Биологические очистные сооружения: виды, устройство, принцип работы и схемы

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.

1. Понятие биологической очистки
2. Схема биологической очистки
3. Биологические пруды

Понятие биологической очистки

Биологические очистные сооружения удаляют из воды до 99% примесей

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:

• капельные;
• двухступенчатые.

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

Биологические пруды для очистки сточных вод

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.

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:

Название	Цель использования	Цена
Biofos	Очистка бытовых сточных вод	43 р./25 мг
bioExpert BIO STARTER	Стимуляция развития активного ила в септике или выгребной яме	565 р./400 г
Unibac (compost, start, winter, effect)	Очистка бытовых и промышленных стоков, наращивание активного ила	470-750 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.

Распространенный метод доочистки – отстаивание в биопрудах с естественной и искусственной аэрацией. В таких водоемах создаются благоприятные условия для массового развития микроорганизмов, которые расщепляют остатки загрязнений и борются с патогенами.

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.

Как используется биологическая очистка стоков и в чем ее преимущества

Отправим материал на почту

• Как работает метод биологической очистки
• Из чего состоят бытовые сточные воды
• Способы очистки сточных вод
• Методы биологической очистки стоков
• Аэротенки
• Мембранный биореактор
• Биофильтры
• Станция биологической очистки сточных вод
• Биологические пруды
• Доочистка
• Принцип работы бактерий
• Аэробное очищение
• Анаэробная очистка
• Преимущества и недостатки метода
• Заключение

Биологическая очистка сточных вод является эффективным способом удаления органических веществ с помощью жизнедеятельности микроорганизмов. Такой метод можно использовать как в быту, так и на промышленных предприятиях. Очищение за счет бактерий успешно комбинируется с механическими и химическими воздействиями, которые в большей степени оказывают влияние на неорганические соединения. В основе биологической очистки находится естественный процесс, его воссоздают искусственным путем для безопасного избавления от примесей.

Как работает метод биологической очистки

Очищение с помощью микроорганизмов обычно проводят после механического удаления загрязнений. Нерастворимые частички выпадают в осадок, а остальные вещества подлежат дальнейшей обработке.

Суть работы базируется на способности определенных бактерий расщеплять органические соединения. В результате образуются простые вещества, такие как вода, углекислый газ и метан. Микробы и простейшие используют получившиеся продукты для поддержания собственной жизнедеятельности.

Микроорганизмы также получают энергию из азота, который содержится в сточных водах в виде аммиачных и нитратных соединений. В состав минеральных солей включены фосфор и калий, необходимые для питания бактерий. Богатое содержание этих веществ в стоках вызывает интенсивное размножение микробов, таким образом происходит естественная очистка в резервуарах.

Из чего состоят бытовые сточные воды

В современных домах обязательно присутствуют водопроводная и канализационная системы. Первую люди применяют для питья и хозяйственных нужд, а с помощью последней – удаляют загрязненную жидкость. И хотя уровень примесей в сточных водах не превышает 1%, повторно использовать их нельзя, пока они не пройдут очистку.

Состав сточных вод значительно различается в зависимости от места и времени взятия образца. Обычно в жидкости содержатся как твердые, так и растворимые элементы. Неорганические вещества могут быть устранены простым фильтром, но органика требует более сложного подхода. Если не применять меры, возникает опасность разложения биологических соединений, что приводит к образованию гнилостного запаха и порче воды.

Стоки могут содержать в себе остатки жиров, моющих средств, фосфаты и соединения хлоридов, азот, сульфатные и нефтехимические продукты. Эти вещества никуда не исчезают сами по себе, поэтому для их удаления применяется биологическая очистка сточных вод.

Особое внимание этому вопросу следует уделять в загородных домах, которые не подключены к централизованному водопроводу. На их участках обычно располагают скважину и выгребную яму. При неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные стоки могут попасть в кран, что приведет к риску отравления всех проживающих.

Способы очистки сточных вод

Существует два основных метода очищения бытовых и промышленных стоков – естественный и искусственный. Незначительные объемы жидкости могут очищаться в природных условиях, но в настоящее время большое количество загрязненных вод требует дополнительной обработки. Обычно применяется целый комплекс искусственных способов, а естественное очищение используется в качестве дополнения. Распространенные методы очистки стоков:

• Механический. На этом этапе применяются фильтры и отстаивание воды. Для этого используют специальные решетки, сита и уловители. После первичного очищения жидкость направляется в отстойник, где через некоторое время неорганические вещества выпадают в осадок. Во всех современных системах вода проходит такую стадию очистки, но ее недостаточно для полного удаления всех загрязнений. Химические и биологические компоненты не могут быть устранены таким способом.
• Химический. Он подразумевает применение специальных реагентов, которые реагируют с веществами в составе воды и приводят к выпадению нерастворимого осадка. В результате удается практически полностью избавиться от твердых частичек, а содержание органики снижается незначительным образом.
• Физико-химический. Это комбинация двух предыдущих методов, которая позволяет воздействовать на все типы загрязнений. Чаще всего применяют коагуляцию, экстракцию и электролиз.
• Биологический. Для этого метода нужны микроорганизмы, которые естественным образом очищают воду от органических примесей в процессе своей жизнедеятельности.

Методы биологической очистки стоков

Очищение воды микроорганизмами происходит в следующих сооружениях:

• Аэротенки;
• Биофильтры;
• Станции биологической очистки;
• Мембранные биореакторы;
• Биологические пруды.

Аэротенки

Такие сооружения биологической очистки сточных вод предназначены для обработанной механическим путем жидкости, которая взаимодействует с расположенным в резервуаре активным илом. Процесс происходит в особых емкостях, состоящих из нескольких отделов и оборудованных системами аэрации. В активном иле находится множество бактерий, которые питаются органическими отходами. Для их жизнедеятельности нужны соответствующие условия, которые постоянно поддерживаются в водоеме.

В первую очередь, бактериям необходим кислород, чтобы они могли размножаться. При постоянном поступлении воздуха микроорганизмы начинают поглощать органические вещества из воды, таким образом происходит естественное очищение резервуара. Со временем запасы органики уменьшаются, и расход кислорода также начинает снижаться. В этот момент жидкость перемещается в следующие отделы.

В дальнейших секциях вода подвергается обработке с помощью особых бактерий-нитрификаторов, которые превращают азот, содержащийся в аммонийных солях, в нитриты. В водоеме находится также и другой тип микробов, поглощающий нитриты. В результате этого процесса образуются нитраты. В конечном итоге после полной переработки соединений сточные воды поступают во вторичный отстойник. Здесь активный ил образует осадок, а чистая жидкость перемещается в водоемы.

Мембранный биореактор

Биологические методы очистки сточных вод включают в себя использование мембранного биореактора. Роль мембран состоит в создании своего рода препятствия для загрязнений, которые проходят сквозь них. Эти элементы бывают трубчатыми, половолоконными и плоскорамными. В дополнение к механической фильтрации используют деятельность микроорганизмов.

