Сооружения для биологической очистки сточных вод

Вода, прошедшая очистку в таких сооружениях очистки биологическим способом, как аэротенки и биофильтры, уносит с собой активный ил и отслоившуюся с основы биоплёнку. Они являются ценным продуктом, поэтому их нужно уловить, т. е. следует осветлять воду дальше. Этот процесс осуществляется во вторичных отстойниках. Аналогично первичным, их конструкции бывают вертикальными, горизонтальными, и радиальными. Первые обычно используются на биологических станциях небольшой мощности, две другие – на средних и больших.

Отличие вертикальных вторичных по конструкции от первичных состоит только в меньшей высоте. Расчёт проводится по тому же алгоритму, за исключением того, что на величины продолжительности отстаивания и расчетной скорости течения сточных вод оказывает влияние конкретное назначение сооружения.

Если станция базируется на капельных биофильтрах, то зачастую во вторичном отстойнике производится заодно и дезинфекция очищенных стоков. Он может выполнять в это же время и роль контактного резервуара.

Осевший после аэротенков во вторичных отстойниках активный ил снова возвращается в устройство биоочистки. Такой циркуляционный ил имеет довольно значительный объём (от 30 до 70% среднего объёма поступающих на очистку стоков). Та часть, которая является избыточной, перекачивается напрямую при влажности 99-99,2% на участки дальнейшей обработки – в метантенк, на установку обезвоживания. При необходимости ил может быть использован и в сельском хозяйстве.

Так как высокая влажность материала снижает КПД метантенка, ил предварительно должен быть уплотнён. Для этой операции станции придаются илоуплотнители. Они представляют собой отстойники вертикальные или радиальные. Уплотнение можно проводить и в отстойнике вторичном, уже существующем в проекте.

Опыт показал целесообразность использования вынесенного из сооружений биоочистки активных ила и плёнки с влажностью 96 % в первичных отстойниках. Они начинают стадию осветления сточных вод на ранней стадии, тем самым повышая общую эффективность очистки.

Из вторичного отстойника ил обычно удаляется по вертикальной трубе под действием гидростатического напора величиной 0,9-1‚2 м. При необходимости подачи на бо́льшую высоту используются возможности КНС, располагающей соответствующим оборудованием. За объём ила принимается весь объёму осадка. Осадок, попадающий в отстойник после биофильтра, не должен в нём находиться более 2 суток, а после аэротенка - 4 часов.

Малая канализация

Так называется система канализации расположенных отдельно объектов. Её выбирают при технической и экономической нецелесообразности подсоединения зданий или их группы к крупной канализационной сети. Это чаще может быть вызвано отдалённостью.

Обычно максимальным пределом для малой канализации является объём стоков 700 м³/сутки. Но уже для расходов более 25 м³/сутки при проектировании канализационной системы с очисткой сточных вод руководствуются одними и теми же общими принципами. При малом среднем объёме стоков требуемого санитарного эффекта можно добиться при помощи наиболее простых систем, строительство и эксплуатация которых больших затрат не потребует.

С совсем малым количеством сточных вод (0,5-25 м³/сутки) вполне может справиться правильная система, состоящая из септика и полей подземной фильтрации. При отсутствии же необходимости в очистке биологической, септики могут использоваться в качестве очистных сооружений в самостоятельном порядке. Воды из такого септика обязательно должны дезинфицироваться.

Основным дезинфицирующим веществом является хлорная известь. Если в сутки должно обрабатываться более 4,0 м³ сточных вод, то для хлораторной станции потребуется отдельное отапливаемое помещение. В случае меньшего объёма стоки хлорируют в выходной камере септика. Хлорную известь засыпают в мешочек с хорошей водопроницаемостью, который можно просто подвесить в жидкости у выходного отверстия. При использовании для биологической очистки полей подземной фильтрации в дезинфекции необходимость отпадает.

