Что из себя представляют биологические очистные сооружения и как они работают

Как использовать биологические очистные сооружения на даче?

Простое очистное сооружение

Дачные поселки постепенно принимают цивилизованный вид. Меняется их архитектура, фасадное оформление, ландшафтный дизайн. Практически исчезли дворовые туалеты с их выгребными ямами и неприятным запахом. Но если в городских квартирах не приходится думать о том, куда девать канализационные стоки, то для дачников этот вопрос актуален. И здесь можно использовать два варианта — собирать стоки и вывозить их в специально отведенные места или утилизировать с помощью биологических очистных сооружений.

Второй вариант все чаще находит своих приверженцев. Почему?

  • Во-первых, из-за качества утилизации. Ведь не нужно заниматься таким неприятным делом, как вывоз стоков.
  • Во-вторых, из-за простоты сооружений. Причем среди них есть как достаточно дорогие, так и бюджетные варианты.

По какому принципу работают такие устройства?

Основа биологической очистки

Данный технологический процесс основан на способности бактерий разрушать органические вещества. А канализационные стоки и нечистоты — это стопроцентная органика.

Существует два способа биологической очистки:

  • Аэробный — когда разрушение происходит в присутствии кислорода.
  • Анаэробный — без участия кислорода.

Отметим еще две позиции, которые характеризуют схему очистки:

  1. Создание естественных условий.
  2. Создание искусственных условий.

Все чаще для дачных домов используется вторая схема, как самая эффективная. Ведь бывает такое большое количество нечистот, что справиться с ними бактериям не представляется возможным. А это ведет к загрязнению почвы и водоемов.

Искусственные очистные сооружения

Автономные (локальные) очистные сооружения «ТОПАЭРО»

Здесь существует два типа:

  1. Аэрационные установки — аэротенки, реакторы.
  2. Септики различных модификаций.

Главная задача очистных сооружений, основанных на биологической очистке — это удаление органики. Поэтому весь процесс основан на этом принципе.

Но существует такой показатель, как эффективность. И здесь необходимо точно рассчитать, будет ли выбранная вами установка работать качественно, хватит ли ее объема, чтобы утилизировать поступающие стоки.

При этом нужно учесть, что бактерии могут переработать только определенное количество органических веществ. И если микроорганизмов мало, то говорить об эффективности не приходится. А количество бактерий ограничивается объемом септика или аэрационной установки.

Есть стандартные химические вещества, на удаление которых и рассчитаны данные виды оборудования. Это азот и фосфор. Рассчитать эффективность их удаления можно на стадии проектирования канализационной системы загородного участка.

Но в канализационных нечистотах присутствует большое количество и других элементов. К примеру, железо, марганец, нефтепродукты, алюминий, и так далее. Рассчитать их разложение бактериями просто невозможно.

Поэтому складывается интересная ситуация. Для каждого химического элемента есть свой определенный порог содержания его в стоках. И если этот порог будет превышен, то велика вероятность того, что микроорганизмы просто не выдержат нагрузки. Они или погибнут, или будут угнетены средой, что приведет к снижению процесса утилизации. То есть, процентное содержание нечистот в очищенной воде сразу станет выше.

И еще один момент, на который необходимо обратить внимание. Эффективность удаления каждого элемента в канализационных стоках — величина постоянная. На нее воздействовать невозможно. Нельзя заставить бактерии поедать больше органики, чем они могут. Единственный выход — это увеличить количество микроорганизмов.

Таким образом, бактерии должны иметь подходящие условия существования и при этом хорошо размножаться. А помогает их размножению кислород.

Оборудование для канализации

Оборудование для внутренней канализации

Оборудование для биологических очистных сооружений — это септики и аэрационные установки. Вопрос, что выбрать, всегда мучает загородных застройщиков. Так что давайте разберемся в этом.

Начнем с аэрационных установок. Они проводят практически стопроцентную очистку. Воду после такого вида оборудования можно использовать для полива.

Во многих случаях это энергозависимые установки. Стоят они дорого, а их монтаж может выполнить только специалист. Но про такие приборы говорят — поставил и забыл. Это значит, что ваши расходы компенсируются спокойствием за свободное время и качеством утилизации канализационных продуктов.

Но больше востребованы септики. Именно с их помощью оборудуются канализационные системы на загородных участках. И связано это:

  • Во-первых, с ценой.
  • Во-вторых, они практически не уступают по качеству утилизации сложным видам канализационного оборудования. Некоторые из них показывают результаты до 98%.
  • В-третьих, с простотой сооружения.

Такие установки проводят практически стопроцентную очистку

Есть виды септиков, которые можно возвести своими руками. К примеру, железобетонные кольца, различного рода емкости и так далее. Чтобы соорудить септик для утилизации канализационных стоков, необходимо не только создать условия для жизнедеятельности бактерий, но и позаботиться об утилизации очищенной воды.

Воду из септика удалять в водоемы нельзя. Поэтому придется сооружать дополнительные устройства типа полей фильтрации или фильтрующих колодцев. А это не только деньги, но еще время и труд.

И все же септики намного дешевле стационарных установок. Наверное, поэтому они так популярны. И если возникнет вопрос, какие биологически очистные сооружения использовать на загородных участках, то основная масса застройщиков укажет именно на септик.

Не будем критиковать аэрационные установки за их высокую цену — они того стоят. Но все чаще загородные жители, которые чтут комфорт, не жалеют денег. Поэтому говорить о том, что аэрационные установки имеют меньшую популярность, нельзя. У каждого вида сооружений свои потребители.

Что из себя представляют биологические очистные сооружения и как они работают

Современный человек для собственных нужд использует большое количество воды. В процессе ее применения жидкость подвергается серьезным загрязнениям, становится угрозой для окружающей среды и людей. Поэтому перед ее выведением в природные условия необходимо проводить тщательную обработку. Одним из этапов этого процесса является биологическая очистка.

