Об устройстве, характеристиках, отличительных особенностях, критериях выбора,
монтаже, техническом обслуживании и правилах эксплуатации современных ЛОС
(станций глубокой биологической очистки бытовых сточных вод) рассказывает
С. СПАСЮК,ведущий инженер-проектировщик Группы Компаний "ТОПОЛ-ЭКО®".
Назначение локальных очистных сооружений (ЛОС) состоит в том, чтобы расщеплять органические примеси бытовых сточных вод, проступающих с коттеджа, дачи или частного загородного дома, до биологически безвредных соединений (технической воды и стабилизированного ила), если нет возможности подключиться к центральной канализационной сети.
Актуальность применения ЛОС связана с тем, что плотность частной застройки, особенно вблизи крупных городов, стремительно возрастает и, как следствие, неуклонно повышается уровень загрязнения окружающей среды продуктами жизнедеятельности человека. В густонаселенных районах этот показатель достиг критической отметки. Отравляются водоносные горизонты, «питьевая» вода становится непригодной для использования. Страдают наше здоровье и состояние природы, возрастает риск возникновения эпидемий.
Учимся у природы
В отличие от банальной выгребной ямы, в рабочих резервуарах локальных очистных сооружений, к какому бы типу они ни относились, происходит не накопление нечистот, а их биохимическое разложение на простые, безопасные соединения. Основную роль в этом процессе, как и в природе, играют микроорганизмы.
Микробиологи утверждают, что, каким бы сложным ни было вещество биологического происхождения, в природе всегда найдется микроорганизм, способный его расщепить полностью или частично. Фрагменты частично расщепленного вещества обязательно используются другими микроорганизмами. Это утверждение основано на том очевидном факте, что за все время существования нашей планеты нигде на ее поверхности не отмечено сколько-нибудь заметного накопления мертвой органики. В природе нет свалок. Поэтому можно говорить о «всемогуществе» сообщества микроорганизмов и их практической «универсальности». В этой связи и биохимическое разложение примесей бытовых сточных вод, при всей их сложности, естественным образом включено в общий круговорот биосферы, и действительной задачей в очистке бытовых стоков является лишь интенсификация окислительных процессов, доступных природным механизмам.
По большому счету, существует два биохимических процесса разложения органических веществ, в которых участвуют разные группы микроорганизмов, – анаэробный, идущий без кислорода, взятого из воздуха (необходимый микроорганизмам кислород выделяется в процессе происходящих при этом химических реакций), и аэробный, в котором используется кислород из воздуха. На первом процессе основана работа локальных очистных сооружений, получивших название септиков, на втором – работа станций глубокой биологической очистки, самых совершенных на сегодняшний день очистных сооружений.
Что такое септик?
Септик – это подземный отстойник, в котором происходит процесс разложения стоков бактериями-анаэробами без использования кислорода из воздуха. Этот процесс идет с выделением «болотного» газа – метана. Степень очистки в таких сооружениях не превышает 75 %, и после того как сточные воды проходят через рабочие камеры септика, они направляются на поле фильтрации, в фильтрационные траншеи или колодцы для доочистки в грунте. Поэтому септики целесообразно устраивать в «легких», хорошо впитывающих грунтах, и ни один септик не монтируется при высоком уровне грунтовых вод. Кроме того, гравийную засыпку фильтрационных траншей и колодцев приходится раз в несколько лет полностью заменять, а это, согласитесь, трудоемкая и неприятная операция.
Периодически, хотя и значительно реже, чем в случае выгребной ямы, из септика нужно откачивать содержимое и удалять образующийся осадок при помощи ассенизационной машины. Откачка септика не только неприятная, но порой даже опасная процедура. Дело в том, что опорожненный септик испытывает колоссальное давление со стороны окружающего грунта, особенно, если высок уровень грунтовых вод. Под этим давлением септик может деформироваться и даже быть вытолкнутым на поверхность, несмотря на кажущуюся прочность и солидный вес. Именно поэтому септики никогда не откачивают во время паводка.
