Рынок локальных очистных сооружений (ЛОС) – один из наиболее насыщенных и динамичных секторов рынка насосного оборудования. Высокая потребность в ЛОС остается и на спаде строительной активности, ведь без подключения к канализации, соответствующей всем параметрам нормативной документации, невозможна сдача в эксплуатацию ни одного нововозведенного объекта не только жилого, но и социального или производственного назначения. Согласно ст. 250 УК РФ, за загрязнение окружающей среды и эксплуатацию объектов с неисправными очистными сооружениями предусмотрена административная и уголовная ответственность. Автономная канализация – рациональное, а во многих случаях и единственно возможное решение. Но вариантов такого решения много, что и выражается в рыночном разнообразии ЛОС (локальные очистные сооружения) и насосного оборудования.
Накопительные емкости как очистные сооружения.
С некоторой натяжкой простейшим локальным очистительным сооружением является накопительная емкость, пришедшая на смену выгребной яме. Хотя очистка канализационных стоков в данном случае не предусматривается, сочетание доступной цены с отсутствием необходимости выделения значительных дополнительных площадей земельного участка под устройство таких сооружений доочистки сточных вод, как фильтрационные траншеи или поля фильтрации, поддерживает спрос на эти сооружения. Более того, при высоком уровне грунтовых вод устройство полей фильтрации или фильтрационных траншей вовсе невозможно, а следовательно, невозможно и применение классического септика. Если же дачный дом при этом посещается лишь в выходные дни и сезон отпусков, вывоз нечистот из накопительной емкости не слишком обременителен. Дополнительные преимущества обеспечиваются удобством доставки и простотой монтажа таких емкостей, их ценовой доступностью.
Согласно предназначению, важнейшим свойством накопительной емкости является хорошая гидроизоляция. Это один из решающих факторов, благодаря которым популярные некогда выгребные ямы из бетонных колец вытесняются сегодня пластиковыми емкостями заводской готовности. При их монтаже не следует забывать о возможности выдавливания легких емкостей на поверхность грунтовыми водами и глинистыми почвами.
Септики как очистные сооружения.
Наиболее традиционными и широко распространенными ЛОС (локальные очистные сооружения) являются септики – сооружения для очистки относительно небольших (до 25, реже – до 50 м3/сут) количеств бытовых сточных вод. Они представляет собой подземный отстойник горизон-тального типа, состоящий из одной или нескольких камер, через которые последовательно протекают сточные воды.
Как очистительная система септик действует в основном по механическому принципу. В нем задерживается и оседает на дне в виде гнилостного ила (греч. septiko`s – гнилостный, гнойный) до 90 % взвешенных частиц, при этом по химическим, цветовым, биологическим и другими показателям вода на выходе из септика очищается только на 50–60 %. Поэтому сточные воды, прошедшие предварительную обработку в септике, обязательно подвергаются затем биологической очистке на полях фильтрации, в песчано-гравийных фильтрах, фильтрующих траншеях или колодцах (см. СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»).
Осадок, образующийся в септике из осаждающихся взвешенных веществ, подвергается сбраживанию и впоследствии, после дополнительной обработки, может применяться как удобрение.
Процесс осаждения взвешенных частиц в отстойнике требует определенного времени. Растворимые фракции загрязнений, попавшие в септик со сточными водами и не осаждающиеся на его дне, также подвергаются брожению и разложению с выделением «болотных» газов, в том числе – метана. Благодаря этому устройства подобного типа еще называются метантенками. То есть при задерживании сточных вод в объеме септика включается еще и биологический механизм их очистки – происходит процесс разложения органических веществ под влиянием жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов, которые заносятся в септик со стоками.
Специалисты считают, что минимальный срок пребывания сточной воды в септике должен составлять два дня. Для получения более высокой степени очистки сточных вод за счет анаэробного сбраживания требуется выдерживание содержимого в течение десяти суток.
Всем вышесказанным диктуется необходимость соразмерности объема септика с объемом поступающих в него стоков. Согласно СНиП 2.04.03-85, полный расчетный объем септика надлежит принимать при расходе сточных вод до 5 м3/сут – не менее 3-кратного суточного притока, а при большем расходе – не менее 2,5-кратного.
