Автономные системы канализации - Здания высоких технологий - Инженерные системы

Автономные системы канализации

Системы канализации относятся к автономным, если они обеспечивают водоотведение от одноквартирного дома или усадьбы с надворными постройками и не связаны с системами водоотведения от других объектов, в отличие от местных систем, обслуживающих многоквартирный дом или группу близкорасположенных домов, и централизованных систем канализации, охватывающих все или большую часть объектов населенного пункта.

Как правило, автономная система канализации является индивидуальной, т. е. расположена в границах объекта недвижимости, принадлежащего пользователю и является его собственностью.

Таким образом, существуют два основных вида систем канализации:

1. Автономные системы, предназначенные для отдельно стоящих домов или усадьб. Их характеризуют относительно небольшие расходы сточных вод (1–5 м³/сут.) и заметная неравномерность в их поступлении, как по расходу, так и по концентрации загрязнений;

2. Централизованные (в той или иной мере) системы, предназначенные для группы домов или целого населенного пункта. Эти системы отличаются большими расходами стоков и меньшими неравномерностями в их поступлении.

Для каждой из этих систем существуют свои инженерные решения, обусловленные очевидными принципиальными различиями в объемах и характере образования, очистке и отведении сточных вод.

Реалии современного строительного рынка России, в силу ряда объективных и субъективных факторов, имеют значительный перекос в сторону использования автономных систем там, где с точки зрения инженерии, экологии и здравого смысла необходимо использовать системы централизованные.

Примерно треть застройщиков при решении вопроса об инженерном обеспечении участков, предназначенных под малоэтажное коттеджное строительство, затрудняются с выбором между местными и централизованными системами. Другая треть склоняется к автономным системам, и только оставшаяся треть уверенно строит централизованные системы.

Таково положение в новом строительстве, где есть все возможности изначально заложить централизованную систему для всего населенного пункта.

Гораздо хуже обстоят дела при решении вопроса о канализовании в уже сложившихся населенных пунктах, не имеющих централизованной канализации. Отдельно взятый домовладелец вынужден строить автономную систему, поскольку перспективы строительства централизованной системы просто отсутствуют.

Что же предлагается на российском рынке автономных систем канализации?

Прежде всего, это так называемые ЛОСы (локальные очистные сооружения). Название не совсем корректное, поскольку, исходя из действующей нормативно-технической документации, ЛОС это сооружения предочистки перед сбросом в коммунальные системы водоотведения. Под аббревиатурой ЛОС чаще всего скрываются SBR-реакторы периодического действия (sequencing batch reactor). Часто ЛОСами или биосептиками называют вообще любое аэрационное сооружение, в отличие от анаэробных очистных сооружений, основанных на использовании септиков с последующей почвенной доочисткой и поглощением стоков грунтом.

Кроме аэробных реакторов и септиков, на рынке представлены и комбинированные системы. Таких систем достаточно много, но всех их объединяет одно. Они сложны в эксплуатации и требуют наличия электроэнергии. Мы не ставили перед собой задачу провести анализ и классификацию всех этих гибридов, потому что убеждены, что для нужд автономной канализации такие установки избыточны.

Теоретически процесс очистки стоков в SBR-реакторе принципиально отличается от традиционных аэрационных сооружений, используемых в централизованных системах канализации, только тем, что процесс биологической очистки происходит последовательно в одной единственной емкости. В традиционных установках очистка происходит в нескольких последовательно установленных емкостях. То есть реактор собственно и состоит из одной емкости, в которой можно организовывать разные процессы – аэробный или аноксидный. Можно даже запустить режим отстойника.

Совмещение различных процессов в одном объеме создает известные сложности, поскольку и аэробные, и анаэробные микроорганизмы вынуждены сосуществовать в одном и том же объеме реактора. Наличие кислорода подавляет жизнедеятельность анаэробов, его отсутствие – аэробов.

Периодическая циклическая аэрация приводит к тому, что в реакторе начинают развиваться гетеротрофные аэробные микроорганизмы, способные потреблять органические загрязнения как в присутствии кислорода, так и в его отсутствии. При поступлении на установку стока с низким содержанием органических загрязнений (только бытовые воды), органики не хватает на полное удаление азота нитратной группы, происходит накопление нитратов в реакторе и их вынос с потоком очищенных вод, норматив на сброс нитратов не соблюдается.

Устойчивость биоценоза реактора к внешним воздействиям гораздо более слабая, нежели септика. Его объем меньше объема септика равной с ним производительности примерно в 6–7 раз. Отравить меньший объем реактора залповым сбросом какой-нибудь бытовой химии гораздо проще, чем больший объем септика. Кроме того, для подачи воздуха в такой реактор используют компрессоры мощностью от 25 до 60 Вт. Примерно как и в аквариуме средних размеров. Если формально посчитать потребность в кислороде для биохимической реакции окисления, этот компрессор ее обеспечит. Но дело в том, что активный ил в реакторе необходимо поддерживать во взвешенном состоянии, а для этого производительности такого компрессора явно недостаточно. Перемешивание происходит плохо, что также снижает эффективность очистки.

Области применения различных типов установок примерно следующие:

Автономная канализация это очистные системы для одного или нескольких отдельно взятых домов. Диапазон расходов – от одного (иногда меньше) до 3–5 м³/сут. В этом диапазоне расходов предпочтение следует отдавать именно септикам и почвенной фильтрации (поглощению) стоков, а не аэрационным системам, которые лучше приспособлены для очистки больших расходов сточных вод и не могут быть адаптированы для нужд автономной канализации с приемлемым результатом очистки и адекватной стоимостью. Стоимость автономных систем на основе септиков и почвенной доочистки в разы меньше аэрационных аналогов. Они просты в устройстве и эксплуатации, энергонезависимы и гораздо более устойчивы ко всем тем факторам, которые выводят реакторы из нормальной работы. При этом они с успехом решают задачу очистки и утилизации сточных вод в небольших количествах.

Сточные воды загородного дома практически не содержат вредных химических веществ в опасных концентрациях. Основными загрязнителями являются соединения азота и фосфора с явным преобладанием азота. Их концентрации описываются величинами нескольких миллиграммов в литре. Любое азотное или фосфорное удобрение применяется в концентрациях несколько грамм на литр активного вещества, т. е. в тысячу раз больше. Практически концентрация этих веществ в стоке совпадает с концентрацией питательных растворов для гидропоники.

Таким образом, почвенная утилизация (поглощение) предварительно осветленных в септике бытовых сточных вод загородного дома является наиболее экологически приемлемым, экономичным, надежным и разумным способом утилизации стоков. Простейшие анаэробные сооружения – септики, являющиеся механическим отстойником для задержания и сбраживания взвешенных веществ, с последующей доочисткой стоков в почве отлично работают уже на протяжении сотен лет. Не случайно септики и подземные поля фильтрации достаточно широко распространены в Европе и Америке. Нормативная документация, действующая в настоящее время в России, никаких запретов на использование септиков и почвенной фильтрации не содержит. Естественно, данный способ утилизации стоков не лишен недостатков и имеет свою область применения. Но она значительно шире, чем мы наблюдаем в настоящее время в России.

Подробнее об автономных системах канализации читайте в книге:

Автономные системы канализации. Теория и практика