Канализации и очистные сооружения – виды и принцип работы

Локальные очистные сооружения (ЛОС)

предназначены для загородных домов без возможности подключения к городским канализационным сетям. Сток поступает в автономную канализацию, очищается, и отводится в фильтрующий колодец или в канаву.

Локальные очистные – это городская канализация в миниатюре. В ней сточные воды проходят те же этапы очистки с последующим отводом на поля фильтрации или на рельеф местности (в зависимости от типа очистного).

В статье мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Типы локальных очистных сооружений. Септики и станции биологической очистки.
2. Как установить ЛОС. Почему не рекомендуется ставить очистные своими руками.
3. Обслуживание локальной канализации.
4. Цена автономной канализации в частном доме.
5. Где купить ЛОС с максимальной выгодой.

Принцип действия канализационной конструкции

В состав системы канализации могут входить разнообразные устройства. Но, несмотря на это, очистка отходов осуществляется по определённому алгоритму.

Первый этап

На первом этапе сточные воды очищаются механическим способом. Задержка крупных загрязнений, которые имеют минеральное и органическое происхождение, производится решётками и ситом. С помощью песколовок осуществляется фильтрация более мелких частиц – битого стекла, песка и шлака. Мембранным устройством производится более тщательная очистка. В отстойнике отделяются взвешенные вещества. Таким образом удаляются минеральные загрязнения.

Второй этап

На следующем этапе для очистки используются биологические средства. Органические соединения распадаются под воздействием особо активных бактерий. Жидкость пропускается через биофильтр. В результате образуется ил и газообразные соединения.

Третий этап

На окончательной стадии обеззараживания сточных вод используются дополнительные химические соединения. Полученную жидкость уже можно применять в технических целях.

Принцип химического очищения воды

Виды очистных сооружений канализации

Схема очистных сооружений сточных вод

Очистительные устройства подразделяются на городские и локальные. Первые принимают смесь хозфекальных стоков от жителей города, производственных жидких отходов от индустриальных объектов, а также дождевых и талых вод.

Локальные ОСК монтируются на индустриальных объектах для очищения стоков от основных загрязняющих примесей перед сбрасыванием в центральную канализацию либо вторичным использованием. Местные автономные очистители устанавливают на приусадебных участках.

Устройство очистных сооружений канализации разнообразно и зависит от типа сточных вод и степени их загрязнения. Комплекс может состоять из следующих блоков:

• механические узлы;
• установки биоочищения;
• устройства для ионного обмена;
• кислородонасыщающие аппараты;
• фильтры для адсорбации;
• оборудование для электрохимической и физико-химической очистки;
• установки для обеззараживания.

К очистительному оборудованию относят емкости для накопления, хранения, обработки отфильтрованного осадка.

Принцип работы очистных сооружений централизованной городской канализации:

1. Очищение стоков производится механическим способом. Загрязняющие примеси задерживаются благодаря особым решеткам и пескоуловителям.
2. Мембранным устройством выполняется более тщательное очищение. В отстойнике отделяются взвеси и удаляются минеральные примеси.
3. Для дальнейшего очищения применяются биологические средства. Под действием активных бактерий происходит распад органических соединений в составе загрязненной жидкости. Стоки проходят через биологический фильтр. В результате появляется ил и газообразные соединения.

На завершающем этапе обеззараживания применяются дополнительные химические реагенты. Полученную воду можно использовать для технических целей.

Ливневая канализация

Предназначается для сбора и переноса поверхностных вод, образующихся вследствие атмосферных осадков. Главная задача ливневки заключается в отведении влаги от основания и стен домов, зеленых насаждений, дорожных покрытий.

Система очистки сточных вод ливневой канализации включает:

• водоотводы на кровле;
• воронки и водостоки, которые направляют и транспортируют влагу в ливнеприемник;
• систему трубных отрезков и лотков, передающих воду в накопитель либо расположенный поблизости овраг.