В современных септиках для интенсификации процесса брожения используются специальные культуры бактерий, которые следует периодически добавлять в очистную установку. Кроме того, на выходе септика ставится дополнительный блок доочистки. Как правило, это особое устройство – биофильтр, в котором происходит аэробный процесс на биопленке. В таких усовершенствованных септиках удается поднять степень очистки стоков до 88-92 %, но этого сравнительно высокого показателя все же недостаточно для сброса воды на рельеф.
Пожалуй, единственным аргументом в пользу септика является его сравнительно невысокая цена. К недостаткам следует отнести большую площадь котлована при монтаже, сложность обеспечить полную герметичность установки, а также необходимость в трудоемком обслуживании и высокие эксплуатационные расходы.
Принцип работы и устройство станций глубокой биологической очистки
В станциях глубокой биологической очистки происходит процесс биохимического разложения микроорганизмами-аэробами органических веществ, содержащихся в стоках, который удалось значительно интенсифицировать путем принудительной аэрации – подачи в рабочую камеру мелких пузырьков воздуха. Очищенные сточные воды теряют склонность к загниванию, становятся прозрачными, значительно снижается их бактериальное загрязнение.
Устройство станций глубокой биологической очистки мы рассмотрим на примере отлично себя зарекомендовавших очистных станций «ТОПАС», которые производит Группа Компаний "ТОПОЛ-ЭКО®".
Рис. 1. Внешний вид аэрационной станции TOPAS
Рис.2. Принципиальная схема устройства аэрационной станции TOPAS. A – приемная камера; B – вторичная камера (аэротенк); C – стабилизатор ила. 1 – ввод стоков; 2 – фильтр крупных фракций; 3 – аэратор приемной камеры; 4 – эрлифт; 5 – аэратор аэротенка; 6 – эрлифт рециркуляции; 7 – успокоитель вторичной камеры (пирамида); 8 – эрлифт рециркуляции; 9 – эрлифт стабилизированного ила; 10 – компрессоры; 11 – устройство сбора неперерабатываемых частиц; 12 – крышка аэрационной станции; 13 – воздухозаборник; 14 – выход очищенной воды
Сточные воды попадают в приемную камеру, где уравнивается их поступление; здесь же производится предварительная биологическая и механическая очистка. Предварительно очищенная сточная вода равномерно закачивается эрлифтом в аэротенк, где происходит окончательное разрушение органических соединений путем окисления колониями микроорганизмов, так называемым активным илом.
Активный ил значительно ускоряет и улучшает процессы окисления и очистки сточных вод, поглощая и окисляя органические вещества, разлагая аммиак и нитраты. Микробы, в том числе и болезнетворные, адсорбируются активным илом, погибают или становятся его активными агентами.
Далее смесь чистой воды и активного ила при помощи эрлифта рециркуляции направляется во вторичный отстойник (пирамиду), где происходит осаждение активного ила из воды под действием гравитации. Очищенная вода самотеком удаляется через выход чистой воды. Ил оседает в нижней части вторичного отстойника и вновь попадает в аэрируемое пространство аэротенка. После нескольких циклов он направляется в стабилизатор ила при помощи эрлифта рециркуляции. Отработанный стабилизированный ил постепенно накапливается в стабилизаторе и периодически удаляется эрлифтом через шланг. (Эту операцию можно выполнять и при помощи внешнего насоса.) Откачанный стабилизированный ил может использоваться в качестве удобрения.
Описанный технологический процесс очистки максимально эффективен и при этом достаточно прост и стабилен. Он построен таким образом, что сбалансированно окисляются органические компоненты стоков, разлагаются полифосфаты, аммонийный, нитратный и нитритный азот.
Биологический способ очистки обеспечивает самую высокую степень очистки бытовых сточных вод – 98 %. Очищенная вода без цвета и запаха с большим запасом удовлетворяет российским и мировым санитарно-гигиеническим требованиям и может сбрасываться на рельеф или использоваться для полива.