Аэротенк представляет собою резервуар из железобетона, вытянутый в длину, шириной от 3 м до 10 м и глубиной от 3 м до 5 м. Через него с очень малой скоростью течёт канализационная вода с добавкой активного ила. Стоки подаются в сооружение предварительно отстоявшимися.

Активный ил подаваемым сжатым воздухом постоянно поддерживается во взвешенном состоянии. Таким образом среда подпитывается кислородом, необходимым для аэробных микроорганизмов. При отсутствии сжатого воздуха смесь воды с илом насыщается кислородом воздуха из атмосферы, для чего применяется непрерывное механическое перемешивание. Оно также интенсифицирует процесс очистки, поскольку вовлекает в него основную массу ила, минимизируя выпадение его в осадок. Применение сжатого воздуха позволяет эффективно решать одновременно обе задачи.

Эта установка биологической очистки обладает важным преимуществом перед другими такого же типа. Оно состоит в возможности управления процессом. Аэротенк позволяет достичь очень глубокой степени очистки жидкой среды. Добиваются этого опытным подбором длительности аэрации, количества воздуха и активного ила.

Схемы аэротенка

Аэротенки обеспечивают как частичную, так и полную биоочистку (до БПK₂₀ = 15 мг/л). Рассмотрим технологическую схему освобождения воды от загрязнений в максимальной степени.

Полная очистка

Аэротенк дополняет в этом случае вторичный отстойник. Там ил, вынесенный с водой, отделяется от неё и вновь переправляется в аэротенк. Такой ил носит название циркуляционного. Но аэробные микроорганизмы при большом количестве органических веществ в обрабатываемых стоках имеют тенденцию к сильному размножению. Образуется избыточный ил. Он эвакуируется в отстойник первичный и, при необходимости, является запасом.

В аэротенке биохимическое окисление органики протекает в 3 стадии:

• Адсорбция активным илом и окисление наиболее легко поддающихся этому веществ. В этой фазе кислород потребляется с наибольшей скоростью.
• Регенерация ила. На этой ступени восстанавливается способность ила к сорбции. Кроме того, окисляются растворённые вещества органические с малой химической активностью. Скорость, с которой потребляется кислород, ниже, чем на предыдущей стадии.
• Нитрификация. Этот процесс происходит над солями аммония. Кислород вновь потребляется с возросшей скоростью.

Для обслуживания полной схемы очистки целесообразно использовать КНС, оснащаемый нетребовательным к качеству воды оборудованием.

Частичная очистка

Если санитарные условия в данном проекте позволяют выпускать сточную жидкость в водоем, не очищая полностью, то аэротенк рассчитывается на выполнение только первой стадии обработки.

Аэрация

Так как продолжительность очистки по неполной технологии будет ограниченной, то интенсифицировать процесс нужно дополнительной аэрацией активного ила в регенераторе. Подавать воздух следует пневматическим нагнетающим оборудованием – компрессорами или воздуходувками.

Чтобы воздух распределялся внутри жидкости как можно равномерней, он доставляется по металлическим воздуховодам под необходимым давлением к устройствам аэрации. Этими приспособлениями могут быть дырчатые трубы, фильтросы, диффузоры, опускные трубы с большими отверстиями.

Основной магистральный воздуховод располагается обычно на продольной стене аэротенка. От него отходят стояки, к которым подсоединены дырчатые трубы и воздушные каналы, проходящие под фильтросными пластинами.

Устройства аэрации

Трубы дырчатые

Эту оснастку с диаметром отверстий 2-2,5 мм монтируют с промежутком 10-15 см на одной стороне аэротенка.

Фильтросы

Большей эффективности насыщения жидкости достигают при использовании фильтросных пластин. Они изготавливаются из пористого материала и образуют очень мелкие пузырьки. Воздух по объёму жидкости распределяется гораздо равномерней, чем в случае дырчатых труб. И чем меньше пузырёк воздуха, тем выше полезный коэффициент его использования. Фильтросы также устанавливаются у одной стенки аэротенка. Их можно располагать рядами.

