Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д»

Необходимость разработки, как для индивидуальных, так и локальных очистных сооружений гибридных комплексов очистки хозяйственно-бытовых сточных вод обусловлена тем, что на текущий момент несмотря на декларативные заявления производителей ни экономичные по энергозатратам септики с анаэробным биоценозом, ни энергоемкие аэротенки с превалирующими культурами аэробных бактерий даже при выходе сооружения в рабочий режим не в состоянии обеспечить полную биологическую очистку стоков, сбрасываемых на рельеф, в водоем, а также на поля орошения (с учетом действующих норм санитарных зон) или в централизованную систему канализации до уровня требований действующих нормативно-правовых актов. Причем, если лучшие разработки отечественных или зарубежных производителей сооружений анаэробной или аэробной биологической очистки способны снизить до нормируемых показателей содержание взвешенных веществ, органических соединений по ХПК, БПК и, в той или иной мере по аммонийному азоту, то очистка стоков на выходе от нитритов, нитратов, а тем более от фосфатов de facto является декларативной в то время, как уже принятый в первом чтении Законопроект № 386179-6 «О внесении изменений в Федеральный закон N 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» и некоторые законодательные акты Российской Федерации» в изменениях в часть 1 ст. 26 N 416-ФЗ регламентирует нормирование концентраций соединений азота и фосфора для стоков после биологической очистки.

Справка: К нормируемым в развитых странах мира биогенным элементам относят азот, фосфор и калий, а содержание соединений азота и фосфора в сточных водах контролируется в основном из-за рисков эвтрофикации водоемов вследствие того, что 1 мг азота продуцирует от 20 мг до 25 мг, а 1 мг фосфора – от 40 мг до 250 мг водорослей. Вместе с тем, попадающие в поверхностные воды, в почву азотные и фосфорные соединения ассимилируются растениями и деревьями, в том числе овощными, плодоягодными культурами, попадают в организм травоядных животных и далее – в виде свежих овощей, ягод, плодов, молока, мяса и т.д. - в организм человека. Хотя сами нитраты не токсичны, но под действием ферментов микроорганизмов щитовидной железы, желудка нитраты преобразуются в нитриты, провоцирующие трансформацию гемоглобина крови в метгемоглобин, а также образующие с нитратами и аминокислотами канцерогенные нитрозоамины, способствующие образованию и развитию онкологических патологий в виде злокачественных опухолей, а также образованию и развитию заболеваний печени. Фосфор в виде фосфорорганических соединений связывает и инактивирует биологические катализаторы различных реакций в организме, причем обладает кумулятивными свойствами, что усиливает его токсичность, а фосфорорганические соединения различного строения входят в состав системных инсектицидов и являются одним из ключевых компонентов боевых отравляющих веществ.

Основная доля органических азотных соединений - фекалии и пищевые отходы, а неорганические соединения азота (восстановленные NH4+ и NH3, окисленные NO2- и NO3) в основном образуются при гидролизе мочи и в процессах аммонификации белковых соединений, нитри- и денитрификации. Фосфор в сточных водах находится в виде кислых и нормальных растворимых и нерастворимых ортофосфатов, полифосфатов и органофосфатов, а попадает в хозяйственно-бытовые стоки из-за использования синтетических моющих средств (тринатрий фосфат Na3PO4 в стиральных порошках, моющих средствах) и водоподготовки (умягчение воды, снижение отложений на нагревательных элементах котлов, посудомоечных, стиральных машин и пр. - пирофосфат натрия Na4P2O7, трифосфат натрия Na5P3O10; гексаметофосфат натрия Na6P6O12 и т.д.).

Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д»

Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д» - моноблок из стойкого к химическим и биологическим веществам полимера (для условий эксплуатации в нагружаемых и/или подвижных грунтах – из наполненных термопластов – стеклопластиков) с перегородками, разделяющими различные функциональные зоны. Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д» выполнены в виде вытесняемого гибридного реактора с анаэробной, аэробной, аноксидной зонами, формируемыми в септике, затопляемых биофильтрах, аэротенке, и этапом механической очистки, что позволяет уже в начале процесса осаждать (и удалять) до 75% органического вещества, а по завершении биологической очистки добиться ПДК по нормируемым показателям качества стоков, в том числе азотным соединениям и фосфору, достаточным для сброса очищенных сточных вод на рельеф (при соблюдении норм санитарных зон) или в городскую канализационную сеть (для локальных очистных сооружений).

