CC BY
22УДК 628.543.1
Г.Э. Букалов
СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ВОПРОСА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
В статье рассмотрен принцип работы локальных очистных сооружений, указаны их достоинства и недостатки. Приведен сравнительный анализ существующих сооружений очистки стоков по основным технологическим и экономическим параметрам. В результате анализа установлено, что локальные очистные сооружения обладают значительными преимуществами и экономически целесообразны.
Ключевые слова: сточные воды, локальные очистные сооружения, выгребная яма, биологическая система очистки.
20 век, век урбанизации, дал импульс внедрению систем канализации: проектирование, монтаж и эксплуатация которых вышли на новый уровень. Многоэтажное строительство зданий и сооружений, промышленное производство, рост численности населения требовали развития инженерных систем.
В последние 50 лет, когда уровень благосостояния позволил жителям перебраться в пригород, начался новый этап урбанизации (так называемый субурбанизация), давший импульс развитию автономных систем канализации [1]. Эти локальные очистные сооружения стали серьезной альтернативой централизованным системам канализации.
У любого владельца индивидуального жилого дома неизбежно возникает проблема перенести блага цивилизации, к которым они привыкли, в свой загородный дом. Одновременно с решением вопроса подведения систем водоснабжения возникает проблема водоотведения. Основными вариантами решения этой проблемы могут быть:
-накопители сточных вод, фильтрующий колодец, выгребная яма; -септик с полем фильтрации и без фильтрации; -биологическая очистка в аэротенке и подобных сооружениях; -комбинированные системы очистки [2].
Целью данного исследования является выявление у автономных очистных сооружений положительных качеств, как с физической точки зрения, так и с экономической, по отношению к другим сооружениям очистки.
На рисунке 1 и 2 представлена схема работы локальных очистных сооружений . Сточная вода по подводящему трубопроводу поступает в приемный резервуар А, в котором расположен мелкопузырчатый аэроэлемент 2. В приемном резервуаре осуществляется интенсивная аэрация, при этом вода перемешивается с активным аэробным илом, а также измельчаются мягкие органические включения, поступающие со сточной водой. Вода из приемного резервуара А, через фильтр крупных фракций 1, перекачивается главным аэрлифтом неочищенной воды 3 в аэротенк В, где находится активный ил во взвешенном состоянии и заглубленный вторичный отстойник С (ВО). В аэротенке при этом происходит интенсивная аэрация. Аэратор аэротенка 4 и ВО расположены таким образом, чтобы обеспечивалось вертикально-круговая циркуляция воды с активным илом в аэротенке вокруг ВО. Такое движение смеси воды и активного ила позволяет создать зону денитрификации без использования дополнительной мешалки, так как при движении части очищаемой воды с активным илом вниз концентрация кислорода в воде падает, усиливается денитрификация, образующиеся при этом пузырьки азота легко отделяются от частичек ила за счет циркуляции воды. После зоны денитрификации часть воды, проходя через ВО, отделяется от ила и вытекает через выходную трубу. Очищенная вода вытекает в поверхностную траншею, поглощающую, дренажную или другую систему водоотвода очищенной воды или после дополнительной обработки используется повторно для технических целей. Излишки активного ила из аэротенка аэрлифтом рециркуляции 16 перекачиваются в стабилизатор активного ила Б , где происходит его накопление и стабилизации в аэробных условиях. Более тяжелый ил оседает на дно резервуара, а вода с небольшим количеством мелких частичек активного ила через небольшой вертикальный отстойник перетекает через переливное отверстие обратно в накопительный резервуар А и продолжает участвовать в очистке поступающей загрязненной воды. Когда концентрация ила в стабилизаторе Б увеличится, то его необходимо удалять встроенным аэрлифтом 6 или погружным дренажным насосом на иловую площадку или использовать для удобрения декоративных растений.
© Букалов Г.Э., 2016.
Активный ил образуется в течение первого месяца работы установки, причем для защиты вторичного отстойника от пены, образующейся в период накопления и созревания активного ила в аэротенке, не требует принимать дополнительных мер, так как вторичный отстойник снабжен крышкой, и часть его находится ниже уровня воды в аэротенке.
Наименование отсеков
A. Накопительный резервуар (приемный)
B. Аэротенк
C. Вторичный отстойник
0. Стабилизатор активного ила
Устройство очистной станции
1. Фильтр крупных фракций
2. Аэратор накопительного резервуара
3. Аэрлифт неочищенной воды
4. Аэратор аэротенка
5. Аэрлифт вторичного отстойника
6. Аэрлифт стабилизированного ила
7. Шланг для откачки ила
8. Устройство сбора неперерабатываемых
9. Успокоительный цилиндр
10. Поплавковый переключатель
11. Коммутационный короб
12. Розетки
13. Компрессор
14. Утепленная крышка с УФ-фильтрацией
15. Кнопка включения/выключения ОС
16. Аэрлифт рециркуляции
Рис. 1.
