СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Очистки сточных вод

В настоящее время уровень загрязненности окру жающей среды продуктами жизнедеятельности человека в густонаселенных местах достигает критической отметки. Это приводит к отравлению водных го ризонтов и к другим негативным последствиям, кото рые связаны с нарушением экологической обстанов ки. Менее остро такая проблема встает в поселках с централизованной канализацией. Но не все насе ленные пункты имеют возможность для подключения к существующей централизованной канализацион ной сети или для строительства новых очистных со оружений. В местах, где отсутствуют централизован ные сети канализации, проблема очистки сточных

Централизованная канализация, как известно, то же не вполне экологически безопасная система - ведь вместе с ней в дом приходит не только цивили зация. Через канализационные сети в дом проникаю! болезнетворные бактерии, которые активно размно жаются в коллекторах. К недостаткам централизо ванной канализации необходимо отнести и тот фам, что часть сточных вод по мере транспортировки им коллекторов проникает в грунт, загрязняя его. А им канализационных колодцев распространяется но приятный запах. Вывод напрашивается один: очи щать сточные воды необходимо в местах их проио хождения, но, к сожалению, не все знают, как эю

ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ОЧИСТНЫХ УСТАНОВОК

Применяемая ранее выгребная яма уходит в прошлое. И не только потому, что она не соответствует « оиременному уровню культуры. Немного экономя на разнице в стоимости выгребной ямы и современной

•  иг. темы очистки (септик), недальновидные люди помучают рассадник болезнетворных бактерий, который становятся источником инфекционных заболевший. Если бы можно было увидеть вредоносные заполнения стоков, все эти миллиарды болезнетворных микробов и паразитов, перед нашим взором вокруг выгребной ямы расплылось бы темное пятно ipvi3H, выходящее из грунта на поверхность и разно-

•  шцееся по участку. Постоянные визиты ассенизационной машины дополнительно заражают территорию и I цюцессе откачки стоков, к тому же эти визиты и недешевы.

Локальное очистное сооружение (ЛОС ) пытались « делать многие. Но в подавляющем большинстве

< ложный процесс очистки лишь упрощался, а иногда и новее игнорировался. В результате получались вариации на тему бетонного колодца с открытым дном, мнорые очень любят сооружать гастарбайтеры. Тате сооружения стоят немалых денег, а плачевный результат, как правило, проявляется не сразу, а лишь мида горе-строителей уже и след простыл. Под эту

> инструкцию даже подведёна теория, которая ут-перждает, что грязная вода фильтруется через грун-«1.1, а "твердый” осадок остается на дне колодцев. Дли сведения владельцев таких сооружений нужно

•  и метить, что очищающая способность грунта проявляется только в летние время в верхнем слое плодородной почвы, где находятся колонии бактерий. Зимой верхние слои почвы замерзают, а при понижении тмпературы ниже +4°С бактерии засыпают. Кроме мн о, ни один грунт не в состоянии отфильтровать растворенные загрязнения, и неочищенные сточные поды проникают в подземные водные горизонты под участком. Вода в них становится загрязненной и химически активной.

Далее хуже, в химически активной воде начинаю! растворяться различные химические элементы из состава грунтов, в больших количествах появляться соли тяжелых металлов. Если же в один прекрасный момент владелец участка или его соседи решаю! пробурить скважину и качать из нее воду, то, к вели кому сожалению, эта вода и по цвету и по запаху от личается от питьевой. И тогда после проведения до рогостоящего анализа владелец участка покупавi систему очистки воды стоимостью в несколько тысяч евро. Такая установка в дополнение к сточным водам требует слива сотен литров регенерационной соле ной воды. В результате, с каждым годом процесс за грязнения грунтовых вод усугубляется. К тому же, особенно в жаркие дни, прибавляется дурной запах, от которого не укроешься нигде. А ведь все это, кро ме дискомфорта, постепенно отнимает здоровье Вывод напрашивается один: "Нужно просто начал, с решения главной задачи — не пропитывать землю сточными водами".