Мембранный реактор можно применять как на финальной стадии очищения жидкости, так и для подготовительной очистки перед нанофильтрацией. Таким способом удается эффективно удалить из стоков лишние соли.

Биофильтры

Для биологической очистки сточных вод в загородных домах часто применяются биофильтры. Это небольшое устройство содержит емкость с загрузочным материалом, в котором находятся микроорганизмы. Деятельность бактерий происходит по схожему принципу с аэротенками – органика успешно распадается на простые элементы, служащие пищей для микробов.

Приборы делятся на две группы: двухступенчатые и с капельной фильтрацией. Последний тип отличается низкой производительностью, но при этом он производит наиболее эффективное очищение стоков. Двухступенчатые устройства работают быстрее, но качество будет более посредственным. Оба прибора включают в себя корпус, распределитель, дренажную и воздухораспределительную системы.

Станция биологической очистки сточных вод

Это устройство выполнено в виде сооружения с четырьмя камерами, в котором происходит последовательное очищение стоков за счет использования активного ила и кислорода. После прохождения всех отделов вода является практически чистой и ее можно снова использовать для бытовых или промышленных нужд.

Большое количество отделов не занимает слишком много места, поэтому сама станция является компактным и удобным в применении прибором. Ее легко переносить и монтировать. Для такого биологического метода очистки сточных вод необходимо регулярное обслуживание устройства, чтобы оно продолжало эффективно работать. Периодически секции агрегата должны промываться с помощью мойки высокого давления. После этого прибор следует перезапустить.

Биологические пруды

Достаточно простой и выгодный способ удаления загрязнений в жидкости предполагает ее самоочищение в открытых водоемах, созданных искусственным путем. Здесь важно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха, поскольку бактериям для жизнедеятельности нужен кислород. По этой причине глубина водохранилища не должна составлять более 1 метра.

Значительные размеры водоема дают возможность воде хорошо прогреться, поэтому микроорганизмы становятся активными и быстрее поглощают органические соединения. Такая биологическая очистка сточной воды эффективнее протекает в летний период, а при снижении температуры процесс окисления становится более медленным. Когда наступают морозы, микроорганизмы засыпают и больше не могут выполнять свою работу. Поэтому зимой и поздней осенью применять биологические пруды нет смысла.

Водоемы такого типа подразделяются на три разновидности:

• С разбавлением – стоки смешиваются с водами рек;
• Водохранилища с несколькими ступенями без разбавления – жидкость попадает в водоем после некоторого времени отстаивания, часто применяют каскадный способ их размещения;
• Пруды для доочищения сточных вод.

Способы различаются по времени, которое необходимо для полной очистки воды. Водоемы с разбавлением способны очистить жидкость за две недели, в то время как в многоступенчатых прудах загрязнения удаляются около месяца.

Доочистка

После биологических способов очистки воды она может быть сразу перемещена в почву или повторно применяться для технических нужд. Иногда жидкость выпускают в водоемы, но чаще всего содержащиеся в ней элементы способны принести вред экосистеме. По этой причине промышленные стоки требуют доочистки, прежде чем их снова можно будет использовать. Во время дополнительного очищения происходят следующие процессы:

• Снижение количества взвесей;
• Уменьшение содержания азотных, фосфорных и других химических соединений;
• Дезинфекция;
• Добавление кислорода в воду, которая будет использована для объектов рыбного хозяйства.

Инструментом глубокого очищения обычно выступает биореактор с затопленной загрузкой. Иногда этот участок применяют в роли нитрификатора.

Конкретный тип устройства выбирают, исходя из местных условий и необходимого качества очищения жидкости. В большинстве случаев приходится частично перестраивать конструкцию глубокой очистки.

Принцип работы бактерий

Сточные воды очищаются с помощью аэробных и анаэробных микроорганизмов. Различие состоит в использовании кислорода для очистки жидкости. Каждый метод предполагает применение особого механизма.

Аэробное очищение

Его производят с помощью биопленки или активного ила. Стоки попадают в отстойник или резервуар с бактериями, а затем в систему подается кислород, за счет чего органика окисляется. Параллельно происходит нитрификация соединений. Процесс повторяется несколько раз, прежде чем начнется отстаивание жидкости. Лишний ил уходит на переработку, а некоторая его часть возвращается обратно в систему. Чистая вода проходит дополнительное очищение или поступает в водоем.

Анаэробная очистка

Если в стоках много органики, твердых веществ и активного ила, их можно очистить с помощью метаногенеза, который происходит с участием анаэробных бактерий. При этом способе жидкость обрабатывается в резервуаре с микроорганизмами, в результате чего возникает метан и углекислый газ. Затем газы удаляются, а осадок проходит в центрифугу, в которой отделяется ил. После этого чистая вода возвращается в водоем, а ил высушивается, дезинфицируется и применяется для компостов.

Преимущества и недостатки метода

Биологическая очистка сточных вод обладает заметными достоинствами:

• Небольшое количество отработанных веществ. В результате переработки возникают простые соединения, которые можно без труда удалить из жидкости. Полученный метан используют для обогрева зданий, а с помощью ила удобряют почву.
• Автономная работа устройств. Они не требуют добавления реагентов, а контролировать процессы может 1 человек.
• Доступная стоимость метода по сравнению с остальными способами очищения жидкости.
• Экологичность и натуральность процесса. Такая очистка не наносит ущерб природным ресурсам и экосистемам.

У способа есть также и недостатки:

• Трудно поддерживать постоянное количество микроорганизмов. Уменьшение их числа приведет к недостаточно эффективному очищению стоков.
• Строение сооружений для очистки может потребовать большого количества финансовых средств. С течением времени вложения себя окупают.
• Важность строгого соблюдения технологии очищения жидкости. Отступление от правил приведет к уменьшению эффективности способа.
• Переработать можно не все типы органики. Ядовитые вещества могут уничтожить бактерии, поэтому важно тщательно проверять воду на их наличие и своевременно удалять токсины.

Заключение

Применение биологической очистки позволяет эффективно удалять загрязнения из сточных вод без нанесения вреда окружающей среде. Это доступный и популярный метод как для бытовых, так и для производственных нужд.

Обзор систем биологической очистки сточных вод

В связи с широким потреблением водных ресурсов человечеством и невозможностью самостоятельного и быстрого очищения стоков в природных условиях возникла необходимость в искусственном очищении. И если избавиться от неорганических компонентов стоков можно с помощью гравитации, то для удаления органических примесей потребуется биологическая очистка сточных вод. О том, что это такое, и какие виды биологической очистки бывают, сегодня и пойдет речь.

Что нужно знать

Что это такое?

Биологическая очистка стоков представляет собой очищение сточных масс за счет расщепления органических соединений колониями определенных микроорганизмов.

Все дело в том, что органические примеси, находящиеся в сточных водах, являются питательной средой для большого количества микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности которых разрушаются сложные органические соединения до аминокислот, элементарных белков и обрывков цепочек ДНК. В итоге образовавшийся материал стимулирует усиленное размножение микроорганизмов, вызывая, таким образом, взрывообразное увеличение численности колонии.

