Принципы биологической очистки сточных вод загородного дома

В настоящий момент проблема загрязнения окружающей среды стоит очень остро, так как бездумное отношение к природе – это прямой путь к гибели человечества. Одним из существенных источником вредных выбросов являются системы канализации, ведь устройство этих систем предусматривается не только в жилых, но и в производственных зданиях. Разберемся, какие сооружения биологической очистки сточных вод могут быть использованы.

Проблема очищения сточных вод является чрезвычайно серьезной, поэтому для ее решения изобретались самые разные методы. Сточные воды пытались обеззараживать при помощи сильнодействующих химических веществ – кислот и щелочей. Однако результат такой очистки оставался не менее опасным для окружающей среды, чем сами стоки.

Со временем люди поняли, что нет ничего безопаснее методов естественного разложения органики. Так что на сегодняшний день биологическая очистка стоков является наиболее удобным, безопасным и эффективным методом.

Принципы биологической очистки стоков

Прежде всего, стоит разобраться, что же представляют собой сточные воды. Это жидкая субстанция, состоящая из сложной смеси растворенных веществ и твердых включений, при этом концентрация включений, как правило, невелика. Принято разделять сточные воды на три вида:

• Атмосферные. Это вода, выпадающая в виде осадков. В ее состав входит различный мусор, пыль и прочие включения, смытые водой с улиц городов и поселков.
• Хозяйственно-фекальные стоки. Тут все должно быть понятно, это стоки, которые образуются в жилых домах.
• Производственные стоки. Эта разновидность сточных вод может содержать различные включения, их состав и концентрация зависит от особенностей технологического процесса на производстве.

Совет! На большинстве современных промышленных предприятий стараются использовать принцип рециркуляции воды. То есть стоки, попадающие в отстойники после прохождения процесса очищения, снова используются в производственном процессе.

Разберемся, как работают сооружения биологической очистки сточных вод. Стоки по системе труб попадают в очистные сооружения. Здесь они проходят процессы очистки, в результате которых концентрация содержащихся в них примесей снижается до приемлемого уровня.

В зависимости от того, какова степень загрязненности сточных вод, а также от их количества, будет зависеть схема, по которой будет сооружаться очистная станция.

Совет! Сегодня широко применяется биологическая очистка сточных вод. Конечно, очистные установки, предназначенные для промышленности, более сложные, чем те, что создаются для переработки бытовых стоков, но принцип работы у них один: использование бактерий, которые в процессе своей жизнедеятельности перерабатывают примеси, содержащиеся в сточных водах.

В принципе, все станции водоочистки работают по одной схеме и не слишком отличаются по своему устройству. Рассмотрим, как работает стандартная установка для очистки сточных вод.

Схема биологической очистки сточных вод:

• Первичная обработка стоков заключается в их разделении по удельному весу, то есть самому простому отстаиванию. На этом этапе происходит отделение веществ, которые не растворены в воде и отличатся от нее по удельному весу. Легкие вещества (масляные пленки, ПАВ и пр.) всплывают наверх, а тяжелые включения выпадают на дно камеры в виде осадка.
• Вторичная обработка заключается в удалении веществ, растворенных в воде и находящихся в ней в виде взвесей.

• Для удаления отходов органического происхождения применяется метод биологического окисления. Применяемые в очистных сооружениях биологические методы очистки сточных вод подразумевают использование микроорганизмов, которые в естественной среде обитают в почве и воде. Для микроорганизмов создаются идеальные условия, поэтому процессы очищения в установках проходят с большей скоростью, чем в естественной среде.

Совет! Для очистки стоков применяют два вида микроорганизмов: анаэробы, для существования которых кислород не нужен, и аэробы, которые могут осуществлять процессы своей жизнедеятельности только в насыщенной кислородом среде.

• Для очищения бытовых сточных вод описанных выше процессов достаточно. В промышленных установках используют и другие процессы очистки, которые предназначены для удаления специфических загрязнений. Среди таких процессов: электродиализ, фильтрование, обратный осмос, адсорбция и пр.

Установки для биологической очистки стоков

Рассмотрим, какая система биологической очистки сточных вод может быть использована в системах местных канализаций.

Септики

Самая простая и давно изобретенная схема биологической очистки канализационных сточных вод – это самый обычный септик. Даже его название произошло от древнегреческого слова, которое в переводе означает «гниение», то есть процесс естественного биологического разложения. По сути, в септиках применяют следующие способы очистки:

• отстаивание, то есть разделение стоков по удельному весу;
• биологическое разложение органики, протекающее без доступа кислорода.

Установка биологической очистки не требует принудительного использования бактерий, они попадают туда и естественным путем, поскольку необходимые микроорганизмы присутствуют в почве, воздухе и в самих стоках, поступающих из дома.

В септиках используются бактерии анаэробного типа, для процессов жизнедеятельности которых не нужен кислород. В процессе деятельности бактерий происходит постепенное разложение органики (а это основная часть включений, содержащихся в бытовых стоках) с образованием воды, метана и некоторого количества нерастворимых веществ, которые в виде ила оседают на дно септика-отстойника.