Существует ряд достоинств локальных очистных сооружений перед биологической системой очи-
•малые размеры очистных сооружений;
•высокая степень очистки стоков (98%);
•не нуждается в дополнительных материалах в процессе эксплуатации;
•простота установки, не требующая специальной техники;
•при эксплуатации нет необходимости вызывать ассенизационную машину для утилизации отходов;
Сегодня на рынке представлен широкий спектр локальных очистных сооружений, но основное предпочтение отдают таким как: Биокси, Юбас, Топас [2]. Система очистки данных сооружений соответствует СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране окружающих вод». В таблице 1 представлены технические характеристики данных установок.
Таблица 1
Параметры установки Биокси 4_
Параметр Значение
Количество постоянных пользователей (чел) 20
Возможная перегрузка 1 раз в 3 дня до (чел) +
Габаритные размеры м, (Д х Ш х В) 2x1,5x2
Эл. мощность (Вт) 150
Эл. мощность компрессора (Вт) 150
Эл. мощность клапана (Вт) 15
Расход электроэнергии (кВт/сут) 4,5
Перерабатываемый сток (м.3 /сут) 4
Возможное превышение стока до (м.3 /сут) +
Вес установки (кг) 530
Таблица 2 Параметры установки ТОПАС 5 и ТОПАС 5 Long
Модель ТОПАС5 ТОПАС 5 Long
Количество обслуживаемых лиц 5 5
Максимальный дневной приток стока м3/час >1 1
Потребляемая эл. энергия, КВт/сут 1,5 1,5
Вес, кг 250 300
Длина, м 1,0 1,0
Ширина, м 1,0 1,0
Высота, м 2,4 3,0
Таблица 3
Параметры установки ЮБАС 5 стандарт, ЮБАС 5 midi, ЮБАС 5 long_
Модель ЮБАС 5 стандарт ЮБАС 5 midi ЮБАС 5 long
Количество обслуживаемых лиц 5 5 5
Производительность (м3/сут) 1,0 1,0 1,0
Максимальный залповый сброс (л) 250 250 250
Мощность (Вт) 60 60 60
Вес, кг 200 205 295
Длина, м 1,12 1,13 2,3
Ширина,м 1,12 1,13 2,5
Высота,м 1,16 1,13 3,6
До появления локальной аэрационной станции, использовались и используются до сих пор такие сооружения по утилизации отходов как, выгребная яма, септики, централизованная канализация. В таблице 4 представлена сравнительная характеристика данных сооружений, из которой видно, что наибольшим преимуществом обладает аэрационная станция очистки воды [3]. Характеристика сооружений оценена по трех бальной шкале: положительные качества оцениваются в три балла, отрицательные - один бал, положительные и отрицательные - два балла.
Таблица 4
Сравнительная характеристика сооружений очистки воды_
Тип канализации Выгребная Центральн-ая Аэрацион-
Параметры яма канализация ная станция
Простота установки 2 1 1 3
Удобство использова- 1 3 2 3
ния/обслуживания
Экологическая безопасность 1 3 2 3
Отсутствие неприятных запахов 1 3 2 3
Цена 3 1 3 2
Стоимость обслуживания 1 3 2 3
Итого 9 14 12 17
На рисунке 3 показана сравнительная характеристика сооружений очистки в виде диаграммы
Рис. 3. Сравнительная диаграмма сооружений очистки воды
Важным вопросом при сравнении сооружений очистки сточных вод является стоимость данного оборудования и сроки эксплуатации. В таблице 5 приведены экономические показатели работы сооружений.
Таблица 5
Сравнительные экономические показатели_
Выгребная яма Септик Аэрационная станция
Стоимость установки 15 000р. (3ж/б кольца, крышка, дно, герметизация) 36 400 р. (+ поля фильтрации, на 5 человек - 25 м.кв.) 79 900 р.
Монтажные работы 20 000р. 86 500 р. (цемент, песок, гравий, утеплитель, обустройство полей фильтрации) 34 000 р.
Доставка за 50 км 5 500р. 3 500р. 4 500 р.
Степень очистки 30-50% 60 % - до полей фильтрации 98 %
Срок службы 3-5 лет - 10 лет < 50 лет
Итого 40 500 р. 126 400 р. 118 400 р.
Затраты на обслуживание через 5 лет - 132 000 р. - 97 500 р. - 2 000 р.
Результаты данного анализа показали, что самой низкой стоимостью обладает выгребная яма, но при этом стоит обратить внимание на такие немало важные факторы как степень очистки и срок службы. Аэрационная станция обеспечивает 98% степени очистки, а срок её службы составляет больше 50 лет -это самые высокие показатели среди рассматриваемых сооружений. Самыми высокими затратами на обслуживание, по данным таблицы, обладает выгребная яма, а самыми низкими аэрационная станция. Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее предпочтительным сооружением для очистки сточных вод является аэрационная станция.
Библиографический список
1. Ратников А.А. Автономные системы канализации. Теория и практика // Сантехника. 2008. №3. С.44-48
2. Савин П.А., Стрельников П.В., Веялко П.А., Корзун Н.Л. К вопросу выбора автономного водоотведения и индивидуальных систем очистки сточных во д// Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2013. №1(4). С.106-120.
3. Яковлев С., Воронов Ю. Водоотведение и очистка сточных вод: учеб.пособие. М.: Изд-во АСВ, 2006.
С.704.
БУКАЛОВ ГЛЕБ ЭДУАРДОВИЧ - студент строительного факультета, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия.