Отмершие части колоний микроорганизмов вместе с непереработанной органикой выпадают на дно водоема или резервуара безвредным илом. Одновременно с этим происходит очистка стоков от ядовитых и сложных органических соединений.

Биологические методы очистки сточных вод: сооружения и системы

Аэробная биологическая очистка

Для реализации метода аэробной биологической очистки используются колонии микроорганизмов, которым для поддержания жизнедеятельности необходим доступ к кислороду.

Аэробный реактор (аэратотенк) представляет собой бетонную или металлическую емкость большого объема, на небольшом расстоянии от дна которого располагаются загрузки (в виде сита или «елочек») из полимерных материалов.

Внимание: Загрузки являются основой для аэробных микроорганизмов.

На дне аэробного реактора располагаются аэраторы — трубы, снабженные небольшими отверстиями. Проходящий по ним воздух насыщает канализационные стоки кислородом, создавая оптимальные условия для жизнедеятельности и увеличения колонии микроорганизмов.

Миниатюрные образцы аэротенков получили широкое распространение при создании септиков для загородных домов и дачных участков.

Анаэробная

Биореакторы анаэробного типа (метатенки) представляют собой герметичные металлические или бетонные конструкции, в которых обитают колонии микроорганизмов, не нуждающиеся в кислороде.

Однако жизнедеятельность анаэробных бактерий сопровождается выбросом большого количества метана. В связи с этим метатенки можно устанавливать только на ровной, хорошо продуваемой площади, по периметру которой должны быть установлены газоанализаторы, подключенные к системе пожарной сигнализации.

Как и аэротенки, метатенки широко используются при создании локальных очистных сооружений для частного использования.

Станция биологической очистки сточных вод

В подавляющем большинстве случаев станция биологической очистки стоков представляет собой четырехкамерную конструкцию, ориентированную по поэтапное очищение канализационных вод с помощью активного ила и кислорода. При прохождении всех секций стоки очищаются на 98 процентов, вследствие чего полученная жидкость может быть повторно использована для полива или иных технических нужд.

Несмотря на внушительное количество отсеков, станция отличается компактными размерами и простотой установки. Несмотря на то, что устройство не нуждается в дальнейшей откачке стоков, регулярное техническое обслуживание все же необходимо. Иными словами, необходимо систематически промывать секции при помощи мойки высокого давления и перезапускать агрегат.

На данный момент существует множество компаний, предлагающих приобрести станции биологической очистки стоков. Важно понимать, что подбирать модель необходимо в соответствии с производственной мощностью, предполагаемыми условиями работы и собственными финансовыми возможностями.

Мембранный биореактор

Технология работы мембранного биореактора заключается в комбинировании различных мембранных и биохимических процессов.

Иными словами, мембранный биореактор сочетает в себе процессы микро- и ультрафильтрации и процесс аэробного биологического очищения сточных вод.

Мембраны выполняют роль своеобразного барьера для загрязнений с высокой селективностью, вследствие этого могут быть:

• трубчатыми;
• половолоконными;
• плоскорамными.

В зависимости от поставленных технологических задач мембранный реактор может быть использован как на этапе завершающего очищения (до стадии обеззараживания), так и для предварительного очищения перед процессом нанофильтрации и обратным осмосом при необходимости обессоливания воды.

Биофильтры

Наиболее часто биофильтры используются для обслуживания автономных канализаций дачи или частного дома.

Биофильтр представляет собой компактную емкость с загрузочным материалом внутри. При этом аэробные микроорганизмы находятся в форме активной пленки и выполняют функцию биологической очистки стоков.

Биофильтры делятся на два типа:

• изделия с капельной фильтрацией;
• устройства с двухэтапной фильтрацией.

В первом случае устройства отличаются высоким качеством очистки, однако производительность остается невысокой. В то же время для изделий с двухступенчатой фильтрацией характерно как высокое качество очистки, так и высокая производительность.

Как правило, биофильтры состоят из:

• корпуса фильтрующего устройства;
• изделия для распределения стоков по поверхности фильтра;
• дренажной системы для отвода воды;
• воздухораспределительной системы для обеспечения подачи кислорода.

Устройства с фильтром капельного типа отличаются лишь порционным поступлением стоков. При этом вентиляция и подача кислорода обеспечиваются естественным путем за счет имеющихся в конструкции открытых пространств.

Биологические пруды

В случае с биологическими прудами процессы самоочищения сточных вод осуществляются в открытых искусственных водоемах. Такой способ намного выгоднее других методов очистки. Для обеспечения поступления достаточного количества кислорода глубина искусственного водоема не должна превышать один метр.

Из-за большой площади водоема вода хорошо прогревается, что благоприятно сказывается на жизнедеятельности обитающих там микроорганизмов. Наиболее эффективно процессы очищения протекают в теплое время года, а при снижении температуры до шести градусов тепла окислительные процессы замедляются.

Важно: При минусовых температурах бактерии впадают в спячку, поэтому в холодное время года биологические пруды не используются.

Условно биологические пруды можно разделить на три категории:

• водоемы с разбавлением (сточные воды перемешиваются с речной водой);
• многоступенчатые водоемы без разбавления (стоки попадают в пруд только после предварительного отстаивания, нередко используется каскадный метод расположения водоемов);
• водоемы для доочистки стоков.

В то время как в первом случае процесс очищения занимает около 14 дней, на очистку стоков в многоступенчатых водоемах уйдет почти месяц.

Схема

Так как биологический реактор является лишь одной из ступеней в сложной системе очищения стоков, схема биологической очистки выглядит следующим образом:

• канализационные воды поступают в первичную камеру (отстойник), где наиболее крупные включения выпадают в осадок;
• затем частично осветленные стоки переливаются во вторую камеру, где насыщаются кислородом и подвергаются расщеплению крупных органических включений колониями микроорганизмов;
• насыщенные кислородом сточные воды попадают в камеру биореактора, где происходит процесс разложения органической составляющей; последняя камеры служит для завершающей гравитационной очистки.

Внимание: Как правило, на дне имеется известковая засыпка, эффективно соединяющая химически активные элементы. При этом на выходе из сооружения может располагаться дополнительный биологический фильтра, увеличивающий степень очищения до 99 процентов.

Отзывы: преимущества и недостатки

Как показывает практика, основными преимуществами биологической очистки стоков являются:

• невысокая стоимость (стоимость очистки одной единицы стоков существенно ниже очищения стоков механическим или химическим методом);
• надежность;
• отсутствие необходимости в регулярном закупе расходных материалов (теоретически микроорганизмы не нуждаются в замене, так как являются самовоспроизводимыми живыми существами, но на практике заменять колонии надо, но не чаще одного раза в пять-шесть лет);
• экологичность;
• высокая степень очищения сточных вод (до 99 процентов).

