В середине XIX в. прославленный британский ученый Майкл Фарадей решил проплыть по Темзе на прогулочном пароходе. Его поразила сильнейшая загрязненность воды.
Из практического опыта многих владельцев загородных домов и коттеджей можно сделать следующий вывод: самое целесообразное – это подключение к уже существующей сети канализации. Если такая возможность отсутствует, то имеет смысл организовать вместе с соседями местную локальную систему очистки. Сооружение индивидуальной очистной системы следует считать вынужденной мерой.
На специализированном рынке можно встретить множество предложений по готовым очистительным системам, которые способны справиться и с «черными», и с «серыми» сточными водами. Однако индивидуальное или локальное очистное сооружение заводской сборки стоит довольно дорого. Высокая стоимость установок – это убедительный аргумент в пользу кооперации в таком непростом деле.
Со времен изобретения водопровода технология очистки стоков в местных системах почти не изменилась. Это осуществление механической фильтрации стоков от взвешенных загрязнений на начальном этапе с использованием решеток, сита, жироловок и септиков-отстойников.
Затем уже частично очищенные от взвесей и несколько осветленные воды подвергают биологической очистке от органических загрязнений. Эту работу выполняют природные микроорганизмы, для которых сточные воды – самая благоприятная среда обитания. На их долю приходится около 25 % всех уничтоженных органических загрязнений. При этом они увеличивают свою биомассу и разлагают почти всю остальную часть органики, оставляя после себя твердый осадок, воду и газы. Биологическая очистка сточных вод снимает практически все проблемы, которые не в состоянии решить другие способы очистки. Первая и вторая стадии обработки сточных вод являются основой любого технологического процесса очистки. Первая стадия – это предварительная обработка, а вторая – глубокая очистка сточных вод.
Выделяемые при разложении органики газы: азот, аммиак, углекислый газ, сероводород, водород и метан – являются не только источниками неприятных запахов, они взрывоопасны. Поэтому любые очистные сооружения в обязательном порядке требуется снабжать надежной вентиляцией, а также сооружать их как можно дальше от жилых домов.
Некоторое время стоки отстаиваются, в данный период они частично сбраживаются – это и есть первая ступень очистки, когда образуется активный ил. Активный ил – это осадок, который формируется при биологической очистке сточных вод. Он аккумулирует в себе большое количество микроорганизмов и интенсивно окисляет органические вещества. О необходимости периодического удаления ила уже говорилось ранее; если не удалять его, то донные отложения займут столько места, что система просто не справится с разложением отходов. Тогда произойдет закупорка трубопроводов септика и стоки потекут в жилище.
Относительно осветленные воды из септика направляются на биологическую очистку, которая осуществляется или в сооружениях биологической очистки в природных условиях, или в специальных установках в искусственных условиях.
К сооружениям биологической очистки в природных условиях относятся фильтрующие колодцы и траншеи, подземные поля фильтрации, песчано-гравийные фильтры, или поля орошения. Принцип их работы основан на использовании процессов разложения органики, происходящих в почвенном слое естественной среды. В этом случае сточные воды пропускают через специально подготовленную для этой цели почву на вышеуказанных сооружениях. После биологической очистки в природных водоемах нужно провести еще доочистку стоков и их обеззараживание. В этом процессе применяют биофильтры с гранулированным наполнителем в виде гравия или керамзита. Обеззараживание воды обычно производят с помощью хлорирования. На глинистых и суглинистых грунтах биологическую очистку осуществляют при помощи песчано-гравийных фильтров или фильтрующих траншей, располагая их на 1 м выше уровня грунтовых вод. Для сохранения их работоспособности очистные сооружения и трубы, подводящие к ним, надо утеплять на зимний период. Для естественного способа биологической очистки требуется достаточно большое пространство. У большинства же владельцев дачных и загородных участков земельная площадь ограничена. В условиях вынужденной экономии на площади, занятой под фильтрующие сооружения, и необходимости снижения затрат на земляные работы для лучшей доочистки сточных вод имеет смысл установить биофильтр с искусственной загрузкой.
...
