18 6 Хлориди 45 7 Сульфати 40 8 Сухий залишок 300 9 Нафтопродукти 1,0 10 СПАР (аніонні) 2,5 (поверхнево активні речовини – це в основному миючі засоби) 11 Феноли 0,005 12 Залізо загальне 2,2 13 Мідь 0,02 14 Нікель 0,005 15 Цинк 0,1 16 Хром (+3) 0,003 17 Хром (+6) 0,0003 18 Свинець 0,004 19 Кадмій 0,0002 20 Ртуть 0,0001 21 Алюміній 0,5 22 Марганець 0,1 23 Фториди 0,08 24 Фосфор фосфатів 2,0
Окислення вуглецевмісних органічних речовин в ідеалі проходить до утворення вуглекислоти і води, органічних речовин, що містять азот, - через утворення нітритів і нітратів до атомарного азоту, що виділяється в атмосферу. Спрощено можна сказати, що бактерії переробляють органіку, яка є в каналізаційних стоках, мінералізують її з утворенням газів, переводять у форми, засвоювані рослинами, «замикаючи» тим самим харчовий ланцюжок. Ще простіше можна сказати, що бактерії переробляють фекальні стоки на цінні добрива і чисту воду. Біологічну обробку стоківведуть мікроорганізми, самі встановлюючи ступінь очищення. Потрібно їм не заважати, а по можливості допомагати. Наскільки велика має бути допомога, залежить від того, як глибоко треба очистити стоки, а це, у свою чергу, залежить від місця їхнього скидання. Скидати можна у водоймище або в ґрунт. Для того й іншого є свої нормативи очищення, але для водоймища вони значно суворіші, ніж для ґрунту. Тим часом, скидання в ґрунт повністю замикає кругообіг речовин у біосфері, даючи рослинам можливість використовувати багато елементів стоків для свого зростання. Саме тому при скиданні у ґрунт воду не треба чистити «дуже сильно», оскільки тоді вона очищатиметься від корисних речовин.
9. Біохімічні процеси, 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 метан, вуглекислоту та інші гази, що утворюються в малих кількостях, а також нерозчинні сполуки, що випадають в осад. Гази йдуть в атмосферу через вентиляційні витяжки, а азотисті сполуки здебільшого разом із водою надходять 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 в грунті полів фільтрації, в грунті навколо колодязя, що фільтрує, або в біофільтрі, встановленому післясептика. 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.
10. Куди і як можна скидати стічні води з септика. планувальної позначки землі.
Стічні води можна відводити і важкі суглинки, але тоді знадобляться складніші інженерні рішення.
11. Відстань до колодязів. Відстань від ділянки, що використовується для відведення стічних вод у ґрунт до шахтних або трубчастих колодязів, що використовуються для питного водопостачання, визначається наявністю ділянок фільтруючих ґрунтів між водоносним горизонтом і пластами ґрунту, що поглинають стічні води. При гарантованій відсутності такого зв'язку відстань до колодязів має бути не менше 20 м, за її наявності – визначатись гідрогеологічними службами з урахуванням напрямку потоку підземних вод та його можливих змін під час водозабору.
12. Скидання стічних вод у водойми. При скиданні очищених стічних вод у поверхневі водойми слід керуватися «Правилами охорони водойм від забруднення стічними водами», а також вимогами СанПіН 4630-88. Коли фонова концентрація забруднень у водоймі нижче гранично допустимих концентрацій (ГДК) у річковій воді за погодженням із органами природоохорони можна передбачати очищення стічних вод до концентрацій забруднень більше ГДК з допомогою їх змішування з водою водойми. Якщо фонова концентрація забруднень більша за ГДК,потрібно доведення концентрації забруднень в очищеній воді до ГДК».
«При зниженні забруднень в очищених стічних водах до ГДК у водоймі, як правило, потрібне глибоке очищення стічних вод до наступних значень: БПКПОЛН. - 3 мг/л; зважені речовини - 3 мг/л; амонійний азот (N) - 0,4 мг/л; нітрити (N) - 0,02 мг/л; нітрати (N) - 9 мг/л; фосфати (Р2О5) - 1-2 мг/л; СПАВ - 0,2-0,3 мг/л».
Ось вам і конкретні цифри для скидання у водоймище. Це дуже обмежений список. Повний налічує сотні показників.