Понятие биологической очистки

Это комплекс проводимых работ, которые направлены на удаление из воды загрязнений (в основном органических) с помощью бактерий. Канализационные стоки, исходящие из домов, наполнены органикой в виде жиров, сульфатов, тканей разного вида, углеводов и прочих.

Попадая в канализационную систему, стоки подвергаются процессу разъедания бактериями. Окончательным продуктом выступают углекислый газ и активный ил, который оседает на дно канализационного колодца. Его можно впоследствии использовать в качестве органической добавки в грунт, делая его богатым полезными для растений веществами. Ил скапливается на дне резервуаров несколько лет, поэтому, заполняя собой емкости, он уменьшает объем канализационного колодца. Поэтому от иловых отложений стенки сооружений нужно очищать.

Схема биологической очистки

Есть два варианта использования бактерий: самостоятельный процесс и с применением мероприятий, которые основаны на механических, физико-химических и дезинфицирующих операциях.

Первый вариант – это засыпка внутрь канализационных колодцев сухих бактерий, которые в воде оживают, начинают размножаться и поедать органику. Такие препараты продаются в виде таблеток, порошков и гранул.

Второй вариант – комплекс биологических очистных сооружений, в состав которого входят разные виды оборудования.

  1. Механическая очистка предваряет процесс биологического воздействия. На этом этапе канализационные стоки подвергаются механическому разделению загрязненной воды на жидкость и примеси разной фракции. Для этого используются сетки, сита, фильтры, отстойники, песколовки и прочие приборы. Обычно их устанавливают последовательно. На этом этапе вода очищается до 40%.
  2. Физико-химическая очистка применяется для удаления из воды растворенных примесей. На этом этапе используют такие технологии как флотация, электролиз, сорбция, нейтрализация и прочие. Во многих из них используют химические реагенты.
  3. Дезинфекция канализационных стоков – завершающий этап. Чаще для этого используют ультрафиолетовое облучение, с помощью которого убивают вредоносные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Раньше для этого использовали хлор, который сегодня в современных очистительных установках не применяется.

В канализационных системах частных домов дезинфекцию ультрафиолетом используют редко. Хотя современные септики дорогого класса в себе такие отсеки несут. Стандартные септические канализационные сети – это три варианта биологической очистки:

  • аэротенки, в которых используется активный ил, богатый бактериями, пожирающими органику;
  • биофильтры;
  • анаэробное брожение, которое носит название метантенки.

Первые считаются наиболее эффективными. Принцип работы таких биологических очистных сооружений сточных вод основан на конструкции оборудования. Чисто конструктивно это несколько емкостей, объединенных в одно устройство. В одном происходит осаждение нерастворенных частиц – происходит осветление воды. Во втором стоки подвергаются воздействию активным илом. Здесь происходит биологическая очистка. В третий стоки вместе с илом подаются с помощью насоса, где происходит осаждение иловых масс. Они впоследствии самотеком попадают обратно во второй отсек.

В некоторых септиках есть четвертый отсек, где происходит очистка воды с помощью кислорода, потому что некоторый вид бактерий может жить только при его наличии. Такое оборудование снабжается компрессорами.

Биофильтры популярны среди дачников, потому что они рассчитаны на очистку небольшого количества канализационных стоков. По сути, это емкость, в которую загружают бактерии. Производители предлагают две разновидности биофильтров:

Первые от вторых отличаются лишь пониженной скоростью очистки. По качеству две технологии одинаковы.

Метантенки – это железобетонная емкость с плавающей крышкой, которая может приподниматься под давлением выделяющегося газа-метана. Последний – продукт жизнедеятельности бактерий. Канализационные стоки внутри емкости подогреваются с помощью водяных или паровых радиаторов. Внутри расположена мешалка, которая все время вращается, перемешивая содержимое метантенка.

Внутри емкости отсутствует кислород. Именно такие условия позволяют выделить из органического месива жирные кислоты, которые всплывают на поверхность водной массы. Здесь они и превращаются с помощью бактерий в метан, углекислый газ и ил. Последний осаждается на дно тенка. Газы по специальным трубам в крышке оборудования выводятся за его пределы.

Биологические пруды

Эту разновидность биологической очистки канализационных стоков используют, если стоит необходимость объединить в одну систему целый поселок или несколько больших домов. Существует три вида схем:

  • В пруд подводят небольшую речку, воду которой смешивают с канализационными стоками. Происходит осаждение тяжелых нерастворенных частиц. Время очистки – минимум 15 дней. Обычно в таких прудах разводят рыб, которые увеличивают степень биологической очистки.
  • Несколько прудов, в которые стоки попадают неразбавленными. Резервуары располагаются последовательно. Вода перемещается из одного пруда в другой. Таким образом снижается степень загрязнения воды. В таких водоемах часто разводят карпов.
  • Доочистные водоемы. Это завершающий этап многоступенчатой очистки, не связанной с прудами и другими резервуарами такого типа.

В частном домостроении сложные технологические процессы практически не используются. Самый сложный из них – септик, работающий по принципу аэротенка. Это компактные устройства, энергозависимые, которые монтируются рядом с фундаментом дома. Есть простые модификации без использования электричества. В них биологические процессы очистки происходят с помощью бактерий, которые засыпаются прямо в септик. Первые в разы дороже вторых, но у них степень очистки очень высокая – до 99%.

Воду из таких очистных сооружений можно использовать для полива сада и огорода. Если установить дополнительные фильтрующие элементы, осветленную жидкость можно употреблять для бытовых нужд.

Особенности систем очистки сточных вод за городом

Любой застройщик при благоустройстве загородного дома рано или поздно озадачивается вопросом, как устроить локальную канализационную систему. Современные технологии позволят решить этот вопрос несколькими способами, среди которых станция очистки, септик из бетонных колец и так далее. Но для выбора оптимального варианта необходимо комплексное решение.