Пластины можно заделать в один общий канал, проходящий под ними (подфильтросный), либо вставлять в специально для них предназначенные съёмные ящики. Воздух в подфильтросный канал подают по стоякам, каждый из которых рассчитан на обслуживание 20-40 м длины.

Пластины фильтросные регенерируются. Для проведения этой процедуры их можно не снимать с канала. Прочистка проводится с помощью металлической щётки с попутным промыванием пластин раствором соляной кислоты с концентрацией 30%.

Диффузоры

Эти распределители воздуха в аэротенках создают очень мелкие пузырьки диаметром меньше миллиметра. В этом случае использование кислорода увеличивается до 15%. У куполообразных диффузоров большая площадь поверхности увеличивает как равномерность подачи воздуха в жидкость, так и производительность.

Расчёт воздуховодов

Суть вычислений состоит в нахождении удовлетворяющих задаче размерных параметров труб и каналов соответственно потребностям аэротенка в воздухе и потерям напора в трактах. Принимаемые величины скорости прокачивания газа в воздуховодах:

• общем и распределительном – 10-15 м/с;
• для подачи в подфильтросные каналы – 4-5 м/с.

Реальную величину напора пневматического нагнетателя для фильтросов и мелкопузырчатых диффузоров нужно подбирать в 2-3 раза выше расчётного. Дело в том, что со временем их отверстия засоряются, и в итоге возрастает газодинамическое сопротивление.

Высоконагружаемые биофильтры

Высоконагружаемыми называются биологические фильтры, способные очищать большие объёмы сточных жидкостей и обеспечивать большую же глубину очистки. У обычных установок с высотой 1,5-2 м квадратный метр поверхности фильтра способен обработать в сутки 1-1,5 м³ стоков, требуя для процесса 200-500 г кислорода. У высоконагружаемых же аналогичные показатели выше более чем на порядок и составляют 10-30 м³ и 3000 г, соответственно.

Такое разительное отличие объясняет существенная разница в степени минерализации задерживаемых фильтром веществ органической природы. В биофильтре обычном биоплёнка захваченные ею соединения почти полностью разлагает и минерализует в процессе нитрификации. Высоконагружаемые же выпускают органику без полной минерализации ввиду относительной непродолжительности нахождения её в теле фильтра. Вследствие этого на обработку жидкости в установке потребуется и кислорода меньше.

Проектная очистка канализационных вод, на которую рассчитывается высоконагружаемый фильтр, быть может полной (БПК₂₀ = 15 мг/литр) или частичной, или неполной БПК₅ = 20-30 мг/литр. Полная обязательна, если ниже выпуска очищенных стоков в реку находится насосная станция водоснабжения. Потолок производительности очистного сооружения может достигать в сутки 50 000 куб. м. В загрузке установки с очисткой неполной органика только адсорбируется на поверхности зёрен, но не нитрифицируется, т. е. не минерализуется. Крупность зёрен составляет 40-60 мм, что способствует высокой пропускной способности фильтра.

Чтобы поток сточной жидкости легко удалял биоплёнку с поверхности зёрен фильтрующего материала, они должны иметь форму округлую и гладкую. Плёнка будет эффективно выноситься при потоке, создаваемой нагрузкой не менее 10 куб. м жидкости на 1 кв. м поверхности фильтра.

Сточная жидкость направляется на высоконагружаемые биофильтры только после освобождения от механических примесей в таких установках, какпескоуловитель,жироуловительи другие. Её максимальная БПК5должна быть 150 г/м³. Если параметр выше указанной величины, то его следует снижать рециркуляцией. При повышенных требованиях к глубине очистки воды рециркуляции её можно подвергнуть и при БПК₅ ниже 150 г/м³.

В биофильтрах высоконагружаемых рабочая высота слоя загрузки составляет от 2 до 4 м. Минимальная высота в метрах составляет для ВПК₂₀ = 25-30 мг/литр – 2, 20 мг/литр – 3, 15 мг/литр – 4. Орошать поверхность загрузочного материала высоконагружаемых биофильтров нужно с минимально возможными интервалами времени.