Многие понимают важность решения проблемы очистки сточных вод, но их благие намерения часто наталкиваются на авантюристов, которые вполне ле гально устанавливают несведущим в этой области покупателям модернизированные выгребные ямы с рассасыванием в грунты сточных вод. Для несведущих заказчиков такие фирмы запасаются "липовым" гигиеническим сертификатом, а на случай исковых претензий — высокооплачиваемым юристом. К со жалению, обычно только профессионалы могут отли чить хорошую очистную установку от явной плохой подделки. Для того чтобы читатель мог ориентироваться в данном вопросе, постараемся дать основные критерии по выбору локального очистного со оружения.

Мировая практика коттеджного строительства на копила большой опыт в сооружении объектов биоло гической очистки сточных вод. На Западе малыми си схемами очистки сточных вод занимаются уже давно. Ранее уровень развития техники не давал возможности создавать недорогие, но эффективные малые очистные сооружения. К тому же европейские малые очистные системы практически не экспортируются п страны СНГ, так как они не обеспечивают требуемые высокие показатели очистки. Требования к очистке сточных вод в странах бывшего Советского Сою-ia остались высокими, независимо от количества очищаемых сточных вод.' Научные и проектные институты работали в основном над большими очист-иыми сооружениями, малые же очистные сооружения совсем не воспринимались ими всерьёз.

В результате вышеуказанных причин возник определённый вакуум в области малых очистных сооружений, он и послужил толчком к созданию новых технологий очистки сточных вод. Как правило, это сис-Iомы биологической очистки, позволяющие доводить концентрацию вредных веществ до показате-пей, предусмотренных российскими нормативами. Чем же отличается очистка малых объёмов сточных иод на малых очистных сооружениях от очистки больших объёмов сточных вод на городских очистных сооружениях?

К классу малых (индивидуальных или локальных) очистных сооружений относят установки, пропускная способность которых не превышает 20 м3/сутки. Ип малые очистные сооружения поступает свежий юнцентрированный сток, в котором количество азо-ia и фосфора в несколько раз превышает известное, оптимальное для биологического процесса, соотношение — 100 : 5 : 1 (органика : азот : фосфор).

Бытовые сточные воды отличаются большой неравномерностью. И это понятно: люди едят не постоянно, моются тоже не круглосуточно. Поэтому для оптимальной работы очистной установки необходимо, чтобы стоки сначала собирались в каком-то объеме (емкости), а затем равномерно подавались на очистку. Это особенно важно, когда мы принимаем панну или душ. Равномерность подачи стоков на очистку есть непременное условие эффективной работы установки. В противном случае часть биомассы и:» установки будет выноситься вместе с очищенной во дой, что недопустимо. Залповый приток сточных вод или отсутствие его может привести к нарушению процесса биологической очистки. Малые очистные сооружения должны обеспечивать эффективную очи стку сточных вод даже в таких экстремальных уело виях. Для этого установка должна переходить, при изменении количества поступающих сточных вод, в форсированный или экономный режимы рабо ты, изменяя количество подаваемого кислорода в реакторы, увеличивая или уменьшая степень ре циркуляции возвратного активного ила.

Серьёзной проблемой для малых очистных соору жений является содержание в сточных водах, посту пающих на установку, большого количества токсич ных для микроорганизмов активного ила жиром и других загрязнителей. Для этого установка должна иметь не менее трёх последовательно соединенных реакторов.