Способы очистки сточных вод

Необходимо знать, что очищать сточные воды можно двумя способами: анаэробным и аэробным.

​Первый способ применяется в различных видах септиков – начиная от простых переливных септиков из бетонных колец и заканчивая локальными очистными сооружениями. Второй способ очищения используется в автономных системах канализации – станциях глубокой биологической очистки.

Читайте также:  Возможно ли уменьшить расстояние от канализации до фундамента
Способ очисткиСуть способа
Анаэробный.Очистка сточных вод происходит за счёт анаэробных бактерий, которым не требуется доступ воздуха. В этом способе степень очистки может достигать около 70% и поэтому воду на выходе из канализационной установки требуется дополнительно очищать. С этой целью используются поля фильтрации.
Аэробный.Очистка сточных вод происходит за счёт аэробных т.е. требующих присутствия воздуха бактерий. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха происходит более быстрый процесс расщепления загрязнённых вод, что позволяет достичь степени очистки свыше 95%.

​Первый способ применяется в различных видах септиков – начиная от простых переливных септиков из бетонных колец и заканчивая локальными очистными сооружениями. Второй способ очищения используется в автономных системах канализации – станциях глубокой биологической очистки.

Септик из бетонных колец

Этот вид локального очистного сооружения, работая по анаэробному принципу, несмотря на свою простоту и дешевизнутребует вдумчивого подхода. Вот какие особенности могут быть у этого вида септиков.

Главный инженер компании “Артезиум” Дмитрий Задруцкий:

– Хотя подобный вид очистного сооружения на участке часто сооружают самостоятельно, следует учесть ряд особенностей данного вида септика:

  • Очищение в этом виде септика происходит путем перелива стоков из камеры в камеру. И поэтому устанавливают 3-х камерные септики из бетонных колец.
  • Необходимо обратить внимание на диаметр колец. От этого зависит объем септика. Чем больше количество проживающих людей, тем больше нужен объем септика и количество камер.
  • Если на участке высокий уровень грунтовых вод, то для того чтобы избежать просачивания загрязненных вод в почву требуется лучшая герметизация септика.
  • Для лучшего очищения стоков, можно использовать специальные бактерии, а для доочистки стока, рекомендуется устроить поле фильтрации.

К недостаткам подобного вида септика можно отнести:

  • Сложность монтажа и большой объём земляных работ;
  • В отличие от пластиковых септиков не обеспечивается полная герметичность стыков колец;
  • Необходимость использования для установки септика спецтехники и подъёмного крана.

В этот септик можно сбрасывать туалетную бумагу, средства личной гигиены и производить слив из стиральной машины, но сброс из посудомоющей машины уже не желателен, т.к. образуется жировое отложение на стенках магистральной трубы. Невозможно использовать воду для полива, и необходимо периодически вызывать ассенизаторскую машину для откачки септика.

Локальное очистное сооружение

Разобраться какие процессы происходят в этом виде септика, нам поможет управляющий партнер компании “Тритон Пластик” (г. Москва) производитель септиков «ТАНК» Владимир Пивоваров:

– Принцип работы септиков: сточные воды из домашних устройств самотеком направляются по трубопроводам в первую камеру септика, где проходит их естественная сепарация на легкие – жиры, маслянистые вещества, органические отходы и тяжелые составляющие. Тяжелые фракции опускаются на дно и со временем превращаются в ил, легкие вместе с водой поступают во вторую камеру для бескислородной переработки анаэробными бактериями, а затем, если она есть, и в третью камеру.

А окончательная очистка стоков выполняется уже в полях фильтрации, подбираемых исходя из впитывающих характеристик грунта на участке и глубины залегания подземных вод во время монтажа.

Органический ил, скопившийся в приемной камере септика в результате переработки тяжелых фракций из сточных вод, периодически утилизируется путем откачки через рукав ассенизаторской машины.

Следует обратить внимание, что для подобного тип септика требуется обязательное устройстваполей фильтрации. Так как вода после септика очищается примерно на 60-70% и требуется её доочистка для сброса в грунт.

После процесса дополнительной очистки вода очищается практически до 99%. Однако не рекомендуется использовать данные стоки для полива или других нужд.

Владимир Пивоваров:

– При сезонном проживании, откачка требуется один раз в 1-3 года в зависимости от количества проживающих человек и интенсивности использования. Это можно оценить, визуально открыв крышку люка в септике перед зимним периодом. При постоянном проживании откачка 1 раз в год или с добавлением бактерий раз 5-8 лет.

В условиях же сезонного проживания, необходимо всего лишь раз в год производить откачку осадка из септика при консервации его на зимний период.

А при постоянном проживании, используя засыпку специальных бактерий для интенсивного разложения осадка, примерно один раз в месяц, откачка требуется значительно реже, лишь раз в 5-8 лет.

Септик можно использовать для любых типов грунтов, в том числе, нефильтрующих и с высоким уровнем грунтовых вод.

К основным достоинствам подобного вида очистных сооружений относятся:

  • Долгий срок службы – более 50 лет;
  • Простота эксплуатации и энергонезависимость;
  • Возможность переработки в умеренных количествах органических веществ, которые попадают в септик вместе со стоками (моющих средств, бумаги или окурков);
  • Прочная оребрённая поверхность септика, и его изготовление из особо прочного пластика, увеличивает стойкостьк воздействию агрессивных химических веществ и сезонному перепаду температур.

Станция глубокой биологической очистки

Разбираемся, какие достоинства заключает в себе станция биологической очистки и как происходит очищение стоков.

Эксперт компании «СБМ – Групп» производящей автономные системы локальной канализации «ЮНИЛОС» Бескищенко Максим.

– Принцип действия станции глубокой биологической очистки основан на методе непрерывного культивирования микроорганизмов, которое происходит под действием кислорода или как его ещё называют методе аэрации. А очищение стоков происходит за счёт активного ила получающегося из бактерий и микроскопических животных.