Доочистка

После биологического очищения сточные воды могут быть направлены сразу в грунт или повторно использованы для полива растений. В некоторых случаях допускается выпуск очищенных стоков в водоемы, однако в большинстве случаев содержащиеся в сточных водах, очищенных биологическим методом, остаточные органические соединения, биогенные элементы, ПАВ и бактериальные загрязнения оказывают негативное влияние на водоемы. В связи с этим производственным сточным водам требуется доочистка, предусматривающая:

• уменьшение объема взвешенных веществ;
• снижения величин ХПК, БПК и содержания ПАВ, азота и фосфора;
• обеззараживание;
• насыщение стоков кислородом при их спуске в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Выбор устройства доочистки зависит как от местных условий, так и от требований качества очищенных стоков. В каждой конкретной ситуации потребуется частичная реконструкция сооружения глубокой очистки.

Таким образом, использование метода биологического очищения сточных вод не только выгодно, но и наиболее эффективно по сравнению с рядом других способов очистки.

Очистные сооружения сточных вод: виды, принцип работы

• Виды сточных вод
• Виды очистных сооружений
• Принцип работы комплекса очистки сточных вод
• Проектирование очистных систем
• Монтаж установок
• Обслуживание очистных сооружений
• Виды и принцип работы городских очистных сооружений
• Способы очистки стоков
• Область применения
• Принцип работы
• Разновидности локальных очистных сооружений
• Септики
• Аэротенки
• Биологическая очистка стоков
• ЛОС для промышленных предприятий
• Очистка ливневых стоков
• Принцип работы очистных сооружений. Виды очистных сооружений
• Сточные воды – виды, методы очистки, очистные сооружения
• Виды
• Способы очистки
• Очистные сооружения
• Принцип действия
• Дезинфекция

Прежде чем проектировать очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод или стоков иных типов, важно выяснить их объем (количество стоков, образующихся за определенный период времени), наличие примесей (токсичных, нерастворимых, абразивных и пр.) и другие параметры.

Виды сточных вод

Очистные сооружения сточных вод устанавливаются на стоки различных типов.

• Хозяйственно-бытовые стоки – это сливы из сантехнических приборов (умывальников, моек, унитазов и пр.) жилых зданий, в том числе, и частных домов, а также учреждений, общественных зданий. Хозяйственно-бытовые стоки опасны как питательная среда для болезнетворных бактерий.
• Производственные стоки образуются на предприятиях. Категория характеризуется возможным наличием разнообразных примесей, некоторые из которых значительно затрудняют процесс очистки. Очистные сооружения промышленных сточных вод обычно сложны по конструкции и имеет несколько ступеней очистки. Комплектность таких сооружений подбирается в соответствии с составом стоков. Промышленные сточные воды могут быть токсичными, кислотными, щелочными, имеющими механические примеси и даже радиоактивными.
• Ливневые стоки из-за способа образования называются также поверхностными. Их также именуют дождевыми или атмосферными. Стоки данного типа – это жидкость, образующаяся на крышах, дорогах, террасах, площадях при выпадении осадков. Очистные сооружения ливневых сточных вод обычно включают несколько ступеней и способны удалять из жидкости примеси различного типа (органические и минеральные, растворимые и нерастворимые, жидкие, твердые и коллоидные). Ливневые стоки – наименее опасные и наименее загрязненные из всех.

Виды очистных сооружений

Для того, чтобы понять, из каких блоков может состоять комплекс очистки, следует знать основные виды очистных сооружений для сточных вод.

К ним относятся:

• механические сооружения,
• установки биоочистки,
• кислородонасыщающие установки, обогащающие уже очищенную жидкость,
• адсорбционные фильтры,
• ионообменные блоки,
• электрохимические установки,
• оборудование физико-химической очистки,
• обеззараживающие установки.

К оборудованию для очистки стоков можно причислить и сооружения и резервуары для складирования и хранения, а также для обработки отфильтрованного осадка.

Принцип работы комплекса очистки сточных вод

В комплексе может быть реализована схема очистных сооружений сточных вод с наземным или подземным исполнением.
Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод устанавливаются в коттеджных поселках, а также в небольших населенных пунктах (150-30 000 человек), на предприятиях, в районных центрах и пр.

Если комплекс устанавливается на поверхности земли, он имеет модульное исполнение. Для того, чтобы минимизировать повреждения, снизить расходы и трудозатраты на ремонт подземных конструкций, их корпуса изготавливают из материалов, прочность которых позволяет противостоять давлению грунта и подземных вод. Кроме прочего, такие материалы отличаются долговечностью (до 50 лет службы).

Чтобы понять принцип работы очистных сооружений сточных вод, рассмотрим, как функционируют отдельные ступени комплекса.

Механическая очистка

Эта ступень включает в себя следующие типы сооружений:

• первичные отстойники,
• пескоуловители,
• сорозадерживающие решетки и т.п.

Все эти приспособления предназначены для устранения взвесей, крупных и мелких нерастворимых примесей. Самые крупные включения задерживаются решеткой и попадают в специальный съемный контейнер. Так называемые песколовки обладают ограниченной производительностью, поэтому при интенсивности подачи стоков на очистные сооружения более 100 куб. м. в сутки, целесообразно устанавливать параллельно два приспособления. В этом случае их эффективность будет оптимальной, пескоуловители смогут задерживать до 60% взвеси. Задержанный песок с водой (песчаная пульпа) отводится на песковые площадки или в песчаный бункер.

Биологическая очистка

После удаления основной массы нерастворимых примесей (осветления стоков) жидкость для дальнейшей очистки поступает в аэротенк – сложное многофункциональное устройство с продленной аэрацией. Аэротенки разделятся на участки аэробной и анаэробной очистки, благодаря чему одновременно с расщеплением биологических (органических) примесей производится вывод из жидкости фосфатов и нитратов. Это существенно повышает эффективность работы второй ступени очистного комплекса. Активная биомасса, выделяемая из стоков, задерживается в специальных блоках, загруженных полимерным материалом. Такие блоки размещаются в зоне аэрации.

После аэротенка иловая масса переходит во вторичный отстойник, в нем происходит разделение на активный ил и очищенные стоки.

Доочистка

Доочистка сточных вод производится на самопромывных песчаных фильтрах или с помощью современных мембранных фильтров. На этом этапе количество взвешенных веществ, присутствующих в воде, сокращается до 3 мг/л.

Обеззараживание

Обеззараживание очищенных стоков выполняется методом обработки жидкости ультрафиолетом. Для повышения эффективности работы этой ступени очистные сооружения биологической очистки сточных вод оснащаются дополнительным воздуходувным оборудованием.

Стоки, прошедшие все ступени комплекса очистки, безопасны для окружающей среды и могут сбрасываться в водоем.

Если вас интересует, как сделать канализацию на даче своими руками, то эта информация есть в отдельной статье.

О том, как проводится монтаж ПНД труб своими руками, вы можете узнать из другого материала сайта.

А зачем нужна и как используется в сантехнике «американка» читайте по этой ссылке.