На различных участках транспортировочной системы ставят пескоуловители с контейнерами для сбора мусора. Они выполняют функцию фильтра и требуют систематической очистки.

Локальные сооружения

Конструкция разнообразна: от выгребной ямы до станции глубокой очистки канализационных стоков. В домашних условиях чаще всего используют:

• Выгребные ямы. Это самые простые ЛОС, могут быть герметичными или дренируемыми. Разрешены только для небольших домиков и дач.
• Септики – герметичные резервуары, в которые сбрасываются канализационные стоки. Там обитают анаэробные микроорганизмы, перерабатывающие осадок и способствующие очистке воды. Жидкости после септика требуется дополнительное очищение, к примеру, с помощью биофильтра, перед ее сбросом в водоем или почву.
• Аэротенки. Это герметично выполненные установки с принудительной аэрацией. Чтобы перерабатывать жидкость эффективнее, используют активный ил, содержащий в составе нужные микроорганизмы.

Для глубокой очистки монтируют состоящие из блоков и модулей канализационные станции и биореакторы. Установки такого типа снижают концентрацию ила в воде после очистки и защищают экологию и здоровье людей. Они доводят чистоту сточной жидкости до 98 процентов, что предполагает ее вторичное применение. Сооружения монтируют на производствах либо на участках вблизи жилых комплексов и крупных коттеджей.

Выбор установки

Выбирая подходящую систему очищения, учитывают:

• общий объем суточного использования воды;
• тип и принцип работы канализационной установки;
• месторасположение объекта.

Функционирование некоторых установок может производиться в режиме полной автономии. Для работы других понадобится электричество либо иные виды энергии. Есть устройства, применение которых недопустимо при близком нахождении грунтовых вод.

Виды канализационных систем

Очистные сооружения канализации проектируются до начала проведения строительных работ. Важно выбрать правильную канализационную конструкцию, которая сможет решать поставленные задачи по утилизации отходов и обладать достаточным уровнем производительности. Сегодня очистку сточных вод можно производить с помощью следующих устройств:

• локальных очистных аппаратов;
• индивидуальных автономных конструкций;
• блочных систем и модулей.

Локальные системы очистки

Локальные очистные сооружения – это такие конструкции, с помощью которых осуществляется очистка и сбор отходов на различных по размерам объектах. Они могут иметь хозяйственно-бытовое или промышленное назначение и являются основой автономной системы канализации.

Устройство ЛОС — локальное очистительное сооружение

В классических очистных устройствах скорость движения стоков снижается по мере удаления от места сброса. Происходит постепенное оседание твёрдых частиц на дне. Удаление остальных нечистот производится системами доочистки. Для классических очистных сооружений необходимы достаточно большие ёмкости, в которых производится отстаивание отходов. Подобное требование трудно реализовать в индивидуальных строениях.

С помощью локальных очистных систем осуществляется сбор и очистка сточных вод в частных домах или небольших посёлках, где не существует центральной системы канализации. Рассмотрим наиболее распространённые локальные конструкции.

Применение септиков

Для обустройства автономной канализационной системы в загородных домах часто используются септики. Обычно они имеют вид пластиковых ёмкостей. Пластик обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками:

• он мало весит — резервуары легко перевозить и монтировать;
• материал выдерживает воздействие агрессивной среды;
• не ржавеет;
• имеет достаточную прочность.

Каждый бак содержит различное количество секций, выполняющих конкретные функции. Одни выступают в роли отстойника, в других производится очистка сточных вод при помощи биологически активных микроорганизмов. Третьи используются для фильтрации.

Септики широко применяются при строительстве частных очистных конструкций. Их удобно эксплуатировать. Они обладают продолжительным сроком службы. Устройство канализационной системы может быть полностью автономным. Для того, чтобы повысить уровень очистки стоков, конструкция оснащается дополнительными элементами – полями, осуществляющими фильтрацию и аэрацию.

