Индивидуальные очистные сооружения

К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооруже­ния, пропускная способность которых не превышает 25 м³/сут. Индивиду­альные очистные сооружения предназначены для очистки бытовых сточ­ных под от отдельно стоящих домов или от группы зданий. Бытовые сточ­ные воды формируются из двух основных потоков. Первый хозяйствен­ный (или как его еще называют «серый»), который включает сточную воду от умывальников, кухонных раковин, ванн, душа, стирки и т.д.

Второй — фекальный (или «черный») от унитазов и писсуаров. Масса фекалий на од­ного взрослого человека составляет около 1500 г/сут (из них мочи около 1250 г). Количество «серых сточных вод» зависит от степени благоустрой­ства жилища — от 15-40 л/чел в сут, при отсутствии централизованного во­допровода до 100-200 л/чел в сут при его наличии, или автономном водо­снабжении здания. Непосредственно на формирование фекального стока затрачивается около 15 л/чел в сут чистой воды. Хозяйственные и фекаль­ные сточные воды очень сильно различаются по своему физико-химическому составу и иногда их целесообразно не объединять в единый ноток, а обезвреживать раздельно.

Септик применяется для механической очистки сточных вод перед сооружениями естественной биологической очистки (рис. 24.1, а). Изготав­ливают септики из сборного или монолитного железобетона, кирпича с со­ответствующей гидроизоляцией. Септики заводского изготовления могут быть из металла или пластмасс. Производительность септика 0,4-12 м³/сут, а при соответствующем обосновании до 25 м³/сут. Время пребывания сточ­ной жидкости в септике от 1 до 3 сут, а выпавшего осадка от 6 до 12 мес. За время пребывания в септике осадок уплотняется и частично подвергается анаэробному разложению, влажность его к моменту выгрузки составляет около 90%.

При расходе сточных вод до 5 м³ /сут полный расчетный объем септика следует принимать равным 3-суточному притоку, свыше 5 м³/сут — 2,5 — суточному.

При расходе до 1 м³/сут применяют однокамерные септики, до 10 м³/сут — двухкамерные и при больших расходах — трехкамерные. В двух­камерных септиках объем первой камеры составляет 0,75 расчетного объ­ема, в трехкамерных септиках — 0,5, вторая и третья камеры соответственно по 0,25 расчетного объема.

Объем иловой части септика Wил, м³ определяется по формуле:

где 0,1875 — расчетное суточное количество осадка на 1 человека, л; N — число жителей, пользующихся септиком, чел.; T — период между опорожнениями иловой части септика, сут.

Осадок из септика удаляется через иловыжимную трубу насосом или откачкой в ассенизационную машину. Около 20% осадка необходимо оставлять в иловой камере для затравки вновь поступающего осадка анаэробными микроорганизмами, что ускоряет процесс его разложения.

Основным недостатком септика является образование корки на по­верхности воды, что существенно затрудняет выход газа (метана и сероводо­рода). Также наблюдается циркуляция осадка в толше очищаемой воды -подъем с пузырьками газа выпавшего осадка и его осаждение при избавлении от них. Этот недостаток, приводящий к загрязнению уже очищенной жидко­сти, позволяет устранить конструкция двухъярусного септика (рис. 24.1, б).

Двухъярусный септик разделен отстойными желобами на две части — отстойную зону и септическую, при этом газы в отстойную зону не попа­дают. Впуск и выпуск сточной воды оборудуется в септике с помощью по­лупогружных досок, или тройниками, что позволяет исключить прямоток и осуществить забор очищенной воды из-под уровня. Верхняя часть тройника должна возвышаться над уровнем воды в септике не менее чем на 200 мм, а нижняя — побужена в воду на 300-400 мм. Лоток подводящей трубы рас­полагается не менее чем на 0,05 м выше расчетного уровня воды в септике. Между перекрытием септика и расчетным уровнем воды должно быть про­странство не менее 0,35 м. Сверху септик перекрывается крышкой (плитой) с люком, имеющим вентиляционное отверстие, гидроизолируется и покры­вается слоем земли толщиной 0,5 м. Обработанная в септике жидкость по­ступает на фильтрующие колодцы, поля подземной фильтрации или в фильтрующие траншеи.