Проектирование очистных систем

Очистные сооружения производственных сточных вод проектируются с учетом следующих факторов:

• уровня залегания грунтовых вод,
• конструкции, геометрии, расположения подводящего коллектора,
• комплектности системы (тип и количество блоков, определяемые заблаговременно на основании биохимического анализа стоков или их прогнозируемого состава),
• расположения компрессорных установок,
• наличия свободного подъезда для транспорта, который будет осуществлять вывоз мусора, задерживаемого решетками, а также для ассенизаторской техники,
• возможного размещения вывода очищенной жидкости,
• необходимости использования дополнительного оборудования (определяется наличием специфических примесей и другими индивидуальными особенностями объекта).

Важно: Очистные сооружения поверхностных сточных вод должны проектироваться только компаниями или организациями, обладающими сертификатом СРО.

Монтаж установок

Правильность монтажа очистных сооружений и отсутствие ошибок на этом этапе во многом определяют долговечность комплексов и их эффективность, а также бесперебойность работы – один из важнейших показателей.

Монтажные работы включают в себя следующие этапы:

• разработка схем монтажа,
• осмотр площадки и определение ее готовности к монтажу,
• строительные работы,
• подключение установок к коммуникациям и соединение их между собой,
• пуско-наладочные работы, регулировка и настройка автоматики,
• сдача объекта.

Полный комплекс монтажных работ (перечень необходимых операций, объем работ, требуемое для их выполнения время и другие параметры) определяются, исходя из особенностей объекта: его производительности, комплектности), а также с учетом характеристик места монтажа (тип рельефа, грунт, расположение грунтовых вод и др.).

Обслуживание очистных сооружений

Своевременное и профессиональное обслуживание очистных сооружений обеспечивает эффективность оборудования. Поэтому такие работы должны выполняться специалистами.

В комплекс работ входят:

• удаление задержанных нерастворимых включений (крупного мусора, песка),
• определение количества образующегося ила,
• проверка содержания кислорода,
• контроль работы по химическим и микробиологическим показателям,
• проверка функционирования всех элементов.

Важнейшим этапом обслуживания локальных очистных сооружений является контроль работы и профилактика электрооборудования. Обычно к этой категории относятся воздуходувные машины и перекачивающие насосы. В аналогичном обслуживании нуждаются и установки ультрафиолетового обеззараживающего излучения.

Прочитали нашу статью – нажмите кнопку и поделитесь ей с друзьями в социальных сетях!

Получайте первыми информацию о новых статьях на сайте из наших сообществ Вконтакте, Facebook, Одноклассники, Twitter.

Схема работы канализационного очистного сооружения Alta Air Master Pro

Виды и принцип работы городских очистных сооружений

1. Способы очистки стоков
2. Область применения
3. Принцип работы
4. Разновидности локальных очистных сооружений
5. Септики
6. Аэротенки
7. Биологическая очистка стоков
8. ЛОС для промышленных предприятий
9. Очистка ливневых стоков

Отсутствие центральной канализации становится настоящей проблемой для загородных поселков и дачных обществ, производственных предприятий и баз отдыха.

Решить вопрос отвода и очистки стоков помогут локальные сооружения, предназначенные для доведения загрязненной воды до уровня, позволяющегоее повторноеиспользование или сброс в природные водоемы.

Рис. 1. Локальные очистные сооружения.

Способы очистки стоков

Автономные очистные сооружения могут быть пассивными энергонезависимыми, или активными, работающими под действием биологических, химических иди физических процессов.

Существует несколько способов очистки канализационных стоков:

1. Механический— основан на фильтрации и отстаивании сточных вод. Для его применения используются различные фильтры, решетки, сита, уловители и отстойники. С помощью механической очистки можно избавиться от песка, грунта или мусора.Недостаток способа заключается в невозможности удаления органических примесей и химических соединений.
2. Биологический—работаетпод воздействиемаэробных микроорганизмов, способных питаться органическими отходами. Принцип биологической очистки используется в аэротенках, габионных сооружениях или биопрудах.
3. Химический— очистка производитсяпод влиянием реагентов, вступающих в реакцию с различными загрязнителями. Образующие в результате химические соединения оседают в виде нерастворимых осадков.
4. Физико-химический — заключается в удалении тонкодисперсных неорганических и органических веществ различными методами:электролиз, флотация, электрокоагуляция и пр.

Получение 100% чистой воды можно добиться путем комплексного сочетания различных методов и последующего обеззараживания хлорированием, озонированием или воздействием ультразвука.

При выборе метода очистки необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• сезонность эксплуатации зданий и сооружений;
• количество постоянно проживающих жильцов;
• геологические особенности земельного участка;
• глубину залегания грунтовых вод.

Обращая внимание на стоимость возведения очистных сооружений, необходимо учитывать затраты на дальнейшую эксплуатацию.

Область применения

Локальные очистные сооружения используются в местах, где отсутствуют центральные канализационные сети, или подключение к ним затруднительно. Они могут обслуживать коммерческие объекты, базы отдыха, загородные жилые дома или дачи.

Производственные предприятия, имеющие токсичные сточные воды обязаны иметь локальные очистные сооружения.

Промышленные и хозяйственно-бытовые стоки требуют комплексной очистки, начиная от механической, заканчивая обеззараживанием.

Локальные очистные сооружения доводят воду до уровня, допустимого для сброса в естественную среду.

Принцип работы

Канализационные стоки по трубам или лоткам поступают в резервуар, накапливаясь до полного заполнения.

Твердые компоненты оседают на дно емкости, а осветленная вода переливом или через коллекторы последовательно попадает в следующие сооружения. Последующая доочистка может происходить под воздействием активных микроорганизмов, химических реагентов или различных физических процессов в специальных агрегатах.

Очищенная вода может использоваться в технических целях или для полива. Переработанный микроорганизмами ил применяется для подкормки растений.

Разновидности локальных очистных сооружений

Существует несколько разновидностей автономных очистных сооружений, основные из них:

1. Энергонезависимые септики— в основном используются для канализования стоков загородных домов и дач.Бывают однокамерными и многокамерными. Могут эксплуатироваться как сезонно, так и круглогодично.
2. Установки глубокой очистки — способны эффективно очищать стоки при помощи активных биологических, химических, физических или совместных процессов. Наиболее качественная очистка происходит путем совмещения методов.

Это самый надежный и качественный вариант автономной канализации, не требующих больших вложений при эксплуатации.

1. Габионные очистные сооружения— используются для очистки ливневых, поверхностныхи промышленных стоков. Включают комплексмероприятий:

• механическую очистку от плавающего мусора;
• извлечение песка и грубодисперсных компонентов;
• задержание нефтесодержащих эмульсий и мелкодисперсных примесей.

Выбор локальных очистных сооружений зависит от объема бытовых или производственных стоков, состояния грунтов, уровня залегания грунтовых вод, возможности подключения к электрическим сетям, финансовых возможностей владельцев недвижимости.

Таблица 1. Сравнительные характеристики основных видов ЛОС.

Назначение и виды очистных сооружений

Очистные сооружения — это оборудованные комплексы, предназначенные для очищения, обеззараживания канализационных вод. Необходимы для сохранения экологии окружающей среды. Состоят из специальных фильтров, где происходит поэтапная обработка сточных вод. В таких сооружениях используются реагенты. Применяются различные методы очистки.

