Автор: Антон Кораблёв
Септиком в просторечии часто называют любое локальное очистительное устройство (ЛОС), установленное на дачном участке для очистки сточных вод. Также часто, вопреки установленным нормам и правилам, сброс вод, прошедших очистку в септике, осуществляется под забор соседу, в соседний прудик или, в лучшем случае, в сточную канаву. Однако степень очистки сточных вод после классического септика, без проведения дополнительных очистительных мероприятий, обычно не соответствует требованиям, регламентированным нормативными документами (СанПин 42-128-4690-88, СанПиН 2.1.5.980-00. 2.1.5. (с изм. от 04.02.2011 и. от 25.09.2014), МУ 2.1.5.800-99).
Классический септик – сооружение для очистки небольших количеств (до 25 м3, реже – до 50 м3 в сутки) бытовых сточных вод, представляющее собой подземный отстойник горизонтального типа, состоящий из 1–3 камер, через которые последовательно протекает сточная жидкость. Автономная канализация на основе септика (рис. 1,2) обеспечит пользователям основные бытовые удобства от автономного водоснабжения, такие как пользование ванной, машинная стирка и прочие процедуры, требующие расхода больших объёмов воды.
В септиках осаждается до 90 % содержащихся в сточных водах взвешенных частиц, образуя на дне камеры септика осадок, который подвергается гнилостному сбраживанию и, после дополнительной обработки, может применяться в сельском хозяйстве как удобрение. Для удаления ила, скапливающегося на дне секций, хотя бы раз в год необходим вызов ассенизационной машины (рис. 3).
Растворимые загрязнения, попавшие в септик со сточными водами и не осаждающиеся на его дне, также подвергаются гнилостному брожению и разложению с выделением «болотных» газов, в том числе и метана. Поэтому устройства подобного типа ещё называются метантенками. Таким образом, в объёме септика включается ещё и биологический механизм очистки сточных вод – процесс разложения органических веществ под влиянием жизнедеятельности анаэробных (живущих в бескислородной среде) микроорганизмов, споры которых заносятся в септик со стоками.
И всё же по химическим, цветовым, биологическим и др. показателям вода на выходе из септика очищается только на 50–60 %. Поэтому сточные воды, прошедшие предварительную обработку в септике, должны обязательно пройти затем дополнительную биологическую очистку на полях подземной фильтрации, в песчано-гравийных фильтрах, фильтрующих траншеях или фильтрующих колодцах. Именно так трактует предназначение септика СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (п. 6.78.). Вода, пройдя такую дополнительную биологическую очистку, будет соответствовать требованиям, предъявляемым для слива в поверхностные водоёмы.
Однако поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи (рис. 4) и колодцы – все эти природные и искусственно созданные фильтры, не только занимают значительные площади или требуют вложения дополнительных средств и трудозатрат на их сооружение, но и со временем заиливаются и требуют восстановления функциональных свойств. Причём, если очистка фильтрующего колодца сравнительно не слишком трудоёмкая операция, а главное, не требующая значительных денежных средств, то заиленные поля подземной фильтрации или фильтрующие траншеи почистить почти невозможно, промывка хлорной водой малоэффективна, и в большинстве случаях данные фильтры требуют замены. Учитывая их немалые размеры – это дело трудоёмкое и без ощутимых денежных вложений не обойдётся. При нормальной эксплуатации в режиме доочистки фильтрующих траншей и песчано-гравийных фильтров срок их службы до полной замены фильтрующей загрузки и дренажа составляет 15–18 лет, фильтрующих колодцев и полей подземной фильтрации – 8–10 лет.
Современные ЛОС позволяют очищать сточные воды до степени, при которой возможен их сброс в поверхностные воды. В таких установках эффективная биологическая очистка подразумевается конструкцией и проводится внутри ЛОС.
Установки глубокой биологической очистки
Наиболее полная очистка сточных вод (90–98 %) достижима при использовании систем глубокой биологической очистки, оборудованных аэротенками и компрессорным оборудованием (рис. 5).
Аэротенк представляет собой ёмкость, в которой очистка сточных вод осуществляется благодаря жизнедеятельности аэробных бактерий, которым необходим кислород. Необходимая для жизнедеятельности таких бактерий концентрация кислорода в аэротенках поддерживается путём подачи от компрессора (через аэраторы) сжатого воздуха.
Аэротенки установок биологической очистки – это, по существу, отсеки модуля установки, куда поступают сточные воды, и подаётся через аэраторы сжатый воздух. Разложение соединений, загрязняющих сточные воды, происходит в результате жизнедеятельности аэробных бактерий активного ила, который образуется в аэротенках и поддерживается в содержимом их объёмов во взвешенном состоянии.
Технология глубокой биологической очистки позволяет удалять из сточных вод нитраты и нитриты, разлагая их в процессе денитрификации до чистого азота, который выделяется в атмосферу, а также и фосфор, за счёт поглощения его PP-бактериями и удаления затем с избытками активного ила.
Многие очистные сооружения, позиционирующиеся на рынке как системы биологической очистки, в действительности имеют смешанную систему очистки стоков. Чаще всего в таких системах многоступенчатой комплексной очистки анаэробный процесс в септике или метантенке предваряет стадию заключительной биологической очистки в аэротенке или на биофильтре. Очистка метантенка осуществляется с помощью ассенизационной машины.
В Европе наиболее распространена технология биологической очистки на основе SBR-систем (реактор с прерывистой аэрацией), в которых после очистки и опорожнения части реактора он опять заполняется и цикл биологической очистки повторяется снова. В РФ большее распространение получила ARS-технология (ARS – аэроритмовые системы). Системы биологической очистки, созданные на основе ARS-технологии, отличаются от SBR-систем непрерывным режимом приёма и обработки сточных вод, в попеременном режиме чередования аэрации в приёмном и основном аэротенках, а также в развитой системе циркуляции и рециркуляции возвратно активного ила между аэротенками. Такой подход позволил полностью отказаться от предварительной обработки стоков в первичных анаэробных отстойниках. Кроме того, следствием внедрения ARS-технологии стала возможность снижения общего объёма ёмкостей аэротенков, установки стали более компактными, и ускорение окисления трудно-окисляемых загрязнений бытовой химии.
Принципиальным достижением внедрения ARS-технологий стала возможность реализации автоматизированных алгоритмов глубокой биологической очистки с получением на выходе воды высокой степени очистки и эффективного удобрения – стабилизированного аэробного активного ила с высоким уровнем минерализации.
Удаление осадка со дна аэротенков или избытков активного ила производится в разных установках биологической очистки в соответствии с технологическими особенностями их функционирования и размерами с периодичностью от одного раза в 3 месяца до одного раза в 1–1,5 года. В некоторых установках эти операции осуществляются с помощью дренажного насоса, в других – при помощи ассенизационной машины.
Степень очистки сточных вод в ЛОС, работающих по принципу глубокой биологической очистки, на самом высоком уровне. Сброс очищенных вод из установок биологической очистки осуществляется порционно на рельеф местности, в придорожную канаву, овраг, водный объект, собрав воду в накопительной ёмкости, её можно использовать для хозяйственных нужд.
Основным недостатком таких систем считают их высокую по сравнению с механическими очистными сооружениями цену и энергозависимость.