Майкл Фарадей писал в лондонской газете «Таймс» 7 июля 1855 г., что вода в Темзе настолько мутна, что опущенные в нее кусочки белой бумаги не видны при погружении их на толщину пальца при ярком солнечном свете.
В искусственных условиях установки биологической очистки являются системами, в которых человеком специально создана благоприятная среда для развития гнилостных микроорганизмов. Искусственный вид биологической очистки происходит в аэротенках – резервуарах, в которых сточные воды вместе с присоединенным к ним активным илом продувают воздухом, поступающим от компрессоров (аэрационной станции). На следующем этапе искусственной очистки в дело вступают вторичные отстойники, в них выделяется тот активный ил, который затем направляется в аэротенки. Аэротенк представляет собой камеру, в которой совершается бесповоротное разрушение стоков с помощью мелкопузырчатой аэрации. Пузырьки воздуха поддерживают жизнь аэробных бактерий, которые разлагают органику.
После очищения во вторичных отстойниках сточные воды дезинфицируют электролизом или в контактных резервуарах с помощью жидкого (газообразного) хлора. Эти воды уже можно направлять в открытые водоемы (рис. 25).
Рисунок 25. Аэрационная станция, размещение оборудования под землей
В теории, для очищения бытовых стоков при отсутствии централизованной системы канализации лучше подходят локальные очистные сооружения – это самый современный и экологически оправданный способ очистки.
Канализация для дачи подразумевает под собой трубопровод, который пересекает границу строения, после чего попадает в наружную сеть канализации. Конструкция собственной автономной или локальной канализации во многом сходна с ее городской системой. По пути к месту окончательного сброса располагают очистные сооружения (самодельные или заводской сборки), предназначенные для фильтрации и отстаивания воды. Они осуществляют механическую и биологическую очистку сточных вод. Проходя через камеры очистной системы, вода освобождается от коллоидных взвесей и частиц.
Очищенная и осветленная вода отводится в дренажную систему, а затем в почву или естественный водоем. Устройство системы глубокой биологической очистки сточных вод в частном доме позволяет сделать наружную канализацию максимально эффективной с точки зрения экологии. Это оборудование при установке биофильтра обеспечивает почти полную очистку стоков (до 99 %). После пропуска сточных вод через такую систему не требуется их дополнительной фильтрации с помощью песка и щебня перед впитыванием в землю. Появляется возможность сброса очищенных вод в водоотводную канаву, на местность, а также в водозаборные водоемы.
Тип канализации может зависеть от того, какие сточные воды поступают в ее сеть. Поэтому в зависимости от характера стоков канализация бывает общесплавной и раздельной.
В случае устройства общесплавной канализации в ее сеть вместе с бытовыми стоками поступают также атмосферные стоки, которые появились в результате выпадения осадков, т. е. дождевые и талые воды.
В случае сооружения раздельной канализации дождевые и талые воды поступают в отдельно прокладываемые водостоки (ливневую канализацию). Далее по этим водостокам сточные воды природного характера без очистки направляются в открытые естественные водоемы. Бытовые хозяйственные стоки по отдельным трубопроводам поступают в очистное сооружение. Раздельная канализация на даче является самым распространенным методом канализации и очистки сточных вод. К тому же она обеспечивает наименьшие материальные затраты и трудоемкость, так как бытовые стоки, разбавленные дождевыми и талыми водами, перерабатываются намного медленнее.
Способы очистки сточных вод зависят от состава их загрязнений и поэтому весьма разнообразны. По видам и составу все загрязнения сточных вод можно разделить на 3 группы: минеральные, органические и биологические.
В группу минеральных загрязнений входят песок, частицы глины, руды, растворимые неорганические соли, щелочи, кислоты и другие подобные вещества.
Все органические загрязнения можно, в свою очередь, разделить на растительные (крахмал, патока, растительные масла и сахара) и животные (продукты жизнедеятельности или части живых организмов, белки животного происхождения – жир, кровь, молоко, сыворотка и пр.). Эти виды загрязнений представляют особую опасность, потому что их практически невозможно удалить из раствора физическими методами. Примерно в течение 2–3 ч они начинают загнивать.