Узнайте про назначение и виды очистных сооружений.

1. Этапы очистки сточных вод
2. Механический
3. Биологический
4. Доочистка сточных вод
5. Биореакторы глубокой доочистки
6. Фильтры доочистки сточных вод
7. Обеззараживание воды ультрафиолетом
8. Очистка от фосфатов
9. Виды очистных сооружений
10. Городские
11. Локальные
12. Для частного дома
13. Ливневые
14. Вспомогательные помещения очистных сооружений
15. Цех аэрации
16. Утилизация избыточного активного ила микроорганизмов
17. Очистка воздуха
18. Лаборатория на очистных сооружениях
19. Административно-бытовой комплекс
20. Электроподстанция
21. Проектирование очистных сооружений
22. Монтаж сооружений очистки

Этапы очистки сточных вод

Сточные воды из канализационных труб содержат много загрязнителей — фекальные массы, поверхностно-активные вещества, бумага и т.д. Поэтому перед тем, как выпустить их в водоем, необходима поэтапная очистка, включающая механический и биологический способы.

Механический

Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают в насосную станцию, в резервуар. Воды попадают в цех механической очистки для избавления от крупных отходов — бытового мусора: полиэтиленовых пакетов, тряпок, бумаги.

Существует несколько водоочистных устройств для избавления от загрязнителей:

1. Решетки, сита. Ширина отверстий в них не превышает 1,6 см, что позволяет улавливать мусор, попавший в канализацию, — изделия из пластмассы, банки, бутылки. Твердые отходы вывозят на переработку. Решетки сделаны из металлических прутьев.
2. Песколовки. Эти устройства улавливают более мелкий мусор — частицы песка, осколки стекол, мелкие камни, которые выкачиваются насосом, промываются.
3. Жироловки способны отфильтровывать жир, масла, бензин и углеводороды.
4. Отстойники. Существуют вертикальные и горизонтальные отстойники. Они используются для того, чтобы освободить воду от взвешенных частиц и ила. Для ускорения протекания реакций используют реагенты.
5. Прочие элементы очистки — мембраны, септики.

Биологический

При помощи специальных бактерий, водорослей сточные воды очищают от загрязнений.

Аэробные и анаэробные бактерии питаются химическими веществами, перерабатывая их в более безопасные для окружающей среды соединения.

Этапы биологической очистки:

1. Аэротенк. В нем вода, проходящая очистку, смешивается с илом, содержащим микроорганизмы. Если бактерии аэробные, то вода обогащается кислородом для их дыхания.
2. Цех очистки воздуха.
3. Вторичные отстойники. Они необходимы для очистки от ила, содержащего микроорганизмы. Используются поверхностный и придонный скребковые механизмы, удаляющие ил сверху и со дна отстойника.
4. Обработка осадка ила. В процессе его сбраживания образуется метан, который может быть использован в производственных целях. Иногда сбраживание происходит с участием кислорода, для этого нужен преаэратор. Сбродивший ил просушивается с помощью вакуум-фильтров.
5. Можно проводить доочистку сточных вод.

Современные биофильтры, содержащие специальные бактерии. Они могут состоять из гранитной крошки. Периодически проводится чистка фильтров и замена их содержимого.

Сначала сточные воды после механической очистки проходят фильтрацию, затем поступают во вторичные отстойники. Ил из отстойников направляется в аэротенк, затем его уплотняют и высушивают.

Доочистка сточных вод

Механический и биологический этапы очистки удаляют 90% загрязнителей, однако не избавляют воду от микроорганизмов, что опасно для окружающей среды. Поэтому необходима доочистка.

Биореакторы глубокой доочистки

Биореакторы используются для окисления неорганических веществ и превращения их в органические. Реакции происходят на поверхности специальных дисков. Автотрофные микроорганизмы нуждаются в кислороде, поэтому включается аэрация жидкости.

Фильтры доочистки сточных вод

Фильтрация происходит через песок. Сточные воды подаются снизу вверх. Сами фильтры расположены ниже других установок. Содержимое фильтров автоматически обновляется.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Для дезинфекции воды используется хлорирование, озонирование, гамма-облучение, переменный ток, ультразвук, ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовое облучение — эффективный способ, позволяющий уничтожать все болезнетворные микроорганизмы — бактерии, вирусы, простейших, грибки. Мутность снижает эффективность облучения, поэтому необходима большая мощность. Постепенно загрязнения оседают на УФ-лампе, и ее нужно чистить.

Виды хлорирования: суперхлорирование, двойное хлорирование, с предварительной аммонизацией. Ультрафиолетовое облучение имеет преимущество перед хлорированием — не оставляет запах и не вредит здоровью, не загрязняет окружающую среду.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды.

Очистка от фосфатов

Фосфаты содержатся в стиральных порошках и других моющих средствах. Они загрязняют окружающую среду, приводя к цветению водоемов. Для очистки от солей фосфорной кислоты используют уплотнители перед биологическим этапом очистки и песчаными фильтрами.

Виды очистных сооружений

Для очистки поверхностных вод из водоема перед подачей в дома используются отстойники и фильтры. Чтобы обработать канализационные отходы, применяют аэротенки, метантенки, септики, поля орошения и фильтрации, биологические пруды.

ОС характеризуются наличием этапов очистки, объемом обрабатываемой воды.

Городские

Эти КОС используются в городах. Они снабжены метантенками, устройствами флотации. Предназначены для очищения канализационных бытовых и производственных жидких отходов.

Крупнейшими ОС являются Курьяновские ОС, обрабатывающие в день более 2 млн м³ отходов.

Локальные

Это очистные сооружения, обрабатывающие сточные воды абонента. Существуют автономные ОС и ОС, подключенные к общей канализации. Они используются в небольших городах, селах, предприятиях, дачных участках, автомойках. Обслуживаются такие ОС специалистами.

Для частного дома

Существует несколько видов очистных сооружений для частных домов:

1. Выгребная яма — это место для сброса канализационных отходов.
   Для ее обслуживания необходимы услуги ассенизатора, поэтому при ее сооружении нужно позаботиться об удобном подъезде к ней. Недостаток состоит в том, что такая яма может загрязнять подземные воды.
2. Накопитель.
   В отличие от выгребной ямы не загрязняет окружающую среду, т.к. представлен емкостью из металла или пластика. По мере ее наполнения необходимо вызывать ассенизационную машину.
3. Ливневое очистное сооружение.

Септик.
Это оборудованная большая емкость, в которой происходит осаждение камней, песка, подъем жировых капель на поверхность, биологическая очистка со снижением уровня азотистых веществ.
Недостатком септика является дороговизна и выброс фосфатов, большая площадь сооружения. Его необходимо дополнять полями орошения, фильтрации.

Станция глубокой биологической очистки.
Является самым эффективным сооружением. Используется электричество.

Ливневые

Используются для очистки дождевых стоков, в которые попадают нефтепродукты, мусор.