Активный ил – это взвешенная в воде активная биомасса, осуществляющая процесс очистки сточных вод в аэротенке. Образующееся при биологической очистке большое сообщество микроорганизмов интенсивно окисляют органические вещества.

Благодаря органическим веществам, находящимся в сточных водах и избытку кислорода поступающего в установку, эти бактерии начинают бурно развиваться и затем склеиваются в хлопья, после чего они выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. При попадании в выходной отстойник ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

Станция биологической очистки позволяет использовать очищенную воду для полива. А активный ил, образующийся в аэротенке, по своей структуре очень похож на речной и является ценным удобрением. Так что вызывать ассенизационную машину не придется.

В отличие от выгребных ям, станция биологической очистки не накапливает нечистоты, а обеспечивает их биохимическое разложение на простые, безопасные соединения – техническую воду и стабилизированный активный ил, следовательно, отсутствует дурной запах. Поэтому станция биологической очистки может быть установлена вблизи дома, на удалении от 2-х метров, а очищенную воду можно сразу отводить на рельеф местности без использования систем почвенной доочистки.

Разбираемся с особенностями эксплуатации подобной системы.

Бескищенко Максим:

– Несмотря на надежность работы системы, существует ряд правил, которых необходимо придерживаться для эффективной работы станции глубокой очистки, а именно: в канализацию запрещается сбрасывать отходы от строительства, химические вещества, полимерные материалы, нефтепродукты и другие биологически не разлагаемые соединения. А при отключении электричества, необходимо сократить водопотребление, так как возможно переполнение приемной камеры станции биологической очистки и попадание неочищенного стока в окружающую среду. Также необходимо производить своевременную откачку активного ила.

Подведя итог можно отметить, что станция биологической очистки обладает следующими основными достоинствами:

  • Степень очистки в современных аэрационных установках превышает 95%, а очищенную воду можно направлять в водные объекты, без устройства дополнительных фильтрационных полей;
  • Станцию биологической очистки легко транспортировать. Также при установке станции не требуется проводить масштабные земляные работы или устанавливать ее на бетонное основание и анкерить её;
  • Механические свойства корпуса изготовленного из вспененного полипропилена позволяют устанавливать станцию в любой, самый «тяжелый» грунт даже при очень высоком уровне грунтовых вод;
  • Долговечность станции биологической очистки, её абсолютная герметичность, экологическая безопасность,устойчивость к коррозии, а также к воздействию агрессивных кислот и щелочей, позволяет эксплуатировать станцию глубокой биологической очистки не менее 50 лет.

С чего начинается выбор автономной канализации

Для того чтобы выбрать локальное очистное сооружение, потребителю в первую очередь необходимо ответить на несколько простых вопросов:

  • Сколько человек будет проживать в доме постоянно;
  • Какой тип проживания будет в вашем доме — сезонное или постоянное;
  • Какое количество сантехнических устройств образует стоки;
  • Площадь участка;
  • Особенности почвы, в которую будет устанавливаться очистное сооружение.

Владимир Пивоваров:

Зная, что городская норма потребления воды составляет 200 литров в сутки на одного человека, каждый потребитель может подобрать необходимый объём локальной очистной установки для своего дома.

Важное влияние оказывает расположение септика на участке, почвенные характеристики и тот фактор, куда будет осуществляться сброс очищенных стоков. В зависимости от этого подбирается схема установки септика и соответствующее дополнительное оборудование. Так для классической схемы монтажа с низким уровнем грунтовых вод потребуются инфильтраторы, дренажные трубы или колодец, в соответствии с тем, как у вас будут организованы поля фильтрации.

Владимир Пивоваров:

– Садоводам нужно помнить, что посадка деревьев ближе 3-х метров от места расположения септика не разрешается, особенно тех деревьев, у которых очень мощная корневая система. А если на участке уже есть колодцы или скважины с водой, то установка фильтруюущей площадки септика должна осуществляться на расстоянии более 15 метров от них.

Подводя итог, можно сказать что, вооружившись необходимыми знаниями, а главное, чётко представляя себе возможности и особенности того или иного очистного сооружения, любой застройщик сможет выбрать наиболее оптимальную систему канализации и тсанцию очистки канализационных стоков.

Биологические

Методы биоочистки активно применяются в промышленных и бытовых условиях.

Использование микроорганизмов – обязательный этап улучшения качества сточных вод наряду с механическими, физическими и химическими способами.

Природный процесс, воссозданный в искусственных условиях, помогает справиться со многими загрязнениями без применения дорогостоящих технологий.

Что это такое и каков принцип работы?

После этапа механической фильтрации (удаления нерастворимых частиц) сточные воды попадают на биологическую очистку.

Принцип основан на способности некоторых микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших.

Сточные воды включают в себя нитраты, аммиак, аминокислоты – они содержат азот, который обеспечивает жизнедеятельность микроорганизмов.

Фосфор и калий добывается бактериями из минеральных солей.

Чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.

Методы очистки сточных вод

Специалисты выделяют две большие группы методов биоочистки:

  • Естественные. Для улучшения качества сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязнения удерживаются, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.
  • Искусственные методы. Для их реализации используются сооружения, созданные человеком. В них помещаются аэробные или анаэробные микроорганизмы и обеспечиваются благоприятные условия для переработки загрязнений.

Эффективность

Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.

Чтобы поддерживать процесс, нужно все время вносить активные микроорганизмы.

Биологический метод помогает переработать такие загрязняющие вещества и их соединения:

  • Аммонийный азот;
  • Легкоокисляющиеся органические соединения: бензол, глюкозу, ацетон, этанол и т.д.;
  • Калий;
  • Фосфор;
  • Кальций;
  • Белки, жиры, углеводы.

К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.

Плюсы и минусы

Преимущества биологической очистки:

  • Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
  • Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
  • Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
  • Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.

Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.

Главные минусы метода:

  • Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
  • В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
  • Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
  • Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.

Механизм процесса

Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.

Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза.

Технологическая схема аэробной чистки

Агентом выступает биопленка или активный ил.

Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.

Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

  1. Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
  2. В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
  3. Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
  4. Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
  5. Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
  6. Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
  7. Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.

Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.

Анаэробной

Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.

Технологическая схема классической анаэробной очистки:

    Сточные воды попадают в отсек, где происходит метановое брожение. После взаимодействия анаэробных бактерий с загрязнениями образуется метан, углекислый газ, сероводород. Эти газы утилизируются.

  • Сброженный осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода спускается в водоем.
  • Обезвоженный ил поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
  • Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.
  • Помощь микроорганизмов и бактерий

    Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.

    • Псевдомонады – занимают 80% активного ила. Перерабатывают спирты, жирные кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие органические вещества.
    • Нитрифицирующие – окисляют соединения азота.
    • Серобактерии и тионовые бактерии – перерабатывают восстановленные соединения серы.
    • Нитчатые – окисляют соединения углерода.
    • Целлюлозоразлагающие – перерабатывают целлюлозное волокно.

    В активном иле также встречаются:

    1. дрожжи,
    2. плесневые грибы,
    3. простейшие,
    4. коловратки,
    5. малощетинковые кольчатые черви.

    Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.

    Группы анаэробных бактерий:

    • Гидролитики – отвечают за первую стадию метаногенеза. Бактерии расщепляют белки, жиры, соединения целлюлозы, крахмала, обладают аммонифицирующей активностью. В результате образуется глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, моно- и дисахариды.
    • Ацидогенные – отвечают за вторую стадию метаногенеза. С помощью бактерий происходит маслянокислое, ацетоно-бутиловое, пропионовое, спиртовое брожение. Перерабатываются промежуточные продукты гидролиза.
    • Гетероацетогенные – отвечают за третью стадию метаногенеза. Бактерии переводят органические кислоты (масляную, пропионовую) в уксусную кислоту.
    • Метаногенные – завершают анаэробную очистку. Микроорганизмы образуют биогаз, перерабатывая водород, углекислый и чадный газ, ацетат, метиламин, метанол.

    Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.

    Системы

    Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:

    • Аэротенк – резервуар, в котором стоки смешиваются с активным илом. Часто он разделен на несколько камер, где происходят разные этапы биоочистки. Резервуар оснащен аэратором – системой подачи кислорода.
    • Биотенк – разновидность аэротенков, в которой специальная загрузка позволяет увеличить общее количество биомассы.
    • Биофильтр – бассейн с дренажем на днище. Очистка стоков происходит путем минерализации. Биоценоз – пленка аэробных микроорганизмов.
    • Станция биологической очистки – локальное сооружение, которое устанавливается там, где нет возможности провести общесплавную канализацию. Очищенные стоки спускаются в грунт, а отходы используются в качестве удобрения. Станции перерабатывают объем сточных вод от 5 до 1000 куб. м. ЛОС очищают от 98-99% загрязнений.

    Процессы анаэробной очистки зачастую проходят в таких традиционных сооружениях:

    • Анаэробная лагуна – один или несколько отстойников, где стоки находятся от 1 недели до 2 месяцев. Газы выделяются в атмосферу.
    • Септитенк – отстойник закрытого типа, в котором осадок из образовавшихся твердых частиц перегнивает и расщепляется анаэробами.
    • Метантенк – конструкция, внешне похожая на септитенк. Но в резервуаре происходит перемешивание, обогрев и контроль основных параметров.

    Биопрепараты

    Биопрепараты применяют для выполнения таких задач:

    • Разложения органики: жиров, углеводов, белков;
    • Стимуляции работы активного ила;
    • Сокращения объема побочных продуктов в виде осадка;
    • Ускорения процесса переработки;
    • Снижения показателей биохимического потребления кислорода (БПК, ХПК);
    • Наращивания и восстановления активного ила.

    Производители выпускают препараты, где сконцентрировано определенное количество штаммов натуральных бактерий.

    Каждый биопрепарат содержит разные штаммы микроорганизмов, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

    Популярные биопрепараты:

    НазваниеЦель использованияЦена
    BiofosОчистка бытовых сточных вод43 р./25 мг
    bioExpert BIO STARTERСтимуляция развития активного ила в септике или выгребной яме565 р./400 г
    Unibac (compost, start, winter, effect)Очистка бытовых и промышленных стоков, наращивание активного ила470-750 р./0,5 л.

    Доочистка хозяйственно-бытовых стоков

    В некоторых случаях после биологического этапа воды должны пройти доочистку.

    Это нужно, когда:

    • Их планируют спускать в маломощные водоемы, особенно предназначенные для рыбного хозяйства;
    • Их будут использовать в промышленности или в бытовых целях.

    Несколько месяцев воды отстаиваются в биопрудах, и после удовлетворительного лабораторного анализа поступают в конечный пункт.

    Полезное видео

    Смотрите интересный видеоматериал, в котором подробно рассказано о процессе очистки сточных вод биологическим методом.

    Заключение

    Биологическая очистка сточных вод – метод, основанный на возможностях микроорганизмов, при помощи которых можно перерабатывать органические и некоторые минеральные загрязнения.

    Особенности процесса:

    • Происходит при участии аэробных и анаэробных бактерий;
    • Осуществляется в природных или искусственно созданных условиях;
    • Метод удаляет 98-99% загрязнений;
    • Промышленная очистка стоков проходит в аэро-, био-, метантенках;
    • На любом участке можно установить локальные очистные сооружения;
    • Для запуска и интенсификации процесса используются биопрепараты;
    • Отходы, образующиеся в результате процесса, экологически безопасные;
    • Когда к сточным водам предъявляются повышенные требования по химическому составу, они проходят доочистку.