Инженерам и конструкторам "ТОПОЛ-ЭКО®" удалось оптимально разместить все рабочие камеры очистной станции в одном компактном корпусе, что позволило использовать современный, специально разработанный для этой цели материал – вспененный полипропилен, который, в отличие от бетона и стали, не подвержен коррозии. Благодаря этому достигнут рекордный срок службы очистных станций – более 50 лет. Корпус абсолютно герметичен и экологически безопасен.
Компактность очистных станций дает и другие важные преимущества. Прежде всего, это – простота и удобство монтажа, а также конструктивная прочность и стойкость к деформациям и подвижкам грунта. Очистные станции «ТОПАС» монтируются в любой, самый «тяжелый» грунт даже при очень высоком уровне грунтовых вод без риска всплытия и выдавливания из грунта, чем выгодно отличаются от других распространенных типов очистных сооружений.
Подбор оптимальной модели
Для того чтобы станция глубокой биологической очистки наилучшим образом справлялась со своей задачи, нужно правильно подобрать модель станции, отвечающую условиям эксплуатации.
Прежде всего, следует определиться с объемом стоков. Сколько людей постоянно проживает в доме? Сколько обыкновенно приезжает гостей? Разработчики исходят из 200 литров стоков на одного человека в сутки. Умножив эту величину на число пользователей, получим суточный объем стоков.
Но не только эта величина имеет значение. Очень важный параметр – допустимый единовременный, так называемый залповый, сброс воды со всех сантехнических точек объекта. Станция биологической очистки, как и любая другая очистная установка, может переработать определенный объем стоков, поступивших в приемную камеру в течение короткого промежутка времени.
Следующий вопрос – глубина. Каждая модель станции «ТОПАС» из модельного ряда имеет три модификации, отличающихся высотой корпуса и горловины. Выбор вертикального размера станции связан с глубиной залегания канализационной трубы, выходящей из дома. Она определяется глубиной точки выхода и расстоянием до станции очистки, так как труба непременно должна укладываться под уклон. При этом не нужно беспокоиться, что труба, проложенная на небольшой глубине, зимой может замерзнуть: теплые стоки и «отработанный» теплый воздух, который выходит из установки через эту же трубу, воспрепятствуют замерзанию.
Последний параметр, который необходимо учесть – уровень грунтовых вод на участке. От него зависит способ, которым осуществляется отвод очищенной воды. Если грунтовые воды стоят высоко (менее 55 см от поверхности), то необходима станция с принудительным выбросом. В этом случае очищенная вода собирается в специальную емкость и удаляется с помощью насоса. При нормальном уровне паводковых грунтовых вод подойдет обычная станция, из которой вода удаляется самотеком.
Решить, какая именно станция Вам необходима, и выбрать подходящую модель и модификацию Вам поможет специалист ГК "ТОПОЛ-ЭКО®". Также он посоветует, как в том или ином конкретном случае распорядиться с очищенной водой: отвести ли ее в ливневую канаву, в дренажный колодец или в накопительный резервуар для повторного использования (например, для полива). Специалист сразу же на месте нарисует схему монтажа, после чего на участок прибудет бригада монтажников.
Монтаж не сложен
Монтаж начинается с того, что размечается и копается котлован под будущую очистную станцию. Для того чтобы его размер был минимален, котлован роют вручную. К примеру, котлован под стандартную станцию «ТОПАС-5» имеет размеры 1,5х1,5х2,4 метра. Разумеется, лучше всего производить эти работы на этапе строительства дома, когда участок еще не освоен.
В подготовленный котлован опускается «ТОПАС». Если речь идет о небольшой станции – «ТОПАС-5», «ТОПАС-8» или даже «ТОПАС-10», которая весит полтонны, – опускание может производиться вручную, без использования спецтехники. Глубина котлована рассчитывается так, чтобы крышка люка выступала на 20 см над предполагаемым уровнем грунта, когда участок будет освоен.
Рис. 3. Монтаж станции TOPAS. а – котлован под станцию; б, в – «TOPAS» опускают в котлован; г – станция в котловане; д, е –TOPAS с подведенными трубами; ж, з – наладка станции
Выкапываются котлованы под ревизионные и накопительные колодцы. (Ревизионный колодец обязателен при повороте канализационной трубы на 90о.) При установке колодцев бетонные кольца ставятся по уровню строго вертикально.
