Био-септики, емкости и бактерии для септиков

Био септик (или септик, septikos, с греческого – гнилостный) по факту - это проточный отстойник с разложением органосодержащих загрязнений анаэробной (без присутствия кислорода воздуха) микрофлорой микроорганизмов-метаногенов и флотационными процессами осветления стоков за счет выделяющихся при сбраживании осадка газов. Т.е. емкость для септика – проточная, что отличает септики от накопительных емкостей-выгребов из различных материалов с разной степенью герметичности корпуса, в том числе выгребных ям. Одновременно с этим бактерии для септиков – и чистые и факультативные анаэробы с активной жизнедеятельностью в отсутствие и угнетением в присутствии свободного кислорода воздуха в отличие от своих антагонистов - бактерий аэробной микрофлоры аэротенков, биофильтров, биореакторов, а процессы в септиках естественные (если не вносятся биологические средства для септиков, а стоки поступают в емкость для септика и выносятся из нее самотеком), происходящие без каких-либо энергетических затрат, как в метантенках (для подогрева субстрата), аэротенках (для обеспечения аэрации), биофильтрах (на орошение или принудительную циркуляцию) или биореакторах (на аэрацию, перекачку активного ила и т.д.).

Справка: В последние десятилетия, а особенно после введение в действие Федерального закона №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 и утвержденных Правительством РФ «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» (распоряжение Правительства РФ от 17.11.2008 N 1662-р) и «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» (распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 N 1715-р), все большее внимание разработчики очистных сооружений уделяют энергетической эффективности септиков. И это не nonsense, поскольку:

• септики сегодня используются не только и не столько в автономных системах канализации частных домов, коттеджей, дач (см. об автономной канализации домов, дач, коттеджей здесь и в этом материале), сколько являются неотъемлемой частью локальных очистных сооружений (ЛОС) промышленных объектов (см. подробнее о локальных очистных сооружениях предприятий-абонентов водопроводно-коммунального хозяйства здесь и о ЛОС примышленных объектов в этом материале) и заводских комплектных или проектных станций (комплексов) очистки стоков;
• любой правильно спроектированный и эксплуатируемый биотанк септик в процессе отстаивания и частично флотации при биологической обработке загрязнений дает концентрированные высококачественные удобрения, полноценные по содержанию азота, обеззараженные и полностью готовые для внесения в почву;
• в результате жизнедеятельности людей, большей доли производственно-технологических процессов, а также при водоотведении в процессах биологической очистки стоков аэробной микрофлорой образуется значительное по объему количество органосодержащих жидких отходов (промышленные/производственные, производственно-бытовые, хозяйственно-бытовые стоки, седиментационные осадки, жидковязкие биомассы активного ила аэротенков, биореакторов, двухярусных отстойников, биофильтров и пр.) с ежегодным приростом по данным некоторых экспертов до 200 миллиардов тонн. Обработка этих биомасс экономически целесообразна в септиках, где бактерии для септика в результате жизнедеятельности осуществляют микробиологическую анаэробную конверсию биомассы отходов и/или активного ила в биогаз - смесь метана с диоксидом углерода, который является de facto бесплатным (сопутствующим работе септиков) вторичным энергетическим ресурсом и может использоваться на самих сооружениях очистки сточных вод (для подогрева субстрата метантенков, в качестве энергоресурса аэрации, флотации и т.д.) и/или для нужд промышленных объектов/станций очистки стоков.

Т.е. по факту благодаря анаэробам – бактериям для септика и специфике работы сооружения, не требующей энергии извне, септик для воды с органическими загрязнениями обеспечивает:

• эффективную и экономичную по затратам очистку высоко загрязненных производственных, производственно-бытовых, хозяйственно-бытовых сточных вод, а также биомасс активного ила других очистных сооружений с снижением концентраций ограносодержащих загрязнений в несколько раз, практически полным уничтожением уничтожение яиц гельминтов, иной вредной микрофлоры и даже семян сорных растений;
• образование обеззараженных удобрений высокого качества с максимально полной минерализацией требуемых для роста и жизнедеятельности растений азота и фосфора в отличие от типовых технологий компостирования, при которых в удобрении теряется от 30 до 40% азота;
• микробиологическую анаэробную конверсию биомассы отходов и/или активного ила в биогаз с КПД трансформации внутренней энергии органики до 90%;
• стабильные показатели очистки ограносодержащих стоков конкретного усредненного состава сточных вод (если жизнедеятельности анаэробных бактерий, адаптированных для конкретного субстрата во время эксплуатации, не мешают вносимые владельцем средства для септиков), как правило, достаточные для последующей доочистки в полях подземной фильтрации, фильтрующих колодцах, траншеях, кассетах или в других сооружениях биологической очистки – биофильтрах, аэротенках, биореакторах – для сброса в водоем.

Кроме того, септики по факту являются технологически необходимым буфером между канализационной сетью дома, предприятия, объекта и другими очистными сооружениями, на порядки снижающим нагрузку на аэротенки, биофильтры и т.д. и нивелирующим критические негативы залповых сбросов, резкие скачки концентраций загрязняющих веществ и пр.

Био септики и емкости для септиков в нормативно-правовых актах России.

