Очистка сточных вод малых населенных пунктов

Очистка сточных вод малых населенных пунктов-поселков, отдельно стоящих коттеджей, оздоровительных комплексов, санаториев - имеет определенную специфику. Она определяется режимом поступления сточных вод, неоднородностью их состава и качеством обслуживания малой канализации.

Крайне неравномерный режим поступления сточных вод на очистные сооружения и неоднородность их состава вызывает необходимость либо рассчитывать очистные сооружения на кратковременное повышение расхода с коэффициентом неравномерности, достигающим 3, либо вводить усреднители, что не характерно для обычных городских очистных сооружений.

Надежность работы малых очистных сооружений может быть обеспечена простотой устройства и эксплуатации, поскольку их обслуживание, как правило, осуществляется недостаточно квалифицированным персоналом, нередко самими владельцами коттеджей. Целесообразно повысить надежность работы очистных сооружений за счет увеличения капитальных затрат при снижении эксплуатационных.

Наиболее простыми и надежными являются очистные сооружения, основанные на естественных методах очистки. К ним относятся сооружения с подземной фильтрацией - фильтрующие колодцы, фильтрующие траншеи, поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры. Эти сооружения просты в эксплуатации, не требуют большого внимания (лишь своевременно - 1 раз в год-полтора - вывезти осадок из септика), но при этом обеспечивают качественную очистку и обеззараживание сточных вод.

Однако, во многих районах нашей страны высокое стояние грунтовых вод и неблагоприятные для фильтрации грунты ограничивают возможность применения этих сооружений. Тем не менее, на наш взгляд, для отдельно стоящих коттеджей или небольшой группы домов целесообразнее устроить фильтрующие грунты и поднять сооружения над поверхностью, чем применять сооружения, основанные на искусственных методах, требующих постоянного наблюдения за их работой и незамедлительного ремонта в случае выхода из строя какого-либо оборудования.

Для очистки сточных вод населенных пунктов с большим количеством строений становится невыгодным применение сооружений подземной фильтрации, так как резко увеличивается протяженность дренажных труб, а производительность сооружений ограничена 12-15 м3/сут.

Очистные сооружения, основанные на искусственных методах очистки, имеют более высокую производительность.

В подобных сооружениях наиболее широко применяется биологический метод очистки сточных вод.

Биологический метод отличается универсальностью, так как различает почти все виды органических загрязнений, экологически чист и широко известен специалистам.

Требования к качеству очистки сточных вод для малых очистных сооружений не отличаются от крупных сооружений и также достаточно высоки. Следует учитывать, что большинство водоемов в нашей стране отнесены к рыбохозяйственным. Поэтому необходима такая технология очистки, которая обеспечивала бы требования водоемов рыбохозяйственного значения, то есть осуществляла глубокую очистку сточных вод, приближающуюся по качеству к чистой речной воде.

Такая глубокая очистка может быть достигнута за счет применения ступенчатой очистки в аэрационных сооружениях с использованием как взвешенных (активный ил), так и прикрепленных (биопленка) культур микроорганизмов.

На первой ступени целесообразно применить оба типа микроорганизмов, то есть иметь аэротенки с загрузкой для прикрепленных микроорганизмов. Это позволит интенсифицировать процесс окисления органических загрязнений и повысить степень изъятия биогенных элементов. В этом случае содержание аммонийного азота снижается до следовых количеств, а фосфатов до 0,5-1 мг/л, что может быть иногда недостаточным. Тогда в аэротенки вводится реагент (железный купорос, сернокислый алюминий и т.д.). Этот биолого-химический метод принято называть симультанным окислением.

Первая ступень может быть запроектирована как установка на полное окисление или как традиционные аэротенки. В этом случае достигается простота устройства и обслуживания: за счет увеличения объемов в одном сооружении идет снижение загрязнений и стабилизация избыточного активного ила. Такой ил не загнивает, хорошо отдает воду и не пахнет.

При применении аэротенок с обычными нагрузками на меньшие объемы необходима стабилизация активного ила перед подсушкой, которая осуществляется в аэробных стабилизаторах. Обслуживать приходится два типа сооружений, зато возможно регулировать отдельно оба процесса: окисление загрязнений и стабилизацию ила. На практике получили распространение оба метода.