Аэрация может быть как естественной (аналогично капельным биофильтрам), так и искусственной. Последней схемой обеспечиваются установки с высотой более 2,5 м – аэрофильтры. Воздух подают вентиляторы, создающие давление от 60 до 400 мм вод. ст. Закрытые отводные каналы имеют свободное пространство, через которое он вдувается в пространство междонное. Отводные трубопроводы должны быть защищены от проникновения воздуха гидравлическими затворами глубиной 200 мм.

Оросители реактивные

Это водораспределительные конструкции, обеспечивающие равномерность полива на основе принципа реактивного движения, вызываемого истечением жидкости. Используются они в биофильтрах с круглым в плане корпусом.

Конструкцию составляют трубы с отверстиями, установленные консольно на вертикально расположенном центральном стояке. Стояк закрепляется на шарикоподшипниках и свободно вращается. Количество труб – два или четыре.

Сточная жидкость в ороситель входит под напором. Вытекает она, создавая реактивную силу в обратном направлении. Под воздействием этой силы трубы вращаются, равномерно поливая загрузку биофильтра. Ороситель приводится в движение напором небольшим – от полуметра до метра.

Дозирующего устройства этой конструкции абсолютно не требуется. Отверстия с диаметром 10-15 мм делаются в трубах с одной стороны. Размещаются трубы над поверхностью загрузки на расстоянии 20 см. Так как скорость движения участков трубы увеличивается по мере удаления от стояка, то пропорционально расстоянию уменьшается и промежуток между отверстиями.

При необходимости биофильтр опорожняется, и его днище промывается при помощи предусмотренных для этого специальных устройств. Минимально установка биологической очистки сточных вод должна располагать двумя фильтрами или секциями в рабочем состоянии.

Расчётные параметры

Рассчитываемыми данными биофильтра являются объём загружаемого материала и размеры конструкционных элементов установки.

Основой для вычисления необходимого количества загрузки в биофильтры капельной конструкции является удельная окислительная мощность вещества. За эту мощность принимается количество кислорода (в граммах), которое за сутки можно получить с кубометра заполнителя. На её величину влияют: температуры стоков и наружного воздуха, свойства стоков, материал фильтра, метод доставления воздуха и др. Особенно значимы температурные факторы.

Падение внутри биофильтра температуры ниже +5°С ведёт к замедлению в нём окислительных процессов. В итоге эффективность очистки стоков сильно падает. Поэтому такие установки в зонах со средней по году температурой воздуха ниже +3°C следует сооружать внутри помещений с отоплением. У воздуха температуру нужно поддерживать выше, чем у сточной жидкости, по меньшей мере, на 2°. Необходимо обеспечивать пятикратный воздухообмен.

Биофильтры с малой производительностью (до 500 м³ в сутки) испытывают сильное падение притока сточной жидкости ночью. Чтобы исключить опасность переохлаждения их нужно размещать в помещениях и в регионах со средней годовой температурой воздуха между +3°С и +6°С. Здесь для биофильтров большой производительности достаточно неотапливаемых шатров. Если среднегодовая температура воздуха превышает +6°C, то в таких шатрах и других неотапливаемых помещениях размещают установки независимо от производительности.

Дозирующий бак с сифоном

Из всего разнообразия автоматических дозаторов жидкости наиболее распространена конструкция дозирующего бака с сифоном. В ней совершенно нет движущихся частей. Форма дозирующего бака – перевёрнутая усечённая пирамида. Она способствует равномерности орошаемой поверхности биофильтра за счёт того, что площадь сечения бака на любом горизонтальном уровне будет пропорциональной величине текущего расхода стоков из него.