В формализованном Минстроем России обозначении работы био септика в МДС 40-2.2000 «Пособие по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов (водоснабжение, канализация, теплоснабжение и вентиляция, газоснабжение, электроснабжение)» в септике происходит преимущественно «механическая очистка сточных вод за счет процессов отстаивания», частично физико-химическая очистка флотацией с выносом фракций загрязнений газами, образующимися «в процессе анаэробного разложения осадка» и «частично биологическая очистка» анаэробным разложением органических загрязнений стоков.

В качестве емкости для септика МДС 40-2.2000 и альбом «Автономные системы инженерного оборудования одноквартирных и блокированных жилых домов» предлагает использовать сборные железобетонные кольца, монолитный бетон в конструкциях вида колодца с обеспечением высоты сухого объема на уровнем стоков не менее пол метра.

Для санитарно-защитной зоны от септика до жилого здания/дома МДС 40-2.2000 регламентирует расстояние не менее 5 м, а объем септика рекомендует принимать равным 2,5-кратному суточному притоку сточных вод, если осадок из камеры будет удаляться 1 раз в год и на 20% меньше при условии удаления осадка 2 раза в год. СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85) устанавливают нормы объемов септика при расходе до 25 единиц эквивалентного числа жителей (ЭЧЖ) не менее 3-кратного, а при расходе более 25 ЭЧЖ - не менее 2,5-кратного суточного притока, причем для водоотведения с расходом ЭЧЖ ≤ 5 допускают использование однокамерных септиков, ЭЧЖ ≤ 25 – двухкамерных, ЭЧЖ более 25 – трехкамерных.

Здесь следует отметить, что:

• определение «частично» не вполне корректно в отношении степени биологической очистки, которую могут и должны выполнить анаэробные бактерии для септика, поскольку правильно спроектированный биотанк септик, вышедший на свой режим работы с конкретным составом субстрата стоков, обеспечивает гарантированное снижение концентраций загрязнений хазяйственно-бытовых стоков и (при соответствующих мероприятиях по доочистке) большинства промышленных сточных вод до требований действующих СанПиН 2.1.7.573-96 «Почва. Очистка населенных мест. Бытовые и промышленные отходы. Санитарная охрана почв. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения», а значит и с запасом – для полей почвенной фильтрации, фильтрационных кассет, колодцев, траншей и т.д.

Таблица. Средние показатели сточных вод для орошения в мг/л согласно норм СанПиН 2.1.7.573-96.

Таблица. Микробиологические и паразитологические показатели качества стоков для орошения по СанПиН 2.1.7.573-96.

• железобетнные изделия, железобетон или иные стеновые материалы на базе песка и цементного вяжущего для корпуса септика использовать нежелательно, поскольку через квадратный метр стены даже из железобетона толщиной до 100 мм при давлении столба в 2 м в почву за сутки просачивается около 3 л жидкости – по факту концентрированных загрязненных стоков, а значит необходимо увеличить санитарно-защитную зону и, соответственно вырастут расходы на материалы и уменьшится возможность создания самотечной системы канализации;

• форма колодца сегодня не считается целесообразной для септика – оптимальной будет пластиковая (или стеклопластиковая – см. более детально здесь) (ссылка на http://www.eco61.ru/catalog/detail.php?ID=3629) емкость для септика в виде цилиндра или параллелепипеда с горизонтальным расположением оси цилиндра/большей грани параллелепипеда, что позволит увеличить объем и снизить зависимость от уровня грунтовых вод, а также обеспечит перетекание стока с малой скоростью, но максимальным эффектом отстаивания, флотации и разложения бактериями для септика.

Бактерии для септиков в процессе биологической очистки органосодержащих сточных вод

Бактерии для канализации – чрезвычайно широкий спектр микроорганизмов, которые делят на аэробные и анаэробные по общему признаку – необходимости присутствия или полного отсутствия для жизнедеятельности воздуха, причем даже бактерии для септиков – факультативные анаэробы, которые работают на первой стадии метанового разложения органических загрязнений и создают условия для функционирования чистых анаэробов, в своей жизнедеятельности используют кислород, растворенный в жидкой биомассе стоков.

На первой стадии метанового разложения – кислотной ферментации происходит сбраживание осадка с протеканием двух типов химических реакций в зависимости от содержания углеродов: 2С6Н12О6 = 2СН3(СН2)2СООН + СН4 + 3СО2 + 2Н2О – при умеренном содержании углеродов и 2 С6Н12О6 = СН3СООН + СН3СН2СН2СООН + 6Н2 + 6СО2. На втором этапе метанового разложения – метановой ферментации работают бактерии для септиков – чистые анаэробы рода Methanobacterium suboxydans и Methanosarcina methanica, разлагающие полученные при кислородной ферментации уксусную, масляную и пропионовую кислоты до метана и диоксида углерода.

Вместе с тем, ни факультативные анаэробы, ни чистые анаэробы и в целом бактерии для септика не гомогенны по своей природе – любая бактериальная микрофлора содержит гетерогенные бактериальные популяции (Вacilli-, cocci-, spirilla- и sarcina-содержащие цисты различных размеров, волокнистые бактериальные палочки и т.д), создается (или адаптируется) и сугубо индивидуальна для каждого состава сточных вод по исходной воде и загрязнениям.

Именно поэтому для ускорения выхода нового септика в рабочий режим работы МДС 40-2.2000 рекомендует использовать превентивную загрузку бактериальной среды из аналогичных сооружений соседних объектов или, в качестве исключения – осадка из выгребной ямы, но при условии, что этот осадок находился в выгребе, а значит и адаптировался под стоки в течение года.