При разработке и проектировании проточных гибридных сооружений биологической очистки «ЭКО-Д» учитывались:

• необходимость разработки сооружения, максимально экономичного, как по энергопотреблению, так и материалоемкости с минимальными временными, трудовыми и финансовыми затратами на обслуживание. Для этого гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д» созданы проточными самотечными в виде одного моноблока с перегородками, отделяющими функциональные зоны с разным превалирующим способом очистки стоков, причем точный расчет скоростей потока сточных вод, их времени обработки в разных зонах, а также использование иммобилизованного биоценоза в анаэробной, аноксидной и аэробной зонах дал возможность практически нивелировать прирост ила за счет трофической саморегуляции, что позволило выйти на сроки обслуживания сооружений «ЭКО-Д» не чаще раза в год;
• необходимость создания унифицированного сооружения на базе самых прогрессивных технологий и способов механической и биологической очистки, пригодного для эффективного удаления органических загрязнений и биогенных элементов (азота и фосфора) вплоть до норм сброса стоков на рельеф (при условии соблюдения санитарных зон), и несложно адаптируемого, как в системы нецентрализованного водоотведения, так и в системы ЛОС для производственных, коммерческих объектов и фермерских хозяйств со средним расходом менее 5 л/с и коэффициентом неравномерности 3, в том числе в системах водоотведения, где перепад высот между уровнем водозабора и уровнем сброса очищенных стоков в коллектор централизованной системы канализации или сборный колодец перед сбросом на рельеф, в сооружения естественной очистки и пр. не позволяет применять самотечные системы. Для решения этой проблемы самотечные гибридные системы биологической очистки «ЭКО-Д» выполнены масштабируемыми с возможностью интеграции до и после моноблока сооружения водоподъемных модулей с насосными агрегатами/установками (версии «ЭКО-Д- Хн»);
  
  
  Таблица. Гарантированная эффективность очистки стоков в сооружениях «ЭКО-Д» (при выходе сооружения в рабочий режим).

  Загрязняющее вещество	На входе в сооружение	После очистки	Норма по СанПиН, ПДК
  БПКп, мг/л	250	4	4
  Взвешенные вещества, мг/л	220	0,75	0,75
  Азот аммонийных солей, мг/л	25	0,5	2,0
  Фосфаты, мг/л	10	0,5	0,5
  Нитраты, мг/л	-	9	9
  Нитриты, мг/л	-	0,02	0,02
  Поверхностно-активные вещества, мг/л	8	0,2	0,2

  
  
• требования СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения. (Sewerage. Pipelines and wastewater treatment plants). Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85» (с Изменением N 1, утвержденным и введенным в действие c 25.03.2016 приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 декабря 2015 г. N 986/пр), в том числе пп. 4.9, 6.1.1, 9.2.6.3 и др., в том числе п. 6.3.8, допускающего отсутствие гидроизоляции при наличии высокого уровня грунтовых вод в случае, если подземные сооружения выполнены из полимерных материалов, а также результаты исследований и полигонных испытаний различных схем гибридных сооружений для очистки хозяйственно-бытовых стоков.

Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д» включают:

 
Рис. Проточные гибридные сооружения биологической очистки «ЭКО-Д», где: 1 – септик-отстойник (анаэробная зона); 2 - септик-биофильтр с иммобилизованным на плавающей ПП загрузкой, гибридным биоценозом (анаэробно-аноксидная зона); 3 - затопляемый биофильтр с мелкопузырчатым аэратором и иммобилизованным биоценозом на гравийной загрузке (аноксидная зона); 4 - отстойник; 5 - аэротенк с иммобилизованным гибридным биоценозом на плавающей ПП загрузке и гравийной загрузке с принудительной аэрацией (аэробная зона); 6 - отстойник-осветлитель; 7 – плавающая ПП загрузка; 8 – аэратор; 9 – гравийная загрузка; 10,11,12,13,14 - шаровые краны.