Вода подаётся из бака наружу по отводной трубе, начало которой представляет собой сифон. Верхний срез сифона расположен выше дна бака. Начальный отрезок сифона окружён стаканом, стоящим на подставках дном вверх. Вблизи дна из стенки стакана противоположно друг другу выходит пара трубок. Одна из них для воздуха, конец её открывается внутрь бака. Другая является регулятором напора. Она имеет направленное вниз U-образное колено и два открытых конца. Один выходит выше предельного уровня жидкости в баке, другой – по боковому патрубку в выпускной трубопровод. Эта труба ведёт к сети спринклеров. Бак защищён от переполнения переливной трубой, присоединённой к его стенке вблизи верхнего края.

Автоматический сифон действует следующим образом.

В начале цикла жидкость находится на уровне минимального напора. На этом же уровне воздушная трубка имеет нижнее U-образное колено. Уровни жидкости находятся: в напорном регуляторе – у точки соединения со стаканом, в сифоне – вровень с выходными отверстиями спринклерных головок.

До достижения постепенно повышающимся горизонтом жидкости отверстия воздушной трубки, у воздуха внутри стакана и отводной трубы давление остаётся атмосферным. После того, как вода перекрывает выход трубки, воздух изнутри стакана выходить перестаёт. Поступающая далее из КНС жидкость постоянно увеличивает давление в стакане. Оно действует на гидравлические пробки в главном сифоне и в регуляторе, понижая их первый уровень. В напорном регуляторе водяной столбик в выходной ветви колена не превышает патрубка, соединяющего с отводной трубой.

Размеры деталей рассчитаны таким образом, чтобы при достижении жидкостью максимального горизонта её уровень в стакане сравнялся бы со срезом отводящей трубы. В это же время уровень воды в регуляторе должен снизиться до самого коленного изгиба, а в главном же сифоне – оказаться вблизи такового. Малейшая дальнейшая порция сточной воды должно вызвать прорыв гидрозатвора внутри регулятора. Тогда в стакане скачком упадёт воздушное давление, и вода будет выдавливаться из бака в отводной трубопровод. Вытекать вода будет до тех пор, пока её уровень внутри бака не снизится до проникновения воздуха внутрь стакана по воздушной трубке, т. е. до минимального горизонта. Работа сифона прекращается, и дозатор снова возвращается в исходное положение. В U-образном колене регулятора напора остаётся жидкость, всосанная ранее из выводной трубы, и образует в нём гидрозатвор.

Верхний участок регулятора напора является подвижным. Перемещением его по вертикали устанавливается положение максимального горизонта жидкости внутри бака. Он должен соответствовать сравниванию её уровня в стакане с краем главного сифона.

Обычно для спринклеров начальный свободный напор примерно составляет 1,5 м.

Оборудование биофильтров капельного типа

Функционирующие в нормальном режиме такие биофильтры очищают стоки очень глубоко, обеспечивая БПК5 до 90 % и выше.

Эти устройства нельзя перегружать по загрязнениям. В противном случае поверхность фильтрующего заполнителя быстро заиливается, что резко снижает его очищающую способность.

Загружать фильтры можно шлаком котельным, керамзитом, коксом, а также такими материалами, как галька и щебень. Крупность зёрен допускается в пределах 3-5 см. Высота засыпки – до 2 метров.

Оросители

Для обеспечения равномерности распределения жидкости по верхней площади загрузки используются специальные оросители. Они бывают неподвижной либо подвижной конструкции. К первым относятся спринклерные конструкции, ко вторым – реактивные и катучие.

Спринклерную систему орошения составляют бак дозирующий, в который подаются КНС стоки, разводящая трубопроводная сеть и спринклеры.

Дозирующий бак

Устройство, назначением которого является подача жидкости порциями необходимой величины с выдерживанием интервалов по времени. Так будет обеспечена равномерность распределения обрабатываемых стоков не только по поверхности загрузки, но и по его объёму. Объём бака соответствует одной дозе. Режим подачи воды в спринклерную сеть – автоматический, напор – постоянный. Время, за которое бак наполняется сточной жидкостью, определяется её притоком. Хотя величина притока в течение суток изменяется, бак всегда опорожняется за одинаковое время (период орошения). Последнее определяется только физическими размерными величинами: ёмкостью бака и общими размерами разводящих трубопроводов сети. Потому биофильтр орошается с интервалами с неодинаковой длительностью. Для обеспечения оптимального режима эксплуатации биофильтра наиболее целесообразным является оснащение каждой его секции своим дозирующим баком.