Также выкапываются траншеи под канализационные трубы, которые укладываются от дома к станции под уклон. Монтажники прокладывают все трубы, начиная от точки выхода из дома. Используются специальные полипропиленовые трубы диаметром 110 мм для наружных работ – они не требуют дополнительного усиления до определенной, вполне достаточной глубины залегания.
В корпусе станции просверливается отверстие для подводящей трубы и производится ее опайка. Соединение абсолютно герметично. Установленная станция обсыпается песком, и одновременно ее рабочие камеры заполняются водой.
В последнюю очередь подключается электрический кабель, устанавливается и налаживается компрессорное оборудование. Если монтаж осуществляется во время строительства дома, то готовая к эксплуатации станция «дожидается» окончания строительства без компрессоров, которые будут установлены в самый последний момент перед пуском в компрессорный отсек, расположенный в самом верху станции.
Выступающая над газоном крышка люка по желанию заказчика может быть украшена декоративной накладкой из искусственного камня, превратив ее видимую часть в живописную альпийскую горку.
Рис. 4. Крышка станции, декорированная искусственным камнем. А – общий вид; Б – монтаж декора
Рис. 5. Смонтированная установка
Монтаж, который в самых сложных условиях занимает максимум три дня, как правило, выполняется бригадой из четырех-пяти человек.
Техническое обслуживание
Любая автономная система канализации, будь то громоздкий септик или компактная станция биологической очистки, нуждается в периодическом обслуживании. Весь вопрос в том, будет ли это обслуживание частым или редким, дорогим или дешевым, простым или сложным, сопровождающимся неприятным запахом или лишенным этого недостатка, обременительным для хозяев или почти незаметным.
Ниже мы расскажем о том, как происходит техническое обслуживание станции глубокой биологической очистки «ТОПАС». Многие из описанных процедур настолько просты, что с ними при помощи наглядных инструкций, приведенных в техническом описании установки, справится любой человек, умеющий держать в руках отвертку и гаечный ключ. Другие требуют более квалифицированного подхода, зато выполняются редко. В любом случае всю работу или ее часть можно поручить сервисной службе ГК "ТОПОЛ-ЭКО®", заключив договор по вполне умеренной цене.
Аэрационная станция «ТОПАС» не нуждается в периодическом вызове ассенизационной машины. Излишки активного ила из отстойников следует удалять 3-4 раза в год при помощи штатного насоса эрлифта или раз в полгода внешним насосом. Для очистки станции от излишков ила нужно освободить крепеж шланга откачки и извлечь его, ослабить хомут и выкрутить заглушку, после чего откачать ил в заранее подготовленную емкость. По завершении откачки следует долить чистую воду в отстойник до первоначального уровня.
Рис. 6. Замена компрессора
Рис. 7. Откачка ила
С такой же периодичностью – 3-4 раза в год – следует очищать устройство сбора неперерабатываемых частиц, а примерно раз в месяц надо извлечь и очистить фильтр крупных фракций.
Раз в полтора-два года производится замена мембран компрессоров Air Mac и промывка фильтров. Обслуживание компрессоров также относится к несложным операциям и требует использования лишь самого простого инструмента.
Один раз в 12 лет необходимо заменить аэрационные элементы установки. Иначе нарушится процесс аэрации и очистная станция превратится в простой отстойник, но очень маленького объема.
Правила эксплуатации
Соблюдая график регламентных работ, следует также придерживаться некоторых простых правил эксплуатации.
Не нужно сбрасывать в канализацию строительный мусор (песок, известь и т. п.) – это приводит к засорению очистной станции и потере ею работоспособности, а также полимерные пленки и другие биологически неразлагаемые соединения.
Мусор от лесных грибов также не следует сбрасывать в унитаз. Споры грибов настолько живучи и агрессивны, что замещают полезную флору, за счет которой в аэрационной станции происходит переработка стоков, что, понятно, приводит к нарушению ее работы. Сгнившие остатки овощей – тоже неважная пища для бактерий-аэробов, и их лучше выбрасывать на помойку, а не в унитаз.