Задача второй ступени — снять остаточную органику, находящуюся в основном в растворенном виде. Поэтому на второй ступени при низкой концентрации указанных загрязнений развиваются лишь прикрепленные культуры.

В настоящее время общепризнанно, что сооружения малой производительности должны быть в заводском исполнении, что обеспечит высокое качество и короткие сроки возведения сооружения, а также снижение их стоимости.

Наилучшим решением является исполнение сооружений в виде блоков или блок-контейнеров, изготовленных на заводе с минимальным объемом монтажа. Наиболее подходящим конструктивным решением являются аэротенки-отстойники с тонкослойными элементами в отстойной зоне, что позволяет производить компактные установки наименьшего объема с эффективными способами очистки.

Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды (НИИ КВОВ) является пионером в создании установок заводского изготовления в нашей стране. Эти установки - станции типа «Ручей». Они имеют производительность от 6 до 1500 м3/сут. и используются для очистки сточных вод малых населенных пунктов. Они могут быть использованы также после дополнения их узлами предочистки на предприятиях пищевой промышленности.

Все оборудование и элементы станции поставляются в виде блок-контейнеров, размеры которых позволяют перевозить их любым видом транспорта и обеспечивают их легкий монтаж.

В состав станции входят:
- насосная станция с погружными насосами. Корпус ее собирается из железобетонных колец диаметром 2 м. Для задержания отбросов в резервуаре насосной станции установлена решетчатая корзина. Для извлечения корзины или насосов для ремонта установлены:
кран-балка;
- песколовки с вращательным движением сточных вод;
- блоки биологической очистки, состоящие из анаэробной зонты с насадкой, двухаэротенков-отстойников с насадкой.

Отстойная зона оборудована тонкослойными модулями;
- блоки доочистки, представляющие собой биореакторы, конструктивно выполненные как аэротенки-отстойники с загрузкой;
- производственно-вспомогательное здание, в котором размещены воздуходувки, узел приготовления реагентов и дезинфектанта, пульт управления и вспомогательные помещения.

Для подсушки осадка могут использоваться как иловые площадки, так и установки с фильтрационными мешками.

В таблице приведены данные работы очистных станций типа «Ручей» производительностью 100м3/сут.

 

Вид воды

 

Показатели

Поступающие

После блока очистки

После блока доочистки

БПК

104 -150

5-10

1,6-2

ХПК

243 - 260

40-51

19-22

Взвешенные вещества

90-93

16-20

6,5-7

Аммонийный азот

13,5-17

3,8-4

0

Нитриты

0

0,6-0,7

0,3 - 0,32

Нитраты

0

2-2,6

3-3,1

Доза ила, %

г/л

10,8 - 11,6

2,46 - 3,08

Иловой индекс

37,66 - 43,90

Приведенные данные свидетельствуют, что на станциях типа «Ручей» достигаются запроектированные показатели качества очищенных сточных вод: БПК < 3 мг/л, аммонийный азот < 0,5 мг/л, нитраты < 9,1 мг/л.

Станции «Ручей» смонтированы и успешно эксплуатируются в Карелии, Самарской области, в Саратове, Санкт-Петербурге и Казахстане.

В ряде мест, например, в бассейне озера Байкал, требуются более строгие показатели очистки сточных вод.

В этом случае станция «Ручей» комплектуется оборудованием для проведения денитрификации, доочистки от взвешенных и растворенных органических загрязнений, от фосфатов - фильтрами-биореакторами. Происходит глубокая доочистка стоков окислительно-сорбционным способом с использованием активного угля и озона, обеззараживание воды озоном. В результате очистка сточных вод достигает следующих показателей: взвешенные вещества-0,5; БПК5-0,8; ХПК-19; Нитриты-0,01; Нитраты-5,3; Фосфаты-0,04; СПАВ-0,01; Нефтепродукты - О; Фенолы-0; Хром-0,002; Медь-0,008; Цинк-0,001 мг/л.

Подобная станция построена и успешно эксплуатируется в Иркутской области для очистки сточных вод санатория - профилактория «Электра».

Таким образом, изменяя сочетания применяемых процессов, можно достичь любого необходимого эффекта очистки.

Э. Разумовский, д. т. н.,
проф., засл. работник ЖКХ России,

Р. Непаридзе,
действ., член Академии ЖКХ,
к. т. н.,
НИИ КВОВ