Разводящая сеть

Её формируют водораспределительные трубы и стояки, проходящие по поверхности фильтрующего вещества или сквозь его толщу. Стояки служат для навинчивания на их концы специальных насадок – спринклеров (спринклерных головок).

Спринклеры

Насадки с отверстиями от 15 до 25 мм в диаметре должны располагаться выше поверхности фильтрующей загрузки на 15-20 см. Материалы изготовления спринклеров – латунь, бронза, винипласт.

Типы экологических фильтров

По времени использования активности биофильтры бывают периодического действия (контактные) и непрерывного.

Так как фильтры контактные малопроизводительны и дороги, то они сейчас практического использования не имеют. Признаками классификации непрерывно действующих биофильтров является производительность и способ, по которому подаётся в рабочую зону кислород из воздуха. Под производительностью понимается допустимая нагрузка на один кубометр загрузочного материала.

Таким образом, фильтры бывают по критерию:

• первому – капельными (обычного типа) и высоконагружаемыми (скоростного);
• второму – с вентиляциями естественной и искусственной (аэрофильтры).

Капельный биофильтр

Устройство

Основные составляющие фильтра:

• основание;
• устройство дренажное;
• боковые стенки;
• фильтрующий загрузочный материал;
• устройство водораспределительное.

Основание должно быть непроницаемым для воды, стенки же могут быть и проницаемыми при некоторых условиях.

Эта установка биологической очистки сточных вод орошается каплями или струйками порциями с обеспечением равномерности распределения по его поверхности. Воздух подают в него с двух сторон – сверху и снизу (с поверхности загрузочного материала и сквозь дренажные отверстия). Таким путём обеспечивается естественная вентиляция.

Для дренажа, в основном, используются плиты из железобетона, установленные на бетонные опоры. Суммарную величину площади дренажных отверстий фильтра определяет площадь его поверхности. Первая должна быть не меньше 5-8% последней. Плиты дренажные должны находиться от непроницаемого основания не ближе 40-60 см. Основание выполняется с минимальным уклоном в 0,01 в направлении сборных лотков.

Капельные биофильтры рассчитаны на малую нагрузку – кубометр загрузки может очистить от 0,5 до 1 кубометра стоков, поэтому СНиП рекомендует обеспечивать ими очистные сооружения с производительностью не выше 1000 м³ в сутки. Но они почти полностью (до БПК20 = 15 мг/л) окисляют задержанные ими органические загрязнения.

Схема работы

Сточная вода, прошедшая осветление в первичном отстойнике, подаётся самотечным или напорным способом в биофильтр. Первыми устройствами на её пути являются распределительные, предназначенные для периодического напуска жидкости в объём сооружения. Прошедшую сквозь загрузочный материал воду принимает дренажная система. Через её отверстия стоки попадают на водонепроницаемое днище сплошной структуры и стекают в направлении отводящих лотков. Дальше воду, вынесшую с собой отслоившуюся от зёрен загрузки фильтра биологическую пленку, задерживают в отстойниках вторичных. Здесь активная биомасса осаждается.

Биологические фильтры

Эти сооружения очищают сточные воды с высокой интенсивностью посредством биологического способа. Процессы протекают в максимально благоприятных условиях потому, что они создаются искусственно.

Биофильтр конструктивно является резервуаром со стенами, сооружёнными из кирпича или железобетона. На днище имеются дырки для выполнения им функции дренажного приспособления. В устройство засыпают материал с фильтрующими свойствами – загрузку.

В плане биологический фильтр может быть круглым и прямоугольным.

Принцип работы

Процессы окисления веществ органического происхождения из канализационных вод на биофильтрах совершенно аналогичны протекающим в поле орошения или фильтрации в условиях природных.