• септик-отстойник, емкость и длина которого определена методом математического моделирования, проверена полигонными испытаниями и подтверждена успешной эксплуатацией на различных объектах, как с нецентрализованной системой водоотведения в частных домах, коттеджах, гостиницах, так и ЛОС коттеджных поселков, небольших ферм, предприятий пищевой промышленности. Септик-отстойник служит для фазово-дисперсного разделения стоков путем осаживания твердых частиц, взвесей, коллоидов, а также выступает в роли усреднителя для буферизации изменения параметров воды на входе (температуры, расхода, концентрации загрязняющих веществ), что позволяет направлять в следующие модули сооружения стоки усредненного состава и оптимальной для процессов биологической очистки температуры, а значит поддерживать биоценозы анаэробной, аноксидной и аэробной зон в максимально стабильном функциональном состоянии. В септике-отстойнике, по сути, начинающем анаэробную зону биологической очистки идут с разной интенсивностью процессы механического разделения, анаэробного сбраживания стоков, аммофикации, отчасти нитри-денитрификации, происходит рост и развитие фосфорных бактерий, обеспечивающих стоки фосфатами в концентрациях, необходимых для эффективной биологической очистки в анаксидной и аэробной зонах;
• современный септик-биофильтр с гибридным биоценозом, иммобилизованным на плавающей ПП загрузке, где присутствуют анаэробные, микроаэрофильные и анаммокс колонии бактерий. В этой зоне, по факту анаэробно-аноксидной, с участием иммобилизованных экзоферментов облигатных и факультативных анаэробов происходит гидролиз основной части растворенной органики, причем благодаря просчитанному с помощью математического моделирования оптимальному времени гидравлической задержки условия процесса максимально приближены к условиям чистой ферментации, а активное потребление летучих жирных кислот и легкоокисляемой органики микроорганизмами биоценоза сегмента полифосфатной группы создает лучшие условия для биологического удаления фосфора в аэробной зоне сооружения. В септике-биофильтре с иммобилизованном гибридным биоценозом продолжаются процессы аммофикации, нитри-денитрификации с преобладанием образования восстановленных форм NH4+ и NH3, а интенсивное зарождение и увеличение колоний простейших позволяет выйти на стабилизацию объемов прикрепленного биоценоза за счет трофической саморегуляции активного ила, причем микроорганизмы находятся в стационарной фазе роста, что определяет их высокую устойчивость к рН, температуре, сбалансированности стока, а значит жизнеспособность биоценоза и эффективность работы этой зоны проточного гибридного реактора;
• затопляемый биофильтр с мелкопузырчатым аэратором и иммобилизованным биоценозом на гравийной загрузке, где происходят процессы активной нитрификации, но с одновременным протеканием денитрификации, вследствие чего уравновешиваются рост и отмирание микроорганизмов и, соответственно стабилизируется объем и работоспособность прикрепленного активного ила. Благодаря мелкопузырчатой аэрации стоки практически не насыщаются кислородом, но достигают оптимального значения rH2, когда происходит потребление микроорганизмами кислорода, поступающего с нитратами, сульфатами, карбонатами или углекислотой, активная нитрификация, денитрификация и ассимиляция фосфора, а сам биоценоз поддерживается в активной фазе роста;
• отстойник, используемый в основном для осаждения ила с колониями анаэробных и, отчасти микроаэрофильных бактерий, вынесенного из анаэробной и аноксидной зон и способного нарушить равновесие биоценоза в аэробной зоне биологической очистки – аэротенке. Осажденный активный ил транспортируется из отстойника в септик, а осветленные стоки направляются самотеком в аэробную зону гибридного биореактора;
• аэротенк выполнен с иммобилизованным гибридным биоценозом на плавающей ПП загрузке, а также иммобилизованным биоценозом на гравийной загрузке с принудительной аэрацией, что позволяет культивировать на ПП загрузке (и отчасти на гравийной) гибридный биоценоз из слоев анаэробных (нижний слой), микроаэрофильных (промежуточный слой) и аэробных колоний бактерий наряду с простейшими, поддерживающими трофическую саморегуляцию активного ила. В аэробной зоне благодаря высокой концентрации растворенного кислорода в условиях интенсивной аэрации протекают процессы аэробной очистки от органических веществ, нитрификации, но интенсивно идут процессы дефосфотации за счет активного потребления фосфатов фосфорными бактериями и преобладают процессы денитрификации, причем биовосстановление органических веществ во время денитрификации в значительной степени осуществляется не растворенным кислородом, а нитратами, что позволяет сократить расход воздуха аэратора и, соответственно, затраты на аэрацию. По сути, в аэробной зоне завершается процесс глубокой очистки стоков от органики, в том числе на молекулярном уровне, и биогенных элементов до ПДК, достаточных для сброса стоков на рельеф (через оросительную систему, в кювет), а, тем более – в централизованную канализационную систему водопроводно-канализационных хозяйств;
• отстойник-осветлитель предназначен для осаживания вынесенного из аэротенка активного ила, который затем направляется в септик-отстойник, чем обеспечивается поочередная аэробная и анаэробная обработка активного ила, позволяющая довести эффект удаления фосфатов до 70%.

Типоряд моделей гибридных сооружений биологической очистки «ЭКО-Д».

На остальные модели предоставляется техническая информация по письменному обращению...

ВНИМАНИЕ:

Правила использования септиков и систем очистки:

Выполняейте правила эксплуатации и своевременно производите обслуживание септиков, и он, как минимум, пятьдесят лет будет думать о Вас!

Запрещается:

• спускать в септики сгнившие остатки овощей;
• сбрасывать в септик неразлагаемые полимерные соединения (средства контрацепции, прокладки, сигареты, пакетыи т.п.);
• сливать в канализацию краски, растворители, нефтепродукты (бензин, керосин), горюче-смазочные материалы, машинные масла, антифриз, спирт , кислоты, щёлочи,и т.п.;
• утилизировать в септик отходы садоводства и садовый мусор ;
• спускать в септик хлоросодержащиме препараты и лекарственные препараты ("Белизна" ,"Персоль" и им подобными);
• сбрасывать в систему канализации большое количество шерсти от домашних животных;
• отходы после строительных работ (известь, цемент и прочее);
• сбрасывать в канализацию отходы от лесных грибов;
• примененять антисептические дозаторы в унитазах;

Разрешается:

• сбросывать канализационные стоки и туалетную бумагу;
• спускать в систему канализации чистящие средства не на основе хлора;
• сливать стоки с моечных и стиральных машин не содержащие хлор;
• душевые и банные стоки;
• кухонные стоки.