Обработка происходит через несколько устройств:

1. Отстойник.
   Здесь происходит очищение от крупного мусора.
2. Тонкослойный модуль.
   На гидрофобных пластинках собираются нефтепродукты, масла, жиры.
3. Сорбционный волокнистый фильтр.
   Задерживает то, что не уловило предыдущее устройство.
4. Коалесцентный модуль.
   Отделяет жировые капли более 0,2 мм в диаметре.
5. Угольный фильтр доочистки.
   Полностью очищает воду от нефтепродуктов.

Вспомогательные помещения очистных сооружений

Для обслуживания ОС необходима административная часть, лаборатория, цех аэрации, очистка воздуха.

Цех аэрации

В этом помещении обеспечивается насыщение жидких отходов кислородом с помощью воздуходувок. Датчики фиксируют уровень насыщения кислородом.

Утилизация избыточного активного ила микроорганизмов

Ил образуется на этапе биологической очистки. Он удаляется, обезвоживается и утилизируется. Для обезвоживания ила используют вещества, сгущающие его. Затем его помещают в илоуплотнитель. Потом в центрифугу. Его высушивают теплым воздухом. Вода, выделившаяся при центрифугировании, повторяет цикл очистки.

Очистка воздуха

Воздух очистных сооружений имеет неприятный запах и загрязняет атмосферу. Поэтому его сначала прогоняют через биореактор, а затем обеззараживают ультрафиолетом.

Лаборатория на очистных сооружениях

Лаборанты, обслуживающие ОС, делают пробы воды на содержание в них микробов, загрязнений. Таким образом они контролируют качество очистки и исправность оборудования.

Может быть лаборатория на очистных сооружениях.

Административно-бытовой комплекс

В состав административного комплекса входят ремонтные мастерские, кабинеты руководителя, бухгалтеров, инженеров, кадровых работников, лаборатории, диспетчерской.

Электроподстанция

Электричество необходимо для работы всей системы, в том числе ультрафиолетовых ламп, другого оборудования. Чтобы электростанция работала бесперебойно, ее оснащают дизельным генератором.

Проектирование очистных сооружений

Проектировщики ОС учитывают мощность сооружений, уровень загрязненности жидких отходов, требуемый уровень очистки.

1. Предварительные работы — оценка загрязненности, желаемой площади постройки.
2. Сбор документов на разрешение у Природнадзора, СЭС.
3. Выбор технологии очищения.
4. Составление сметы на строительство.
5. Лабораторные пробы на эффективность.
6. Разработка и согласование документов на проект.

Видео о схеме ОС.

Монтаж сооружений очистки

Монтаж ОС происходит в несколько стадий:

1. Роется котлован для ОС, засыпается песком или бетонируется. Либо закладывается фундамент, на котором строят здание.
2. Подключается оборудование (фильтры, аэрация) к канализации, электросети, системе водоснабжения.
3. Объект проверяется на качество работы, устойчивость к перегрузке и сдается.

Для корректной работы ОС необходимо его постоянное обслуживание.

Обзор разновидностей очистных сооружений канализации: устройство, плюсы и минусы, правила монтажа (СП)

При установке очистного оборудования для сточных вод необходимо учитывать нормы, документы. Чтобы грамотно поставить очистное сооружение необходимо учитывать также размер площади, сделать расчеты, составить план. После подготовительных работ можно приступать к установке. Для новичка это будет нелегко. Поэтому лучше обратиться за помощью к специалистам.

Принцип действия очистных сооружений канализационной системы: этапы

Механическая стадия очищения стоков:

На первой стадии очистки сточные воды попадают в специальную емкость. Бак компенсирует высокую нагрузку в пиковые часы. А сильный насос размеренно нагнетает подходящий объем воды для прохождения всех степеней очищения.

Затем вода поступает в цех машинного очищения. До 75% загрязнений устраняется непосредственно на данном стадии. Тут имеется ряд устройств для удаления большого мусора:

• Решетки и сита
• Песколовки
• Жироловки

Биоочистка может представлять собой отдельную конструкцию и также может быть главной стадией в целой системе по очистке сточных вод.

Данные бактерии насыщаются вредоносными загрязнениями. Как результат происходит очищение воды. Биологическое очищение исполняется в пару стадий:

• Аэротенк
• Цех очистки воздуха
• Вторичные отстойники
• Обработка осадка

Виды систем очистки канализации

Представляет собой комплекс инженерных сооружений, который эффективно справляется с очисткой стоков. Рассмотрим схему работы.

Применяя насос (если есть уклон он не понадобиться) стоки из дома через проложенные трубы проникают в септик. В емкости совершается процедура отстаивания, брожение в анаэробных (при нехватке воздуха). Благодаря локальной очистки происходит очищение около 65%.

К данной цифре необходимо добавить не растворенные фракции. Они залегают на дне емкости. Осветленные подобным способом стоки продолжают очистку уже естественным методом в постройках подземной фильтрации, а нерастворимые фракции вывозят ассенизатором.

Септики

Местная очистная конструкция, назначенная для обустройства независимой от центральных сеток канализационной системы. Ключевые цели септика- временное накапливание стоков с их дальнейшим фильтрованием.

Функционирование каждого очистного устройства основывается на правилах гравитационного отстаивания и биологического фильтрования.

Поскольку активно развивается биотехнология, то для очистки массово используют ферменты — вещества, выполняющие функцию катализаторов в живых организмах, а также биологические фильтры. Если говорить про фильтры, то здесь важное значение имеет загрузка.

Загрузка биофильтра характеризуется соответствующими главными параметрами: вышиной слоя, удельной площадью поверхности, пористостью и плотностью загрузки.

Очищение проходит четыре этапа:

По трубе стоки поступают в 1 резервуар либо отсек. Тут совершается грубая очистка от взвешенных больших элементов. Тяжелые взвеси (песчинки) садятся на дно камеры. Легкие фракции (жиры) поднимаются наверх и направляются в другую камеру.

Разложение тяжелых элементов.

На дне камеры нечистоты начинают бродить, распадаются до 3 суток. В итоге получается плотная консистенция, СО2 и Н2О.

Стадия повторной очистки.

В другой камере происходит процесс разложения загрязнений еще раз. В определенных конструкциях для очистки воды на этой стадии за счет влияния микроорганизмов, вещества проходят процесс распада на химические и органические объединения.

Здесь важно учитывать конструкцию. Чистая вода далее выкидывается в землю, и использоваться как вода для полива. Когда уровень очищения не полностью окончен, то стоки вновь продолжают стадию очистки, а конкретно доочистку через инфильтрат, дренажную конструкцию, фильтрационное поле.

Инфильтрат нужен для полного очищения вод и их вывод в почву. Благодаря своей системе, устройство реализовывает вывод воды на небольшую глубину земли.

Аэротенки

Эти конструкции обычно имеют форму прямоугольника. В емкости производится биохимическое очищение. Резервуар оснащается аэратором.