Загрузочный материал заполняет объём сооружения очень плотно, удерживая из стоков мельчайшие нерастворённые частицы, проскочившие через пескоуловитель, жироуловитель и отстойник. Они захватываются не только в промежутках между зёрнами, но и шероховатой их поверхностью. Но важнейшим свойством загрузочного фильтрующего материала является повышенная адсорбция. Поверхность его зерна активно связывает органику в коллоидном и даже растворённом состоянии. Отличительным положительным качеством биофильтров является именно то, что наиболее активно они очищают сточные воды от тех загрязнений, которые крайне трудно удалить иными способами. На поверхности зёрен загрузки микроорганизмы аэробного типа образуют колонии, сливающиеся в сплошную плёнку с биоактивностью.

Богатая органикой жидкость стоков представляет для них питательную среду. Микробы извлекают из неё нужные для своего метаболизма вещества. Эти органические соединения окисляются, и продукты реакции являются безвредными минеральными.

Усвоенный материал бактерии направляют на то, чтобы размножаться, что проявляется в возрастании биомассы в загрузке. Чем толще становится биоплёнка, тем больший дефицит в питании испытывают нижние микроорганизмы, которые в конце концов погибают. Так как они-то и удерживают всю плёнку на поверхности зёрен загрузки, то при их отмирании плёнка отрывается и с потоком процеживаемой воды выносится из фильтра. Активный ил является ценным веществом, поэтому он не удаляется из системы очистки, а улавливается во вторичных отстойниках. Далее он используется повторно, а при большой избыточности может быть направлен на другие нужды.

Грунтовые воды

Самый верхний водоносный слой в грунте должен находиться не ближе 1 м к трубам. Для этого и других значений расстояния от верхней границы подпочвенных вод до дренов диапазон суточных нагрузок на погонный метр трубы берётся следующим (первый – для песчаного, второй – для супесчаного грунтов):

• 1 м – 16-22 л и 8-11 л;
• 2 м – 20-26 л и 10-13 л;
• 3 м – 22-30 л и 12-16 л.

В системе подземной фильтрации сточные воды не дезинфицируются. Суммарную длину всех трубопроводов в метрах вычисляют по формуле:

L = Q_сут / q_нагр

Здесь: Q_сут – средняя величина суточного расхода, q_нагр – нормированная суточная нагрузка на погонный метр труб. Обе величины берутся в литрах.

Биологический пруд

Такой пруд, называемый также очистительным, – это созданный искусственно водоём, служащий для очищения сточных вод биометодом. В нём используются процессы самоочищения, которые протекают в водоёмах естественным путём. Он может создаваться как самостоятельная вполне установка биологической очистки сточных вод или как часть общей системы ОС, осуществляющий окончательную очистку стоков. Среднегодовая температура региона расположения пруда должна превышать +10°C.

Для обеспечения по возможности максимальной площади зеркала, у пруда глубина должна быть не более 1 м. В таком случае вода будет эффективно насыщаться кислородом атмосферного воздуха. Также пруд рекомендуется не делать мельче 60 см.

Вода сточная в пруд напускается, а очищенная отводится, рассредоточенным путём. Для обеспечения возможно полного освобождения от воды у пруда дно нужно выполнять с небольшим уклоном в направлении водослива. Вода, прошедшая через таковой пруд, сливается в природный водоём или же выпускается в сельскохозяйственные поля.

Зимой вещества органического происхождения практически не окисляются, и сточная жидкость в таких прудах намораживается. Неразбавленным речной водой стокам можно пребывать в пруду до 30 суток, разбавленным – до 8÷12. Последние допускают разведение в них рыбы.

Пруд, в котором вода не разбавляется, может быть одно- и многоступенчатым либо серийным. Его суточная нагрузка на гектар находится в пределах 125-150 куб. м против 125-300 куб. м у пруда с подачей разбавляющей воды.