Одним из современных методов биологическои очистки хозяйственно-бытовых сточных, а также близких к ним по составу промышленных сточных вод, является метод с применением реакторов перс) менного действия (SBR). Сооружения, построенные по этому принципу, отличаются от традиционных со оружений проточного действия только тем, что про цесс биологической очистки происходит последова тельно в одной единственной ёмкости. SBR-системы представляют собой аэробные технологии и на сего дняшний день являются наиболее эффективным ме тодом очистки стоков. Лучшие представители этих систем способны работать даже в оборотном водо снабжении. Не все SBR-системы одинаково хороши, хотя любая из них, даже самая простая, всегда явля ется шагом вперед от традиционных аэрационных технологий.  '

Мировой опыт эксплуатации SBR показал, что дан ная технология обеспечивает очистку любых объёмов сточных вод. Такие реакторы эффективно рабо-тют в небольших поселках, крупных городах и на промышленных предприятиях.

Эта технология позволяет достичь показателей « пива, отвечающих нормам на сброс в водоёмы рыбохозяйственного водопользования, при относи-юльно малых затратах и небольшой занимаемой площади, поскольку доочистка минимальна. Полночью автоматизированная система управления поз-иоляет изменять любые параметры и таким образом регулировать качество сливаемой воды.

Данная технология оптимально подходит как для проительства новых очистных сооружений, так и для реконструкции существующих, при этом улучшается качество очистки и значительно увеличивается производительность.

На входе в очистное сооружение обычно использу-кмся ступенчатые решетки со щелевым промежутком иг 1 до 3 мм. Отложения, улавливаемые на наклонных чупенях решётки, действуют как дополнительный Фильтр, улучшающий результат работы. Удаление шлама осуществляется тогда, когда из-за растущего Iидравлического давления увеличивается уровень поды в лотке перед решеткой. Далее вода поступает на тангенциальные песколовки, обеспечивающие задержание частиц более 0,2 мм на 98%. На небольших сооружениях песколовки могут устанавливаться п помещениях, что облегчает их эксплуатацию. Песколовки имеют постоянную двухуровневую, грубопу-(ырчатую аэрацию для предотвращения отложения пзвешенных веществ вместе с песком. Вынос песка происходит по временной программе с помощью специального насоса.

Растущие требования по зольности песка и запрет на депонирование неочищенного песка делает необходимым использование гидроциклона, в котором отделяется биологический налет от минеральных частиц. Современные же требования по складированию отбросов требуют применения промывочных ус-фойств. Хорошо зарекомендовали себя шнековые промывочные прессы, у которых после промывки происходит отжим. Такой шнек непосредственно ус-танаваливается в зоне выгрузки решетки и в свою очередь выносит отбросы в контейнер. Поступающие сточные воды со стадии механической очистки для соблюдения переменного режима работы биореак тора временно задерживаются в накопителе, осна щенном плавающей мешалкой и насосом подачи в биореактор.

Биореактор представляет собой резервуар (аэро тенк) с системой аэрации, мешалкой, насосом откач ки избыточного ила, сливным устройством (деканте ром) и рядом измерительных приборов. Работа био реактора состоит из 3 циклов: перемешивание в ана эробных условиях, аэробная очистка и разделение ила и воды. В биореакторе находится постоянное ко личество активного ила (примерно 2/3 объёма). Про должительность циклов можно варьировать с помо щью системы автоматики, но удобной является про должительность каждого цикла 8 часов.

В начале первого цикла к активному илу за Kopoi кое время добавляют исходные сточные воды. В этом фазе без аэрации и перемешивания происходит до нитрификация.

Во время аэрации происходит удаление углерода активность бактерий достигает максимума. Контроль и управление технологическим процессом осущести ляется через автоматизированную систему управлг ния. Затем следует фаза разделения, в которой oi ключены все механизмы. Происходит разделение чи стой воды от активного ила. С помощью сливного у< тройства очищенную воду снимают в накопите;н. а образовавшийся избыточный ил направляют в на копитель осадка.

Данная технология позволяет значительно упро< тить стадию доочистки сточных вод до норм сброса в рыбохозяйственные водоёмы. Достаточно приме нить фильтры с плавающей загрузкой или фильтры загруженные песком (цеолитом).