Эффект очистки сточных вод в септике по БПКполн достигает 35%, а по взвешенным веществам 70-95%.

Фильтрующие колодцы, как правило, применяют для полненной очники ионных вод после септика при расходах до 1 м3 в сут. Возможна непосредственная очистка в фильтрующих колодцах так называемых «серых стоков» — бытовых сточных вод, не содержащих фекалии и жиры, на­пример, от умывальников, душеных или ванных комнат. Фильтрующая поверхность колодца определяется площадью его дна и перфорированных стенок. Пропускная способность фильтрующего колодца зависит от вида грунта. В песчаных грунтах из расчета 80 л/сут на 1 м² фильтрующей по­верхности, в супесчаных — 40 л/сут. Фильтрующие колодцы строят из кир­пича, сборного или монолитного железобетона, чаще всего из железобетонных колец диаметром 1,5-2 м и глубиной до 2 м. Днище и стенки фильтрующих колод­цев обсыпают щебнем крупностью 40-60 мм. Внутри колодца засыпают такой же щебень слоем до 1 м. Общий вид фильтрую­щего колодца представлен на рис. 24.2.

Эффект очистки сточных вод по БПКполн и по взвешенным веществам в фильтрующем колодце мо­жет достигать 100%.

Поля подземной фильтрации применяются на песчаных и супесчаных грунтах и представляют собой систему ороситель­ных труб, уложенных на глубину 0,6-0,9 м, но не менее 1 м выше уровня грунтовых вод. В состав системы водоотведения с полями подземной фильт­рации входят: септик, дози­рующие и распределитель­ные устройства, сеть ороси­тельных труб.

Гидравлическая нагрузка на оросительную сеть полей фильтрации по данным СНиП представлена в табл. 24.1.

Дозатор, питающий распределительную систему нолей подземной фильтрации, должен обеспечивать выброс не менее 20% осветленной в септике сточной жидкости от объема всей дренажной сети орошаемом уча­стке для легких суглинков и не менее 50% для супеси и песка. Обычно в качестве дозатора применяются сифоны.

Оросительная система состоит из керамических, перфорированных асбестоцементных или пластмассовых труб, уложенных с уклоном 0,001-0,003 в сторону течения в песчаных грунтах и горизонтально (без уклона) — в супесчаных или суглинистых. Диаметр фильтрационных труб 100-150 мм, ширина перфорационного пропила (на глубину около половины диаметра трубы) — около 15 мм, расстояние между пропилами 0,2 м. Оросительные трубы рекомендуется укладывать на подсыпку из мелкого гравия, щебня, битого кирпича или шлака и т.д. слоем 20-50 мм.

При расходе сточной жидкости свыше 0,5 м³/сут оросительные трубы укладываются параллельно на расстоянии 1,5 — 2 м в песчаных и до 2,5 м в супесчаных грунтах. В конце оросительных труб необходимо устро­ить либо индивидуальный вентиляционный стояк, либо предусмотреть об­щий вентиляционный коллектор с одним стояком. Высота вентиляционного стояка не менее 0,5 м над поверхностью земли. Общий вид полей подзем­ной фильтрации представлен на рис. 24.3.

Эффект очистки сточных вод по БПКполн и по взвешенным веще­ствам на полях подземной фильтрации составляет до 100%.

Фильтрующие траншеи устраиваются на слабофильтрующих грунтах (суглинки, глины) и представляют собой искусственные углубления, в которые уложены оросительные и дренажные сети. Такие траншеи разме­щают обычно вблизи оврагов, траншей, болот или водоемов, в которые само­теком поступают очищенные сточные воды. Длина фильтрующей траншеи определяется расчетом, но не должна превышать 30 м, ширина траншеи по низу не менее 0,5 м. Заглубление оросительной сети не менее 0,5 м.