Самый простой и эффективный септик

Аэротенки

Данные очистительные устройства являются составной частью крупных канализационных сооружений, осуществляющих переработку сточных вод от промышленных предприятий. Они имеют вид огромных резервуаров. В ёмкостях перемешивается вода и активный ил. Для ускорения реакции используется кислород. Иногда аэротенки применяют при сооружении автономных систем канализации в частном доме. В этом случае они имеют небольшой объём. Обычно их монтируют в септики. В состав аэротенков могут входить специальные уловители. Они удаляют из стоков жир и нефтепродукты.

Аэротенки для очистки сточных вод

Как работает септик для частного дома?

Работа любого септика — отстаивание жидкости и ее постепенная фильтрация. Последняя задача может быть выполнена как естественным путем, так и принудительным. Допускается использование биофильтров и биоферментных препаратов. Чтобы понять это, можно рассмотреть условную схему, разбитую на этапы.

Первичная очистка

Из дома по канализационной трубе в систему попадают стоки, которые постепенно заполняют первую секцию. Здесь происходит грубая очистка взвешенных органических включений. Во время этого этапа тяжелые частицы (песок, иной нерастворимый мусор) под действием гравитации постепенно оседают на дно. Жиры и масла, наоборот, поднимаются вверх, затем они перетекают в следующую камеру.

Разложение отходов

Крупные органические фракции, которые опустились на дно, начинают бродить, постепенно разлагаться. Этот этап продолжается примерно 3 дня. Результатом распада нечистот становятся новые продукты — густая масса, вода и углекислый газ.

Чтобы обеспечить эффективную очистку стоков, необходимо корректно выбрать объем первого резервуара. Вместимость должна быть достаточной, чтобы обеспечить сохранения нечистот, собранных за трое суток. Иначе оптимальные условия для очистки гарантировать невозможно. Весь процесс занимает около 10 дней.

На дне первого отсека постепенно скапливается ил, который необходимо периодически удалять (минимум — раз в год). Если рассматривать вопрос, как работает септик, определяя эффективность каждой секции, то у первой камеры она не слишком велика и составляет всего 60%. Поэтому стокам нужна доочистка.

Повторная очистка

Полуочищенная жидкость поступает во вторую камеру, где снова происходит разложение нечистот. Нередко этот отсек заселяют микрофлорой и специальными препаратами, задача которых — разложение органических и химических отходов (например, средства для мытья посуды, гели, шампуни и т. п.). В этом случае эффективность очистки уже выше: она составляет от 65 до 80%.

Эвакуация жидкости

В этом случае все зависит от особенностей конкретной системы. Например, очищенную воду можно собирать в емкость, предназначенную для полива сада/огорода. При недостаточно качественной очистке необходимы дополнительные меры. К ним относятся фильтрационные поля, дренажные колодцы, становящиеся третьими секциями, либо инфильтрат.

Ливневые системы канализации

В локальных очистных сооружениях из стоков удаляются вредные примеси, неорганические и органические отходы. В дальнейшем очищенная жидкость используется для орошения полей. Но для того, чтобы собирать, транспортировать и очищать талые и дождевые воды, используются также очистные сооружения ливневой канализации. Обычные канализационные конструкции не справляются с этой задачей.

Система дренажной и ливневой канализации

Очистные сооружения дождевой канализации должны обеспечить безопасность фундаментного основания, дорожного покрытия и газонов, окружающих основное строение.

В их состав входят трубы, желоба и дождеприёмники. Через них осуществляется транспортировка излишков воды в общий коллектор.

Систему размещают ниже уровня промерзания почвы. Конструкция содержит фильтры для задержки песка и других мелких частиц. В коллектор должна попадать очищенная жидкость.