Избыточный ил обезвоживается в автоматическом цехе, где в состав сооружений могут входить сгусти-1ель, узел приготовления и дозирования флокулянта, ленточный фильтр-пресс, компрессор, насосы промывки лент фильтра, подачи осадка. Управление технологическим процессом осуществляется с помощью специального контроллера.

На малых очистных сооружениях должна автома-жчески поддерживаться требуемая концентрация активного ила, который нарастает в системе в процессе очистки. Утверждение некоторых "специалис-юв", что при очистке сточных вод на установках практически не образуется избыточный активный ил, иызывает у сведущих людей только скептическую усмешку. Для того чтобы количество избыточного ак-Iивного ила было минимальным (до 25%), система должна быть, как минимум, трёхступенчатой. При-юм, каждая ступень должна работать по принципу

¦ тротенков продлённой аэрации в прерывистом режиме — "нитрификация-денитрификация". Во мно-I их аэробных ЛОС в качестве элемента аэрации применяется перфорированная трубка. Эффективность п долговечность такой конструкции довольно низкая,

I. iK как после снятия давления воздуха (технологиче-

• кая пауза) в перфорированную трубку через отвер-1.1 ия проникает сточная жидкость с еще не разложившейся органикой. При очередном включении компрессора жидкость может полностью или частично мкупорить изнутри некоторые из отверстий. Со временем количество отверстий аэратора резко сокращается, а поэтому снижается и аэрация. В России долгое время развитие SBR-систем сдерживало от' утствие аэрационных элементов, способных без

< нижения эффективности работать с технологическими паузами. И наконец, ситуация таки изменилась. I i. i отечественном рынке появились пленочные мембранные аэраторы, в частности АТЕ — 65, способные полее 10-ти лет работать в SBR-системах. После отключения компрессора все поры пленочного мембранного аэратора под действием давления воды закрываются, и пленка обволакивает остов элемента, не допуская проникновения жидкости внутрь уста новки. При подаче воздуха пленка раздувается, рас крывая поры. Происходит процесс постоянного са моочищения элемента аэрации, в том числе и oi внешних биообрастаний.

Как уже было сказано, самым оптимальным спосо

БОМ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВеННО-бЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД На

Сегодняшний день является биологическая очистка (рис. 61). С этим постулатом уже никто не спориi Биологическая очистка с применением эффективном технологии может решить практически все проблемы сточных вод. Общепризнано, что наиболее эффек тивной биологической технологией очистки является аэробная, т. е. с использованием бактерий, "дыша щих" кислородом воздуха, принудительно раство ренным в сточных водах. Количество колоний бакте рий, участвующих в этом процессе, в сотни раз бол1. ше, чем при анаэробных (без доступа кислорода ) технологиях. Существенным преимуществом аэро(> ных установок является и тот фактор, что в процессе очистки отсутствует дурной запах и не развиваются болезнетворные бактерии.

Анаэробные системы сегодня также имеют пранп на существование, но преодолеть российские нор мативы многим из них явно не под силу. Справедли вости ради следует отметить, что на этом принципе иногда изготавливают неплохие установки "эко ном — класса", с использованием эффективных би<> активаторов.

Это неполный перечень проблем малых очистим» сооружений. Большие очистные сооружения не име ют таких проблем, так как на них поступает более менее равномерный сток, уже до 20% очищенный в канализационных сетях, во время движения на очи стные сооружения. Кроме того, в централ изовант. и сетях бытовые стоки разбавляются практически чи< тыми балластными водами, смешиваются с прои i водственными сточными водами, которые имеют, кан правило, низкую, в отличие от бытовых стоков, коп центрацию азота и фосфора. В результате смешим

221

Ный бытовой и производственный сток, разбавлен ный балластными водами, поступает на большие очистные сооружения в виде идеального для бакте рий активного илового "коктейля".