Пространство между оросительной и дренажной сетью, располо­женное под оросительной на глубине 0,8-1 м, заполняется крупным песком. Расстояние между осями отдельно расположенных фильтрующих траншей около 3 м. Нагрузка на 1 м протяженности фильтрующей траншеи 50-70 л/сут. Общий вид фильтрующей траншеи представлен на рис. 24.4.

Песчано-гравийные фильтры конструктивно похожи на фильт­рующие траншеи. Однако расстояние между оросительными и дренажными трубами 1-1,5 м по высоте, и они размещаются и котловане параллельными линиями, также на расстояние 1-1,5 м. Оросительные и дренажные трубы обсыпаются крупнозернистым фильтрующим материалом — гравием, щеб­нем или котельным шлаком (толщина обсыпки 15-20 см), а остальное пространство между ними заполнено также крупным песком. Нагрузка на 1 м длины примерно лакая же, как и у фильтрующей траншеи. Общий вид песчано-гравийного фильтра представлен на рис. 24.5.

Компактные блоки очистных сооружений (КБС), предназначен­ные для очистки бытовых и близких к ним но составу сточных вод от от­дельно стоящих объектов (коттеджи, пункты питания, блокпосты и т.п.) производительностью 1-6 БПК_полн; 10-25 и 50 м³/сут разработаны МГСУ и ОАО ЦНИИЭП инженерного оборудования.

Технологический процесс включает в себя нитрификацию и денитрификацию сточных вод в аэротенках с инертным плоскостным носителем микрофлоры. В состав сооружений входит двухъярусный отстойник, вы­полненный в виде отстойного желоба, аэротенки с инертным носителем микрофлоры, осветлитель очищенных сточных вод со встроенным высоко­пористым фильтром доочистки, установка обеззараживания сточных вод. В ходе очистки происходит снижение: БПКполн с 300 до 3 мг/л; взвешенных веществ с 260 до 3 мг/л; азота аммонийного с 15 до 0,4-0,5 мг/л; фосфатов с 11 до 0,25 мг/л и СПАВ с 8-10 до 0,05 мг/л. Насыщение сточной жидкости кислородом осуществляется аэраторами при помощи компрессоров или эжекторами. Обработка осадка осуществляется в двухъярусном отстойнике с последующим вывозом ассенизационной машиной. Сооружение выпол­няется из металла с внутренними перегородками, круглым, многогранным или прямоугольным в плане. Технологическая схема блока КБС-2-4 пред­ставлена на рис. 24.6.

Создана серия компактных очистных сооружений «Контакт» пропускной способностью от 0,5 до 25 м3/сут. (рис. 24.7).

На этих установках происходит биохимическая очистка хозяйст­венно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод с БПКполн не более 500 мг/л и содержанием взвешенных веществ не более 300 мг/л. Установка работает в режиме продленной аэрации. Объем емко­стей рассчитывается на максимальный суточный расход сточных вод с уче­том объема иловой смеси (25-30% от суточного расхода сточных вод). При производительности до 8 м³/сут установка состоит из аэротенка-отстойника и емкости контактного резервуара и в качестве аэратора в ней применяется вертикальный водовоздушный эжектор с погруженным моноблочным насосом типа «Гном». Установки производительностью от 12 до 25 м3/сут состоят из двух емкостей: аэротенков-отстойников и емкости контактного резервуара, а эжекторные аэраторы питаются от горизонтальных или вертикальных насосов, расположенных в отдельном (сухом) колодце или на­сосной станции.

Установка «Котлы» работает следующим образом. При подаче сточной жидкости и работе в режиме аэрации уровень жидкости в установ­ке поднимается и за 1 ч до достижения максимума отключается насос, пи­тающий эжектор и начинается осаждение ила. При достижении макси­мального уровня жидкости включается насос для откачки очищенных сточ­ных вод. Когда уровень сточных вод понизится до минимума, насос откач­ки отключается и включается насос, питающий эжектор. Цикл повторяется. Расчетная степень очистки сточных вод по БПКполн — 95-98% и но взвешен­ным веществам — 95%.

Ю.В Воронов, С.В.Яковлев

«Водоотведение и очиства сточных вод»