Более тонкая очистка сточных дождевых вод производится с помощью дополнительных устройств: сорбционного блока и фильтра для удаления нефтепродуктов. На конечном этапе очищенная вода спускается в водоёмы или применяется для поливки огорода. Следует учитывать, что в данной канализационной системе необходимо периодически производить замену фильтрационных элементов.

Доочистка сточных вод

Механический и биологический этапы очистки удаляют 90% загрязнителей, однако не избавляют воду от микроорганизмов, что опасно для окружающей среды. Поэтому необходима доочистка.

Биореакторы глубокой доочистки

Биореакторы используются для окисления неорганических веществ и превращения их в органические. Реакции происходят на поверхности специальных дисков. Автотрофные микроорганизмы нуждаются в кислороде, поэтому включается аэрация жидкости.

Фильтры доочистки сточных вод

Фильтрация происходит через песок. Сточные воды подаются снизу вверх. Сами фильтры расположены ниже других установок. Содержимое фильтров автоматически обновляется.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Для дезинфекции воды используется хлорирование, озонирование, гамма-облучение, переменный ток, ультразвук, ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовое облучение — эффективный способ, позволяющий уничтожать все болезнетворные микроорганизмы — бактерии, вирусы, простейших, грибки. Мутность снижает эффективность облучения, поэтому необходима большая мощность. Постепенно загрязнения оседают на УФ-лампе, и ее нужно чистить.

Виды хлорирования: суперхлорирование, двойное хлорирование, с предварительной аммонизацией. Ультрафиолетовое облучение имеет преимущество перед хлорированием — не оставляет запах и не вредит здоровью, не загрязняет окружающую среду.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды.

Очистка от фосфатов

Фосфаты содержатся в стиральных порошках и других моющих средствах. Они загрязняют окружающую среду, приводя к цветению водоемов. Для очистки от солей фосфорной кислоты используют уплотнители перед биологическим этапом очистки и песчаными фильтрами.

Применение блочных и модульных конструкций

Блочные и модульные канализационные сооружения осуществляют глубокую очистку стоков. Они чаще используются в промышленных и производственных областях. С помощью подобных устройств решаются следующие задачи:

• обеспечивается высокий уровень очистки сточных вод;
• снижается содержание ила в очищенной жидкости;
• окружающая среда защищается от воздействия вредных веществ;
• предоставляется возможность повторного использования воды.

Такие системы обладают повышенной производительностью. Они могут применяться для обслуживания целых районов. Используются в широких температурных диапазонах.

Этапы очистки сточных вод

Сточные воды из канализационных труб содержат много загрязнителей — фекальные массы, поверхностно-активные вещества, бумага и т.д. Поэтому перед тем, как выпустить их в водоем, необходима поэтапная очистка, включающая механический и биологический способы.

Механический

Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают в насосную станцию, в резервуар. Воды попадают в цех механической очистки для избавления от крупных отходов — бытового мусора: полиэтиленовых пакетов, тряпок, бумаги.

Существует несколько водоочистных устройств для избавления от загрязнителей:

1. Решетки, сита. Ширина отверстий в них не превышает 1,6 см, что позволяет улавливать мусор, попавший в канализацию, — изделия из пластмассы, банки, бутылки. Твердые отходы вывозят на переработку. Решетки сделаны из металлических прутьев.
2. Песколовки. Эти устройства улавливают более мелкий мусор — частицы песка, осколки стекол, мелкие камни, которые выкачиваются насосом, промываются.
3. Жироловки способны отфильтровывать жир, масла, бензин и углеводороды.
4. Отстойники. Существуют вертикальные и горизонтальные отстойники. Они используются для того, чтобы освободить воду от взвешенных частиц и ила. Для ускорения протекания реакций используют реагенты.
5. Прочие элементы очистки — мембраны, септики.

Биологический

При помощи специальных бактерий, водорослей сточные воды очищают от загрязнений.

Аэробные и анаэробные бактерии питаются химическими веществами, перерабатывая их в более безопасные для окружающей среды соединения.