Разбиение септика на секции влияет на сроки службы полей подземной фильтрации, песчано-гравийных фильтров, фильтрующих траншей и колодцев, на которых происходит биологическая очистка вод после выхода из септика. 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 (ТСН ЭК – 97 МО «Технические правила и нормы строительства, эксплуатации и контроля работы сооружений систем водоотведения объектов малоэтажной застройки»).
При разбиении септика на секции основная масса ила откладывается в первой из них, благодаря чему в последующих секциях удается избежать вторичного загрязнения воды продуктами гнилостного распада. Чище вода на выходе – меньше заиливаются поля фильтрации или фильтрующие траншеи. СНиП 2.04.03-85 предписывают предусматривать однокамерные септики при расходе сточных вод до 1, двухкамерные – при расходе до 10 и трехкамерные – при расходе свыше 10 м3/сут.
В двухкамерных септиках объем первой камеры следует принимать 0,75, а в трехкамерных – 0,5 расчетного объема. При этом объем второй и третьей камер надлежит принимать по 0,25 расчетного объема. В септиках, выполняемых из бетонных колец, все камеры следует принимать равного объема.
Современные модели септиков, как правило, выпускаются в модульном исполнении. Для повышения степени очистки эксплуатация таких сооружений рекомендуется с применением биоактиваторов, интенсифицирующих анаэробное и аэробное сбраживание, а конструкция предусматривает включение в состав ЛОС секции с засыпкой (перед выходом с сооружения), которая соединяется с предшествующими секциями-метантенками, через гидрозатвор и выполняет функцию биофильтра. В таких устройствах степень очистки воды достигает 75 %, но очищенная вода периодически удаляется из септика с глубины около 2 м с помощью электронасоса, при этом такое преимущество, как энергонезависимость септика, отчасти нивелируется.
Установки глубокой очистки как очистные сооружения.
На сегодняшний день наиболее полная (90–98 %) очистка сточных вод достижима при использовании систем глубокой биологической очистки, оборудованных аэротенками и предусматривающих использование компрессорного оборудования. Уже поэтому все установки биологической очистки энергозависимы и потребляемая электрическая мощность является одной из важных для пользователя характеристик таких ЛОС.
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 фосфор, за счет поглощения его PP-бактериями и удаления затем с избытками активного ила. На рынке ЛОС системы биологической очистки представлены очень широко. При этом модели разных производителей значительно отличаются друг от друга – как исполнением, так и особенностями технологии очистки сточных вод (число ступеней и цикличность стадий очистки, число секций, типы компрессорного оборудования и его месторасположения – в любом теплом помещении или непосредственно в модуле установки, материал фильтров, наличие микропроцессорного управления и пр.).
Одни из самых эффективных аэробных технологий на сегодняшний день – SBR-системы (реактор с прерывистой аэрацией), предусматривающие глубокую очистку определенного объема сточных вод в реакторах с чередованием аэробных и аноксидных процессов с периодическим нарастанием уровня растворенного кислорода. После очистки и опорожнения части реактора он вновь заполняется, и все процессы повторяются. Современные SBR-системы характеризуются непрерывной подачей и обработкой стоков, способны работать в автоматическом режиме. Эволюция развития SBR-систем привела к созданию ARS-технологий (аэроритмовые системы).
ARS-системы работают в непрерывном режиме приема и обработки стоков, в попеременном режиме чередования аэрации в приемном и основном аэротенках, в развитой системе циркуляции и рециркуляции возвратного активного ила между аэротенками и полном отказе от предварительной обработки стоков в первичных анаэробных отстойниках. Практическая реализация ARS-технологий позволила снизить общий объем емкостей, используемых в технологическом процессе, и ускорить окисление трудноокисляемых загрязнений бытовой химии. В результате исключается неприятный запах в непосредственной близости от работающей установки, качество очистки сточных вод превышает 98 %.
В последние годы на российском рынке получили распространение ЛОС (локальные очистные сооружения), работающие по принципу саморегулирующихся гидродинамических систем на основе ARS-аэротенков (СГД-технология). Эта технология позволяет своевременно реагировать на изменение в составе стоков, в том числе в автоматическом режиме, и целиком программными механизмами добиваться оптимальных характеристик по качеству очистки.