Микроорганизмы активного ила малых очистных сооружений "работают" не в такой благоприятной среде. Специалисты в области очистки сточных вод знают, что малые очистные сооружения должны бьт. сконструированы на более высоком технологическом уровне по сравнению с большими. Это связано с тем, что малые ЛОС должны обеспечить требуемое качесi во очистки сточных вод в вышеприведенных экстре мальных условиях без постоянного обслуживающего персонала и с минимальными затратами на их эксплу атацию (электрической и тепловой энергии и т. п.). Лю бимая фраза некоторых конструкторов малых очис1 ных сооружений — "...при разработке технологии быи использован опыт работы больших очистных сооруже ний..." — является абсурдной, так как вышеприведен ные сложные условия очистки сточных вод на малых очистных сооружениях делают неприемлемым kohci руирование их по аналогии с большими, тем более, путём их геометрического уменьшения.

Различают, как известно, два способа обработки сточных вод — континуальный и дисконтинуальный При континуальном способе сточные воды обрабаты ваются, передвигаясь из одной зоны очистных со оружений в другую. Дисконтинуальная обработка предусматривает прохождение сточными водами всех циклов очистки в одном пространстве. При этом в одной емкости чередуются условия очистки: аэра ция, перемешивание, отстаивание, откачка очищен ных сточных вод и избыточного активного ила. Эти два способа имеют свои достоинства и недостатки.

Континуальный способ не обеспечивает норма тивного качества очищенных сточных вод небольших объемов. Этот способ требует строгого контроля над концентрацией активного ила, так как накопление; ила в системе приводит к его выносу из установки при залповом поступлении сточных вод. Одним Ил |пивных недостатков континуального способа явля-ик;я залегание и последующее загнивание активного ила во вторичных отстойниках. Отсутствует ритмичность чередования восстановительных и окислительных процессов. При континуальном способе в период минимальных и максимальных притоков нарушается расчетное время обработки сточных вод в зонах очи-i Iных сооружений. Серьезной проблемой этой сис-тмы является также необходимость удаления пла-иающих загрязнений с поверхности отстойников — жиров, частиц активного ила и т. п.

Дисконтинуальный способ лишен вышеуказанных проблем, но зато имеет свои недостатки. Активный ип в системе, адаптированный к сточным водам определенного состава, требует определенного времени на адаптацию для очистки следующей порции покупающих сточных вод. В течение этого периода процесс очистки сточных вод значительно ухудшается. Как только пройдет частичная адаптация ила, и очередном цикле поступают новые сточные воды и проблемы повторяются. В такой системе также не соблюдается один из основных законов инженерной химии — процесс должен продолжаться настолько долго, насколько это возможно. Поскольку реакторы SBR, на принципе которых базируется дисконтину-пльный способ, рассчитываются на 4-часовой цикл, и течение которого степень очистки сточных вод недостаточна, так как за этот период окисляются только легкоокисляемые органические загрязнения. К положительным качествам дисконтинуальной сис-тмы можно отнести возможность удерживать высокую концентрацию активного ила в системе без опасения его выноса из установки, так как отстаивание сIочных вод в таких системах происходит в состоянии покоя, без движения очищаемых сточных вод.

Одно из преимуществ дисконтинуальной системы

- не нужно удалять плавающие загрязнения с по-перхности отстойников, так как очищенные сточные йоды откачиваются из осветленного слоя воды в конце фазы ее отстаивания.  .

В настоящее время ассортимент локальных очистных установок, которые рынок предлагает потребителю, насчитывает более сорока различных видов. На современно рынке ЛОС различаются по цене, по габаритам, по степени очистки, по способу монтажа и по другим важным параметрам. Интересно, что по способу биологической очистки все эти ЛОС можно поделить на две группы: септики и установки глубокой биологической очистки. В септиках очистка стоков происходит с помощью анаэробных бактерий, которые размножаются без доступа атмосферного кислорода. Во всех септиках в обязательном порядке должен присутствовать биофильтр.