Этапы биологической очистки:

1. Аэротенк. В нем вода, проходящая очистку, смешивается с илом, содержащим микроорганизмы. Если бактерии аэробные, то вода обогащается кислородом для их дыхания.
2. Цех очистки воздуха.
3. Вторичные отстойники. Они необходимы для очистки от ила, содержащего микроорганизмы. Используются поверхностный и придонный скребковые механизмы, удаляющие ил сверху и со дна отстойника.
4. Обработка осадка ила. В процессе его сбраживания образуется метан, который может быть использован в производственных целях. Иногда сбраживание происходит с участием кислорода, для этого нужен преаэратор. Сбродивший ил просушивается с помощью вакуум-фильтров.

5. 
   Можно проводить доочистку сточных вод.
   Современные биофильтры, содержащие специальные бактерии. Они могут состоять из гранитной крошки. Периодически проводится чистка фильтров и замена их содержимого.

Сначала сточные воды после механической очистки проходят фильтрацию, затем поступают во вторичные отстойники. Ил из отстойников направляется в аэротенк, затем его уплотняют и высушивают.

Выбор канализационной конструкции

Чтобы правильно выбрать систему очистки необходимо учитывать ряд факторов:

• суммарный объём суточного потребления жидкости;
• предпочтительный вид канализационной конструкции;
• режим использования канализационной конструкции;
• место размещения объекта.

Работа некоторых устройств может осуществляться в автономном режиме. Для функционирования других требуется электричество или другие виды энергии. Определённые системы нельзя использовать при близком размещении подземных вод.

При обустройстве очистной системы следует руководствоваться существующими санитарными нормами. Если для удаления отходов придётся применять ассенизаторскую машину, необходимо предусмотреть возможность свободного подъезда к месту хранения отходов.

Особенности выполнения проектных работ

Проектируя очистные канализационные сооружения, следует предусмотреть возникновение различных ситуаций, которые впоследствии могут отразиться на эксплуатационных характеристиках системы. Также необходимо учитывать существующую законодательную базу.

Её основой являются охранные функции по защите природной среды. Система очистки должна находиться в санитарно-защищённой зоне. В процессе проектирования следует обратить внимание на следующие показатели:

• размеры и объём канализационной конструкции;
• оптимальный вид устройства;
• расположение грунтовых вод;
• уровень промерзания почвы;
• производительность системы;
• используемый способ очистки;
• оптимизацию выполнения монтажа канализационного устройства.

Схема очистных сооружений

Чтобы впоследствии не возникло конфликта с санитарно-разрешительными службами, перед строительством системы канализации необходимо подготовить ряд документов:

• договор о праве собственности или аренды на земельный участок;
• схему расположения места, где предполагается разместить очистную конструкцию;
• соответствие существующим санитарным нормам;
• технические условия использования водных ресурсов;
• данные об объёме потребляемой и утилизируемой воды;
• общую схему проекта;
• описание системы фильтрации и утилизации сточных вод.

Разрешение санэпидстанции должно присутствовать обязательно. Следует помнить, что при нарушении санитарных норм размещения объекта, собственник может быть привлечён к административной ответственности.

Особенности проектирования

Расположение ЛОС на участке

При создании схемы расположения очистных сооружений требуется предусмотреть риски эксплуатации установки. Каждый вид очистной конструкции обладает своими плюсами и минусами. При подборе необходимо исходить из параметров применения:

• вероятного объема сточных вод, которые будут ежедневно поступать в очистную емкость;
• применения сооружения – на постоянной либо сезонной основе, или только по выходным;
• производительности системы;
• геологических условий месторасположения участка;
• уровня подпочвенных источников и точки замерзания грунта.

Если планируется строительство большого дома для многочисленной семьи с оборудованием нескольких санитарно-технических помещений, рекомендуется возведение автономной канализационной системы. Если вы подбираете установку для дачи либо небольшого дома – хватит обычного септика.