Системы биологической очистки сточных вод (так же, как и септики) могут сооружаться на месте или поставляться в полной заводской готовности единым модулем или несколькими блочными модулями. В зависимости от производительности установки корпус может быть выполнен из бетона, металла или полимерных материалов.
Удаление осадка со дна аэротенков или избытков активного ила может производиться с помощью дренажного насоса или ассенизационной машины. Периодичность этой операции также важна для характеристики таких ЛОС (локальные очистные сооружения), в разных установках биологической очистки в соответствии с технологическими особенностями их функционирования и размерами удаление осадка производится от одного раза в три месяца до одного раза в год-полтора.
Многие очистные сооружения, позиционируемые на рынке как системы биологической очистки, в реальности реализуют смешанную технологию 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. Степень же очистки сточных вод в этих устройствах на самом высоком уровне.
Сброс обработанных вод из установок биологической очистки осуществляется порционно на рельеф местности, в придорожную канаву, овраг, водный объект.
В некоторых моделях предусматривается фаза химической очистки, а также обработки воды с помощью ультрафиолетового облучения для ее полной дезинфекции на выходе ЛОС (локальные очистные сооружения).
Основные характеристики локальных очистных сооружений.
Важнейшая характеристика любого очистного сооружения – степень очистки воды на выходе.
Для успешной эксплуатации ЛОС (локальные очистные сооружения) крайне важна правильно подобранная к потребностям пользователя производительность (пропускная способность) сооружения. От этого зависит, сколько человек сможет пользоваться канализацией, какие бытовые удобства окажутся им доступны. При расчете производительности норма расходования воды на одного человека принимается 250 л/сут.
С пропускной способностью ЛОС (локальные очистные сооружения) связаны как методы очистки, заложенные в основу применяемой технологии, так и габаритные размеры сооружения, объемы его секций, а следовательно, и возможность размещения установки на участке.
Имеет значение и материал, из которого изготовлены емкости ЛОС (локальные очистные сооружения). Так, металлический корпус – достаточно легкий, но требует дополнительных ребер жесткости. Для коррозионной устойчивости сооружения делают из дорогостоящей нержавеющей стали или с многослойным покрытием. Корпус из бетона, по сравнению с другими, более громоздкий и тяжелый, однако он морозоустойчив, лучше других материалов способен противостоять давлению грунта, грунтовым водам, коррозии, но требует дополнительных работ по устройству гидроизоляции. Полимерные материалы не подвержены коррозии, они долговечны, сравнительно недороги, технологичны. Их малый вес – одновременно плюс и минус: сооружение из пластика рискует быть выдавленным на поверхность грунтовыми водами, но такие модульные системы очистки легко перевозить и производить их монтаж.
ЛОС (локальные очистные сооружения) могут проектироваться и сооружаться на месте эксплуатации или поставляться на рынок, а затем и к месту монтажа в модульных вариантах. Благодаря простоте и скорости монтажа, качеству заводского исполнения модульные ЛОС (локальные очистные сооружения) сегодня определяют выбор потребителя.
В зависимости от типа ЛОС (септик, станция химической или биологической очистки, станция многоступенчатой очистки) для характеристики сооружения, кроме вышеуказанных параметров, бывают важны и другие – специфичные для конкретного типа.
Словарь терминов локальные очистные сооружения
Биоактиваторы – ферментно-микробиологические препараты, способствующие интенсификации переработки загрязнений в сточных водах, выпускаются как в виде порошков, так и жидких суспензий, которые содержат в своем составе микроорганизмы, питательную среду и ферменты. При попадании в жидкую среду сточных вод микроорганизмы начинают активно размножаться, способствуя разложению нечистот.
Аэробные бактерии – бактерии, осуществляющие жизнедеятельность в среде с присутствием кислорода.
Аэротенк – отсек модуля установки биологической очистки, куда поступают сточные воды и подается через аэраторы воздух. Разложение соединений, загрязняющих сточные воды, происходит в результате жизнедеятельности аэробных бактерий активного ила, который образуется в аэротенках и поддерживается в содержимом их объемов во взвешенном состоянии.