Биофильтр представляет собой неорганическую засыпку или съёмные лотки, на которых будет размножаться активная биомасса, состоящая из различных видов бактерий. Биофильтры могут быть различных конструкций и форм, но предназначены они только для одного — создать наиболее благоприятные условия для размножения бактерий. Как правило, засыпка меняется один раз в три года. Степень очистки в таких сооружениях не превышает 75%. Положительным фактором является малая стоимость септиков, хотя нужно учитывать стоимость монтажа и дренажа, что зачастую превышает стоимость самого септика. Не стоит забывать и о том, что ни один септик не монтируется при высоком уровне грунтовых вод.

В установках глубокой биологической очистки процессы окисления протекают при помощи бактерий, которые живут и размножаются в кислородной среде. Такие установки могут иметь смешанные виды очистки, т. е. чередование аэробных и анаэробных процессов.

Септики правильнее называть установкой первичной доочистки стоков, т. к. степень очистки стокоп в них очень низкая. Причиной этому служит сам ана эробный процесс. В природе существует мало видон анаэробных бактерий, способных окислять биологи ческие стоки. Единственным плюсом таких очистных

Установок является то, что они работают автономно и не нуждаются в электропитании. Долговечность септиков зависит от материала, из которого изготовлен корпус.  .

Достойной альтернативой анаэробному процессу служит аэробный. Во-первых, аэробных видов бактерий в природе намного больше, они содержатся и воздухе, питьевой воде, пище, в самом человеке и, как следствие, в стоках. Во — вторых, они не выделяют газы, вызывающие неприятные запахи.

Принцип работы установок, в которых процесс очистки происходит при помощи аэробных бактерий, достаточно прост. В основе лежит работа аэротен-ка — ёмкости со стоками, насыщаемые атмосферным воздухом (рис. 62). Аэробные бактерии, попадая в благоприятные для них условия, начинают интенсивно размножаться. Образуются большие колонии аэробов, питанием для которых обычно служат органические вещества и кислород. Основными продуктами жизнедеятельности аэробных бактерий являются азот, вода и стабилизированный активный ил.

Активный ил представляет собой колонии бактерий, способных окислять органические вещества. Он накапливается в специальных стабилизаторах, откуда спустя определённый период времени удаляется. Активный ил служит отличным удобрением для рас-штельности, но перед использованием он должен пройти процесс стабилизации, т. к. в его составе мо-I ут присутствовать вирусы.

В аэротенке активная аэрация разбивает крупные органические поступления, а далее в работу вступают бактерии. Самые крупные виды бактерий разлагают стоки на более мелкие составляющие, а затем бо-лое мелкие виды бактерий — ещё на более мелкие. Такая "эстафета” передаётся от одного вида бактерий к другому, вплоть до одноклеточных организмов. Результатом такой очистки чаще всего является визуально чистая вода, не имеющая никакого неприятного запаха. Степень очистки в некоторых установках с использованием аэротенка достигает 98

Руспые показатели не допускают выброс такой воды

• и поверхность грунта, поэтому она должна пройти (проз дополнительную очистку ультрафиолетом, уль-чм:шуком, гравийно-песчаным фильтром или ка-MiM - либо другим фильтром, понижающим вирусный показатель до соответствующих норм.

Положительными факторами установок, в основе мнорых лежит аэротенк, являются высокая степень «•чистки, компактность, отсутствие неприятных запа--ин, универсальность. В процессе работы таких ус-1.ШОВОК происходит выделение большого количества нчша, что не требует дополнительных затрат на утмление. Отрицательным моментом является то, и о П установку постоянно должно подаваться электричество. В отличие от септика отработанный активный ил удаляется чаще, но этот процесс, как правимо, происходит без ассенизационной машины и в ко-ро! кие сроки. Контроль работоспособности обору-г цокания осуществляется визуально. Цена таких уста-ноиок на порядок выше, чем септиков, но затраты на монтаж установок некоторых марок ниже, чем стоимость монтажа септиков .

Видео строительство дома из бруса