    Биологическая очистка – обязательный этап улучшения качества сточных вод. Соблюдение технологий делает процесс безопасным, высокоэффективным и даже полезным для окружающей среды.

    В чем преимущества биологического метода очистки сточных вод

    Основные методики очищения

    Технологические процессы очищения канализационных бытовых стоков весьма действенны. Осветленную воду после прохождения обработки в ЛОС можно применять вторично для полива сада либо технических нужд.

    Чаще всего для чистки сливных жидкостей применяют методики:

    • биологическую;
    • механическую;
    • физико-химическую.

    Для осветления хозяйственных и бытовых стоков в связи с простотой и эффективностью обычно используются первые два очистительных метода.

    Механические методы

    В ходе применения любых способов осветления загрязненных жидкостей на первоначальном этапе обычно используются методики механического типа, направленные на отделение крупнодисперсных примесей. Технология механического очищения наиболее проста и доступна. Для ее осуществления загрязненную жидкость:

    Процесс происходит за счет применения фильтров грубой очистки либо в отстойных сооружениях посредством осаживания тяжелых составляющих под воздействием гравитационных сил. Очищение механическим путем способствует удалению из бытовых стоков примерно 60–70 процентов загрязнений.

    В ходе отстаивания получается ликвидировать большую часть нефтесодержащих примесей, проступающих с промышленными стоками. Механическую очистку используют владельцы автомоек и на предприятиях по переработке нефти.

    Очищают механическим способом и ливневки. Для этого к магистралям присоединяют пескоуловительные сооружения. В составе осадков, которые собираются с поверхности земли, присутствуют:

    • примеси грунта;
    • ветви;
    • листва;
    • галечные включения.

    Пескоуловители задерживают крупный мусор, не позволяя ему забить стоки ливневки.

    Способы биоочистки

    Схема работы септика с аэрацией

    Технологический процесс заключается в использовании аэробных и анаэробных микроорганизмов, способных переработать находящиеся в канализационных стоках сложные органические компоненты. При этом происходит их разложение на газ и воду.

    Аэробным микроорганизмам для жизни необходим кислород. Для повышения эффективности очищения понадобится создать подходящие условия, установив аэрационную систему.

    Анаэробным бактериям не требуется кислород, поэтому они способны жить в герметичных емкостях. Побочным продуктом их жизнедеятельности является метан. Установки, в которых производится очищение при помощи таких микроорганизмов, оснащают системой вентиляции.

    2 Мероприятия по санитарной охране водоемов

    2.
    Организация зон санитарной охраны

    3.
    Устройство очистных сооружений для
    обработки хозяйственно-бытовых стоков.
    Промышленные стоки, как правило,
    подвергаются очистке на предприятии.

    Вещества
    сточных вод находятся в различном
    физическом состоянии (твердой, дисперсной,
    коллоидной, жидкой фазе) и это позволяет
    расчленить весь процесс очистки на
    несколько этапов:

    а)
    механическая очистка – выделение
    взвешенных веществ;

    б)
    биологическая очистка – минерализация
    органических веществ, находящихся в
    коллоидном и растворенном состоянии;

    г)
    биологические пруды.

    Типы и принцип работы ЛОС

    Локальные очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод способствуют переработке отходов в относительно безопасную жидкую субстанцию, которую можно использовать для технических нужд или сливать в почву.

    ЛОС, которые используют для биоочистки:

    • Септики – герметичные камеры, в которые сбрасываются канализационные стоки. Там обитают анаэробные микроорганизмы, перерабатывающие осадок и способствующие очистке воды. Жидкости после септика требуется дополнительное очищение, к примеру, в фильтрационном колодце, перед ее сбросом в водоем либо почву.
    • Септические устройства с биологическими фильтрами. Принцип действия биофильтра заключается в просачивании воды через толщу крупнозернистого материала (щебня либо песка), который покрыт пленкой из особых бактерий. По такой схеме работают фильтрационные поля и колодезные установки. При прохождении стоков сквозь биологический фильтр благодаря микроорганизмам происходит активизация процессов окисления и разложения органических составляющих.
    • Биопруды – искусственные водные объекты глубиной, не превышающей метр. В них загрязненная жидкость после прохождения механической чистки перерабатывается благодаря действию бактерий. Для ускорения деятельности микроорганизмов необходим прогрев водоемов солнечными лучами: среднерусской зимой эти пруды обладают малой производительностью и почти не применяются. Усиление деятельности бактерий-аэробов также производится посредством принудительной аэрации.
    • Аэротенки – герметично выполненные установки, в которых применяется принудительная аэрация. Чтобы перерабатывать жидкость быстрее и эффективнее, используют активный ил, содержащий в своем составе нужные микроорганизмы.
    • Станции глубокой очистки. Сооружения используются при комплексном осветлении сточных вод с максимальным эффектом. После прохождения через них жидкость становится очищенной до 98%. Вода прогоняется через несколько различных фильтров и очистных приспособлений.

    Для осветления стоков на предприятиях и в жилых комплексах все чаще применяют мембранный биореактор. В нем совмещены биообработка активным илом и механическая мембранная фильтрация. Мембранный модуль применяется для отделения иловой массы и является альтернативой осаждению этого вещества в классических установках биологической очистки.

    • компактные габариты при большой продуктивности;
    • использование при обновлении оборудования старых комплексов очистки;
    • возможность работы при значительном скоплении активного ила.

    Есть два вида биологических реакторов: с внутренним и наружным размещением мембраны. Во втором варианте фильтр изолирован от технологических камер, и необходима установка промежуточного перекачивающего насосного оборудования.

    Механическая очистка

    Механическая
    очистка происходит на ряде последовательно
    расположенных сооружений, конструкция
    которых рассчитана на задержание
    различных фракций взвесей.