Обычно у прудов бывает 4-5 ступеней. Очистка в них сточной воды столь глубока, что на нижних ступенях вполне можно заниматься рыбоводством. Лучшим видом для этого является карп. Выпущенные в пруд по весне мальки могут дать к концу с одного гектара до 800 кг живого веса.

Сточные воды богаты питательным содержимым, что вызывает бурный рост примитивных видов водорослей, известных как ряска. Уничтожать её наиболее выгодно при помощи уток, получающих заодно отличный корм.

Очистительные пруды позволяют, по сравнению с полем подземной фильтрации или же орошения, получить повышенную эффективность использования земельных угодий. К тому же, пруды можно устраивать на грунтах, не позволяющих организовывать поля.

Нагрузка полей

На допустимую нагрузку поля влияют: его назначение, фильтрационная способность грунта, климатические условия. Для примера возьмём поле орошения в средней полосе России, на котором выращиваются огородные культуры. Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 300-500 мм. Наилучшим образом фильтрует песок, затем – супесь, далее – суглинок, и хуже всех – тощая глина. Один гектар таких почв способен воспринять в сутки 60-90 м³, 40-80 м³, 30-70 м³ и 20-60 м³ сточных вод, соответственно. Конкретная величина нагрузки в её диапазоне зависит от средней температуры за год. Если воды грунтовые залегают на глубине 2 м, то суточную нагрузку гектара песков можно увеличить до 140-210, супесей – до 85-130, суглинков до 55-85 кубометров канализационных стоков.

Поля фильтрации могут быть не только под открытым небом, но и под землёй. Подземную фильтрацию целесообразно применять для системы канализации зданий, стоящих отдельно или группой в отдалении. Для них организуется так называемая малая канализация.

Принцип действия

Поле подземной фильтрации работает следующим образом.

Вначале сточная вода, прошедшая предварительно через жироуловитель и другие подобные устройства начальных ступеней очистки, осветляется в септике. Далее она подаётся в грунт через дрены – сеть труб с отверстиями и щелями в стенках или на стыках с глубиной укладки от 0,6 до 1‚2 м. Очищенную в подземном поле фильтрации сточную воду не собирают, а оставляют для просачивания в толщу земли с возможным поступлением в грунтовый поток. С описанной функцией лучше всех справляются песчаные и супесчаные грунты.

Схемы полей

Стандартные поля подземной фильтрации по типовому проекту рассчитаны на нагрузки не более 10 м³/сутки. Дрены поля могут располагаться радиально по отношению к распределительной камере либо отходить под прямым или косым углом от центрального подающего трубопровода, будучи параллельными в ветви (на карте).

Радиальная схема дрен распределяет сточную жидкость по всей площади орошаемого поля наилучшим образом. Однако она способна обеспечить отвод относительно малого количества вод и требует значительной площади. Если же расход стоков довольно высок или фильтрующая способность у почвы невысока либо нет достаточной площади для радиальной схемы, то используется прямоугольная или косоугольная схема.

Оборудование и материалы

В дрены сточную жидкость порциями подаёт дозирующее устройство. Чтобы жидкость во все дрены поля распределялась равномерно, в начале и конце стандартного поля предусматривается установка распределительных лотков. Лотки закрываются плитами из железобетона. Через них из дрен также удаляется отложившийся в них ил. При снижении расхода стоков для поддержания минимально необходимого напора в дренах одну стандартную карту следует отключать. Делается это деревянным шибером в предусмотренном между картами распределительном колодце.

Материал дренажных труб – асбестоцемент или керамика. Из первых вода выходит в почву через пропилы в стенках, из вторых – через незаделанные стыки. Диаметр труб – 75-100 мм. Асбестоцементные трубы соединяются чугунными фасонными частями.

Размерные параметры

В песчаном грунте уклон дрена должен быть в пределах от 0,001 до 0,003, в супесчаном уклона быть не должно. Расстояния: максимальная длина любой оросительной линии – 20 м, между линиями – 1,5-2‚0 м (зависит от свойств почвы).