Вообще, надо помнить, что, пользуясь локальной канализацией, вы на самом деле вскармливаете культуру бактерий. Не сбрасывайте в канализацию воду от систем регенерации питьевой воды с применением химикатов-окислителей, промывные воды фильтров бассейнов, большое количество стоков после отбеливания белья хлорсодержащими препаратами, лекарства, машинные масла, антифризы, щелочи, кислоты, спирт и т. п. Такого рода слив следует проводить по отдельной канализационной системе.
А вот туалетную бумагу, стоки от стиральных машин (при условии, что вы стираете без хлора), кухонные, банные и душевые стоки, небольшое количество средств для чистки унитазов, санфаянса и кухонного оборудования, сбрасывать в канализацию можно.
При отключении электроэнергии, если аэрационная станция не подключена к резервному источнику питания, следует ограничить потребление воды, чтобы не переполнилась приемная камера установки и в окружающую среду не попали неочищенные стоки.
Простые, но надежные критерии выбора ЛОС
Итак, мы рассказали об основных типах локальных очистных сооружений и принципах их работы. Теперь задумаемся над тем, чем же следует руководствоваться при выборе ЛОС?
Прежде всего – официальной документацией. Все без исключения производители и продавцы ЛОС назовут впечатляющие проценты очистки, но эти цифры на деле значат не много. Очистка стоков – сложный биохимический процесс, качество которого невозможно оценить одним-единственным параметром. На самом деле показателей – десятки. Поэтому, хотя сертификация локальных очистных сооружений в настоящее время является добровольной, неплохо, если покажут гигиенический сертификат соответствия, где будет указано, каким государственным нормативам удовлетворяет данная система очистки. Другие важные документы – санитарно-эпидемиологические заключения, протоколы независимых испытаний. Не поленитесь внимательно изучить эти бумаги – в них заключена объективная информация о качестве ЛОС.
Для участка, размер которого исчисляется не гектарами, а всего-навсего сотками, важнейшим критерием является площадь, которую придется отвести под очистные сооружения. Тут явно проигрывают традиционные септики. Мало того, что они сами по себе имеют, как правило, внушительные размеры, – они к тому же нуждаются в устройстве фильтрационных траншей или полей фильтрации, площадь которых составляет десятки квадратных метров.
Самые компактные размеры имеют станции глубокой биологической очистки бытовых стоков. Они же обеспечивают и самое высокое качество очистки сточных вод.
Далеко не на последнем месте стоит вопрос цены. Тут важно не только то, сколько стоят сами очистные сооружения и их монтаж, но и во что обойдется их дальнейшая эксплуатация. Оказывается, что затраты на обслуживание «дешевых» септиков чрезвычайно высоки и за несколько лет превысят их первоначальную стоимость в несколько раз.
И последнее, хотя в условиях российского рынка стоило бы поставить этот критерий на первое место: репутация компании, в которой Вы собираетесь приобрести очистные сооружения. Сколько лет она существует на рынке? Рекомендуют ли ее Ваши соседи и знакомые, посетители строительных Интернет-форумов, серьезные строительные и проектные фирмы? Есть ли у нее служба сервиса, предусмотрено ли гарантийное и постгарантийное обслуживание?
Вот минимальный набор вопросов, ответив на которые, вы сделаете свой выбор ЛОС обоснованным.
К сожалению, многие индивидуальные и коллективные застройщики подходят к вопросу выбора локальных очистных сооружений по «остаточному принципу»: оставляют «на потом» и покупают, что подешевле. Это – большая ошибка. «Дешевые» очистные сооружения наверняка потребуют дорогостоящего и обременительного ухода, частого ремонта; возможно, они и вовсе окажутся неработоспособными. В этом случае придется их переделывать или менять, причем высока вероятность того, что вы не найдете ту горе-компанию, которая их вам продала. В итоге кажущаяся «дешевизна» вылетит в копеечку.
Чтобы избежать возможных ошибок и не перекапывать лишний раз участок, надо задуматься о выборе ЛОС на ранних стадиях строительства, а лучше всего – на этапе проектирования.