    1.
    Решётка
    служит для задержания крупных отбросов
    – тряпок, бумаги, ваты. Она представляет
    собой ряд параллельных металлических
    прутьев, скрепленных вместе и поставленных
    вертикально в коллекторе, подводящем
    воду к очистным сооружениям. Просветы
    между прутьями составляют 16-70 мм. Удаление
    отходов на больших сооружениях проводят
    механическими граблями. Далее отбросы
    подаются в дробильную, а затем в
    метантенки или же обработка проводится
    методом, принятым для обезвреживания
    твердых отходов (компостирование,
    запахивание, биотермические камеры).
    На небольших станциях убирают вручную
    граблями. В отбросах много органических
    веществ, которые легко загнивают, они
    не безопасны в эпидемическом отношении
    и нуждаются в обезвреживании. Значение
    решетки: освобождает осадок, выпадающий
    в отстойниках, от грубых примесей,
    придает ему более однородный характер
    и облегчает его обезвреживание,
    предохраняет от засорения насосы и
    трубы для перекачки сточной жидкости
    и осадка.

    2.
    Песколовки
    предназначены для задержания тяжёлой
    минеральной взвеси (песка) до поступления
    сточной воды в отстойник. Принцип работы:
    потоку сточной воды придается скорость
    15-70 см/с – это достаточно для того, чтобы
    легкие органические взвеси не оседали
    и вместе с тем слишком малая, чтобы
    помешать осесть тяжёлому песку.
    Температура прохождения не менее 70С.
    Песколовки представляют собой отстойники.
    Виды песколовок: 1) вертикальные – с
    круговым движением воды 2) горизонтальные
    — с прямолинейным движением воды 3)
    аэрируемые – через дно пропускают
    сжатый воздух, что способствует отмывке
    песка от хлопьев органической взвеси.
    Горизонтальные песколовки отличаются
    простотой устройства и высокой
    эффективностью. Они имеют 2-3 секции,
    каждая из которых может работать
    самостоятельно. Это позволяет выключать
    1-2 секции при малом расходе воды, например,
    ночью. Вертикальные песколовки более
    компактны и эффективны. Недостаток –
    строительный объем меньше, чем у
    горизонтальных, мелкие фракции песка
    не задерживаются


    с обработкой осадка


    без обработки осадка

    Отстойники
    с обработкой осадка

    Характеризуются
    большим объемом иловой части для
    длительного пребывания осадка до
    окончания процесса сбраживания,
    уплотнения задержанных взвешенных
    веществ (септик, двухъярусный отстойник,
    осветлитель-перегниватель).

    Отстойники
    без обработки осадка

    а)
    вертикальный отстойник – цилиндр с
    конусообразным дном, вода поступает
    через центральную трубу и затем движется
    по отстойнику.

    б)
    горизонтальный отстойник – придают
    уклон, обратный току жидкости, чтобы
    осадок сползал или сдвигался скребком,
    а затем скапливался в иловом пространстве.
    Глубина 1,5-2 м, скорость движения — 7мм/с.

    в)
    радиальный отстойник – круглой формы
    с равномерным уклоном дна к центру,
    диаметр от 16 до 40 м глубина слоя воды –
    2-2,5 м. Вода движется с убывающей скоростью
    от центра, куда она подается снизу к
    периферии, где переливается через
    отверстия в борту в наружный круговой
    желоб. Осадок удаляют скребками,
    прикрепленными к медленно вращающейся
    форме. Температура пребывания 1,5 часа,
    скорость движения 7 мм/с. Эффективность
    составляет 60%. Осадок переводится в
    метантенк, где происходит его сбраживание.

    Метантенки
    – закрытые резервуары, которые имеют
    в верхней части колпак для сбора газа
    (70% метана и 30% угарного газа), который
    используется в качестве топлива в
    котельной очистных сооружений. Удаление
    сбраженного и подача свежего ила
    производится по специальным трубам.
    Подогревание ила производят горячим
    паром (100-112С).
    В метантенках наблюдается 2 типа брожения:
    мезофильное (t-33C)
    и термофильное (t-53C).
    Длительность сбраживания 10-20 дней. При
    термофильном брожении утрачивают
    жизнеспособность яйца гельминтов и
    патогенные микроорганизмы кишечной
    группы. Сушка сбраженного осадка
    осуществляется на иловых площадках.
    Площадки делятся на карты глубиной
    0,7-1 м, имеют водонепроницаемое основание
    и дренажную систему для свода воды. Если
    опасность загрязнения грунтовых вод
    исключена, то дном может быть естественный
    грунт. Ил распределяют слоем 20-70 см, он
    подсыхает, воду отправляют на биологическую
    очистку от свежего ила, или на хлорирование.
    Осадок используется как удобрение или
    направляется на биотермическую обработку
    (компостирование).

    Нормы очистки

    Сооружения для очистки стоков должны обеспечивать необходимую степень очищения. Строжайшие нормативы существуют только для сточных вод, образующихся от промышленных предприятий. При этом нормами оговаривается допустимая концентрация в очищенной воде каждого конкретного вещества.

    Для хозяйственно-бытовых канализационных стоков такие строгие требования не предъявляются. Однако нормами всё равно запрещено сбрасывать хоз. стоки без очистки в открытые водоёмы или почву. За это владельцев домов могут привлечь к ответственности.

    Для стоков хозяйственно-бытового происхождения законодательно регулируется концентрация тех или иных веществ только в том случае, если они сбрасываются в водоём. То же самое касается и сточных вод, сбрасываемых после очистки на рельеф, ведь в этом случае они рано или поздно всё равно попадут в водоём.

    К стокам, сбрасываемым после очистного сооружения в грунт, такие строгие требования не предъявляются, поскольку в этом случае владелец дома сам заинтересован в тщательном очищении жидкости. Иначе он рискует ухудшить состояние своего участка до такой степени, что в доме станет невозможно проживать.