Эта система позволяет стокам с илом насыщаться кислородом. А это важное условие для аэробных бактерий. Рассмотрим, как функционирует устройство:

• Загрязненные стоки проникают в центральную часть системы. Другими словами -1 камера.
• После частичного очищения воды перекачиваются с помощью струйного насоса в аэротенк. Здесь сточные воды перемешиваются с активным илом.
• После поступления в сооружение в виде проточного резервуара стоки переливаются во 2 резервуар. При этом микроорганизмы вместе с илом, которые находятся на дне, вернутся в емкость прямоугольного сечения — аэротенка.
• Во 2 емкости стоки остаются дальше. Здесь происходит заключительный этап очистки. Так как микроорганизмы постоянно множатся, их число за определенный период не уменьшается, а результативность очистки аэротенка лишь возрастает.

Другие

Главное задание очистных устройств — избежать проникновения вредоносных элементов в находящуюся вокруг среду. Помимо механической и биологической очистки стоков есть еще и другие варианты:

Химический способ очистки представляет собой реагент, который растворяется в воде. В результате появляются хлопья, которые залегают на дне в варианте взвешенных элементов.

1. Физико-химический способ представляет собою окисление, фильтрование и отведение реагентов. Таким образом, все вещества, в том числе фосфор, азот. А также органические включения удаляются.
2. Дезинфекция. Влияние ультрафиолета относится к лучшим вариантам дезинфекции.

Биологические фильтры для очистных сооружений

Биофильтр — система, которая включает специальный материал. Через данный материал проходит процесс фильтрации. При этом на поверхности формируется оболочка.

Ключевая часть фильтра — материал, который вы выберете для очищения сточных вод. По виду материала биофильтры разделяют на 2 категории: с объемной загрузкой (щебень, галька, керамзит) и с плоскостной (пластик устойчив к температурному режиму в пределах от шести до тридцати градусов).

Особенности ливневой и дренажной систем канализации

Ключевая цель ливневой системы: скапливать с помощью объединенных желобов и труб, с кровли дождевую либо талую воду. Такая конструкция включает две составляющие: наружная (желоба под кровлей) и подземная (трубы).

Дренажная система важна для сбора избыточного количества жидкости из земли. Главная цель дренажа — не позволить увеличение УГВ, избежать затопления участка.

Автономные очистные сооружения

АОС нужны, когда на участке невозможно подключиться к централизованной системе канализации. Главной задачей таких конструкций считается очищение канализационных вод до уровня, что допустим для сброса в природную среду.

Правила проектирования и главные регламентирующие документы

В ходе проектирования производится определение технического задания, прилагается требуемая проектная документация, собираются разнообразные сведения о текущем состоянии объекта. После выполняется заключение договора на проектирование.

Когда вся информация будет собрана, документы подписаны можно приступать к началу проектирования. На участок приезжает бригада работников и приступает к проектированию очистных построек.

В проект входят чертежи и схемы, а также расчеты, рисунки без которых невозможно будет установить и построить очистную конструкцию При формировании проекта следует обратиться к нормам ГОСТ Р 21.1101, СП 132.13330, СП 18.13330.

Рассмотрим руководство этапов проектирования:

Монтаж канализации может быть сделан качественно исключительно тогда, когда эксперты смогли грамотно сформировать план предстоящей конструкции. Поэтому подготовка важна и выглядит таким образом:

• выезд на объект для извлечения топографических данных, выполнения пробного очищения;
• планирование технологии очистки и подбор оснащения;
• клиент и специалисты уточняют все важные моменты, включая смету на очистные постройки;
• проект составляется на базе приобретенной информации;
• окончательное согласование проекта с заказчиком.

Технологические схемы очистных сооружений

Изначально необходимо разобраться в вопросе подбора схемы. При выборе схемы принимать во внимание следующее:

• возможность сокращения размеров загрязненных сточных вод, возникающих в технологических процессах за счет внедрения безотходных и безводных производств;
• последовательное применение воды в разных технологиях;
• условия выпуска производственных сточных вод;
• удаления и применения осадков и отходов.

Особенности выбора очистных сооружений для частного и общего использования

Установка канализации в загородном доме требует кропотливой подготовки. Проанализируем обстоятельства, которые влияют на выбор очистной конструкции:

1. Число особ проживающих в доме постоянно. От числа проживающих особ в доме зависит частота применения конструкции.
2. Залповый сброс (временное поступление в канализацию сточных вод).
3. Производительность системы очищения. Она высчитывается в м3 либо в л за день. 4. Углубленность залегания трубы.
4. Из какого материала будет сделана конструкция.
5. Будет ли зависеть система от электропитания.
6. Характеристика рельефа (уклоны).
7. Вид почвы, состав.
8. Стоит учитывать УГВ, глубину.
9. Масштабы участка.

Правила обслуживания и реконструкции очистных сооружений: периодичность, основные аспекты

Необходимость обслуживания очистных построек заключается в способности обеспечения исправного функционирования и прочности общего локального комплекса очистных построек. Помимо этого нужно своевременно заметить образовавшиеся недостатки в работе службы эксплуатации.

Очищающие постройки могут дать сбой, причем, даже если вы знаете как ею пользоваться. Бывают ситуации, от которых вы не зависите. К примеру, в результате аварии может поломаться также очистное сооружение. В данном случае лучше обратиться к специалистам.

Кроме того со временем оборудование устаревает. В этом случае понадобится выполнить реконструкцию оборудования. Когда появляются условия, по которым следует осуществить ремонт либо реконструкцию очистных построек компания берет на себя надлежащее решение, разрабатывается особый комплекс выполнения подобных трудов.

Для извлечения комплексного решения необходимы сведения о появлении трудностей, степени засорения, размере стоков. Также новая постройка по очистке может дать сбой.

В данном случае лучше обратиться в компанию, у которой вы покупали конструкцию и докупить добавочное оборудование. К эконом варианту относится применение бактерий.

Большинство владельцев частных домов интересуются как часто можно проводить очистку самого резервуара и когда звонить в сервис. Все зависит от модели очистного оборудования.

Когда вы ощутите противный запах, доносящийся из конструкции, стоит сразу же позвонить в сервис. На примере разных конструкций можно охарактеризовать сколько раз в год проводить переработку сточных вод.

Так, энергонезависимый септик нетребователен и потребует слива воды и остатков раз в год. Твердые остатки залегают на дно емкости.

С подобным очистным оснащением нужна не лишь откачка осадка, однако, и верная переработка. Невзирая на то, что энергонезависимый септик имеет простую структуру все же при любых сбоях в работе лучше позвонить специалистам.

При круглогодичном применении, аэробный септик необходимо осматривать до двух раз на протяжении целого года. Однако смены компонентов оснащения не потребуется. К тому же важно проверять хотя бы раз в месяц уровень очистки стоков. Следите за тем, чтобы оттуда не доносились неприятные запахи, а также не было разных включений.

Так, самое лучшее решение от избавления сточных вод — покупка специальной очистной конструкции. С таким оборудованием в частном доме вы будете жить комфортно. Если есть какие-то вопросы о процессе установки очистных сооружений, то всегда можно обратиться за помощью к специалистам.