Принцип работы простого септика анаэробного типа:

• Стоки по трубе из дома попадают в первичный отстойник. Тут они задерживаются на некоторое время, разделяясь по удельному весу.
• Тяжелые включения, осевшие на дно, подвергаются переработке бактериями-анаэробами, а проще сказать, разлагаются путем брожения и гниения. В результате этих процессов выделяется вода, которая переходит на следующий этап очистки, газ (метан), выводимый через систему вентиляции, и некоторое количество нерастворимого осадка.

Совет! Время от времени нужно будет удалять нерастворимый осадок, накапливающийся на дне септика, в противном случае, эффективность работы установки снизится. Как правило, удалять осадок приходится один раз в 1-3 года.

• Первично очищенная вода поступает по переливным трубам во вторичный отстойник. Тут происходит дополнительное отстаивание и обработка стоков бактериями.
• Дальнейшая очистка стоков происходит на полях аэрации. На этом этапе «в работу» включаются и аэробные бактерии, обитающие в почве.

В результате такой многоступенчатой очистки удается добиться хороших результатов, практически полностью очищенная вода впитывается в почву, не нося вреда окружающей среде.

Для организации доочистки хорошо отстоявшихся стоков не обязательно строить площадки для аэрации. Их функции могут выполнять биологические фильтры. Такие биофильтры можно приобрести готовыми. Существуют:

• Энергонезависимые биофильтры. В таких моделях вода поступает сверху и постепенно проходит через насыпную загрузку. Биофильтры наполнены загрузкой, это может быть керамзит или пластиковые «ежи». На поверхности элементов загрузки, имеющей большую удельную площадь, расселяются колонии аэробных бактерий. Для обеспечения снабжения кислородом биофильтры оборудуются вентиляцией.
• Биофильтры с принудительной аэрацией. Энергозависимые фильтры для очистки работают с использованием компрессора. В таких установках имеется аэратор, через который в камеры подается воздух. При этом происходит перемешивание воды с частичками ила, состоящими из аэробных микроорганизмов. В результате действия бактерий вода очищается от органических примесей.

Локальные станции биологической очистки

Более современной и эффективной установкой являются станции глубокой биологической очистки сточных вод. В такой станции стоки проходят полный цикл очистки, поэтому очищенную воду направляют сразу на сброс.

Бытовые станции глубокой биологической очистки (ЛОС) имеют компактные размеры, но при этом, представляют собой сложную систему очистки, в которых стоки проходят несколько ступеней обработки и очищаются на 97-98%. ЛОС, как и обычный септик, разделена на несколько отсеков, в которых происходит поэтапное отстаивание и биологическая переработка стоков.

Станция биологической очистки сточных вод отличается от септиков наличием аэраторов – устройств, насыщающих среду кислородом. То есть в таких станциях могут быть использованы не только анаэробные, но и аэробные бактерии. Это обстоятельство позволяет провести процесс очищения намного быстрее и эффективнее. Рассмотрим, как работают системы биологической очистки сточных вод:

• Первый этап очистки ничем не отличается от работы септика. Стоки собираются в камеру, где происходит процесс первичного отстаивания.
• Далее первично осветленная вода попадает во вторую камеру, где в этот момент включается аэротенк. В насыщенной кислородом среде происходит основное очищение стоков от органических включений.
• После такой обработки происходит перемещение воды во вторичный отстойник для осаждения нерастворимого осадка – активного ила.
• Часть активного ила будет использована в процессах дальнейшей очистки, так как в нем содержатся различные разновидности микроорганизмов, способных перерабатывать органику. Излишки же ила будут перенаправлены в специальную камеру, откуда их нужно будет время от времени удалять.

Совет! Если для очистки осадка со дна камер септика необходимо использовать ассенизаторскую технику, то при использовании ЛОС излишки ила легко удалить самостоятельно. Для этого нужно будет воспользоваться либо насосом, встроенным в станции, либо обычным бытовым фекальным насосом. С утилизацией ила проблем не возникает, он может быть помещен в компостную кучу и, после перегнивания, использован, как естественное органическое удобрение.

ЛОС – это полностью автоматические установки, они требуют минимум обслуживания. Но, поскольку в станциях есть насосы и компрессоры, станции являются энергозависимыми, то есть нуждаются в подключении электропитания.

При установке станции, желательно, включать в схему подключения стабилизатор напряжения. Наличие этой установки защитит электрическую часть оборудования от скачков напряжения. А в районах, где часто бывают отключения света, имеет смысл дополнить схему бесперебойным источником питания.

Итак, глубокая биологическая очистка сточных вод – это наиболее эффективный способ удалить загрязнения органического происхождения. Поскольку в процессе очистки используются только естественные природные процессы разложения органики, то данный способ является абсолютно безопасным с биологической точки зрения.