    Что из себя представляют биологические очистные сооружения и как они работают

    Современный человек для собственных нужд использует большое количество воды. В процессе ее применения жидкость подвергается серьезным загрязнениям, становится угрозой для окружающей среды и людей. Поэтому перед ее выведением в природные условия необходимо проводить тщательную обработку. Одним из этапов этого процесса является биологическая очистка.

    Понятие биологической очистки

    Это комплекс проводимых работ, которые направлены на удаление из воды загрязнений (в основном органических) с помощью бактерий. Канализационные стоки, исходящие из домов, наполнены органикой в виде жиров, сульфатов, тканей разного вида, углеводов и прочих.

    Попадая в канализационную систему, стоки подвергаются процессу разъедания бактериями. Окончательным продуктом выступают углекислый газ и активный ил, который оседает на дно канализационного колодца. Его можно впоследствии использовать в качестве органической добавки в грунт, делая его богатым полезными для растений веществами. Ил скапливается на дне резервуаров несколько лет, поэтому, заполняя собой емкости, он уменьшает объем канализационного колодца. Поэтому от иловых отложений стенки сооружений нужно очищать.

    Схема биологической очистки

    Есть два варианта использования бактерий: самостоятельный процесс и с применением мероприятий, которые основаны на механических, физико-химических и дезинфицирующих операциях.

    Первый вариант – это засыпка внутрь канализационных колодцев сухих бактерий, которые в воде оживают, начинают размножаться и поедать органику. Такие препараты продаются в виде таблеток, порошков и гранул.

    Второй вариант – комплекс биологических очистных сооружений, в состав которого входят разные виды оборудования.

    1. Механическая очистка предваряет процесс биологического воздействия. На этом этапе канализационные стоки подвергаются механическому разделению загрязненной воды на жидкость и примеси разной фракции. Для этого используются сетки, сита, фильтры, отстойники, песколовки и прочие приборы. Обычно их устанавливают последовательно. На этом этапе вода очищается до 40%.
    2. Физико-химическая очистка применяется для удаления из воды растворенных примесей. На этом этапе используют такие технологии как флотация, электролиз, сорбция, нейтрализация и прочие. Во многих из них используют химические реагенты.
    3. Дезинфекция канализационных стоков – завершающий этап. Чаще для этого используют ультрафиолетовое облучение, с помощью которого убивают вредоносные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Раньше для этого использовали хлор, который сегодня в современных очистительных установках не применяется.

    В канализационных системах частных домов дезинфекцию ультрафиолетом используют редко. Хотя современные септики дорогого класса в себе такие отсеки несут. Стандартные септические канализационные сети – это три варианта биологической очистки:

    • аэротенки, в которых используется активный ил, богатый бактериями, пожирающими органику;
    • биофильтры;
    • анаэробное брожение, которое носит название метантенки.

    Первые считаются наиболее эффективными. Принцип работы таких биологических очистных сооружений сточных вод основан на конструкции оборудования. Чисто конструктивно это несколько емкостей, объединенных в одно устройство. В одном происходит осаждение нерастворенных частиц – происходит осветление воды. Во втором стоки подвергаются воздействию активным илом. Здесь происходит биологическая очистка. В третий стоки вместе с илом подаются с помощью насоса, где происходит осаждение иловых масс. Они впоследствии самотеком попадают обратно во второй отсек.

    В некоторых септиках есть четвертый отсек, где происходит очистка воды с помощью кислорода, потому что некоторый вид бактерий может жить только при его наличии. Такое оборудование снабжается компрессорами.

    Биофильтры популярны среди дачников, потому что они рассчитаны на очистку небольшого количества канализационных стоков. По сути, это емкость, в которую загружают бактерии. Производители предлагают две разновидности биофильтров:

    Первые от вторых отличаются лишь пониженной скоростью очистки. По качеству две технологии одинаковы.

    Метантенки – это железобетонная емкость с плавающей крышкой, которая может приподниматься под давлением выделяющегося газа-метана. Последний – продукт жизнедеятельности бактерий. Канализационные стоки внутри емкости подогреваются с помощью водяных или паровых радиаторов. Внутри расположена мешалка, которая все время вращается, перемешивая содержимое метантенка.

    Внутри емкости отсутствует кислород. Именно такие условия позволяют выделить из органического месива жирные кислоты, которые всплывают на поверхность водной массы. Здесь они и превращаются с помощью бактерий в метан, углекислый газ и ил. Последний осаждается на дно тенка. Газы по специальным трубам в крышке оборудования выводятся за его пределы.

    Биологические пруды

    Эту разновидность биологической очистки канализационных стоков используют, если стоит необходимость объединить в одну систему целый поселок или несколько больших домов. Существует три вида схем:

    • В пруд подводят небольшую речку, воду которой смешивают с канализационными стоками. Происходит осаждение тяжелых нерастворенных частиц. Время очистки – минимум 15 дней. Обычно в таких прудах разводят рыб, которые увеличивают степень биологической очистки.
    • Несколько прудов, в которые стоки попадают неразбавленными. Резервуары располагаются последовательно. Вода перемещается из одного пруда в другой. Таким образом снижается степень загрязнения воды. В таких водоемах часто разводят карпов.
    • Доочистные водоемы. Это завершающий этап многоступенчатой очистки, не связанной с прудами и другими резервуарами такого типа.

    В частном домостроении сложные технологические процессы практически не используются. Самый сложный из них – септик, работающий по принципу аэротенка. Это компактные устройства, энергозависимые, которые монтируются рядом с фундаментом дома. Есть простые модификации без использования электричества. В них биологические процессы очистки происходят с помощью бактерий, которые засыпаются прямо в септик. Первые в разы дороже вторых, но у них степень очистки очень высокая – до 99%.

    Воду из таких очистных сооружений можно использовать для полива сада и огорода. Если установить дополнительные фильтрующие элементы, осветленную жидкость можно употреблять для бытовых нужд.

    Читайте также:  Обзор бетонных желобов для отвода воды
    Ссылка на основную публикацию