Станции биологической очистки сточных вод для автономной канализации

Определение и области применения

Станция биологической очистки сточных вод – это автономная канализация, предназначенная для очистки и сбора хозяйственно-бытовых, производственных стоков.
Такая система канализации устанавливается в том случае, когда нет возможности подключиться к центральной системе отвода стоков или это не рационально.

Станция биологической очистки – это не один агрегат, а целая цепочка, состоящая из различных оборудований. Конечная модификация любой системы зависит от потребностей заказчика.

Как правило, высокоэффективные станции биологической очистки состоят из:

• распределителя;
• песколовки;
• поворотного колодца;
• илонакопителя;
• компрессоров;
• УФ-обеззараживателя;
• механической решётки;
• насосов;
• биологических фильтров.

Преимущественно СБО используются в быту. В промышленности станции биологической очистки могут служить окончательным звеном, дочищающим стоки до уровня сброса в рыбохозяйственные водоёмы.

Области применения станций биологической очистки:

• частные жилые дома, коттеджи;
• придорожные кафе;
• гостиницы;
• бани, сауны;
• небольшие населённые пункты;
• аэропорты;
• небольшие предприятия;
• складские помещения;
• базы отдыха.

Очистка сточных и канализационных вод: для чего нужна

Актуальной проблемой на сегодня остается обеспечение должного качества очищаемых сливных вод. На протяжении многих лет этой проблемой занимаются разные научные институты России. Они голосят о существовании серии базовых положений, которые нуждаются в оптимизации:

1. Несоответствия материальным и моральным стандартам. Множеству оборудования необходимо провести капитальную реконструкцию, так как оно было сооружено еще до 90-х годов прошлого столетия. Новые технологии поспособствуют повышению безопасности конструкций.
2. Финансовой составляющей. Для всего водоочистительного парка в Московской области нужна комплексная модернизация. Сегодня нет нехватки в специалистах и желании на проведение работ, но материальные средства ограничены.
3. Профиля промышленных предприятий Московской области и России в целом. В 90-х годах многие из таких либо закрывались, либо проходили переориентацию, не уделив надлежащего внимания усовершенствованию технических характеристик, в том числе, и очистительного оборудования.

Следовательно, на многих предприятиях процесс сепарации стоков осуществляется, но он не налажен, не обеспечивает соответствующую обработку, не справляется с поступаемыми объемами сливов и типами их загрязнений.

Также в связи с увеличением потребности промышленности, сельскохозяйственной и бытовой отраслей в использовании водных ресурсов существует дефицит пресной воды. Для гарантирования оптимального ее потребления разработано ряд направлений, основные с них нацелены на:

1. Применение новых методик очищения используемой воды для обновления и сбережения чистых и пресных ее запасов.
2. Минимизацию расходов водоресурсов и содействие в их умеренному потреблению.

Все знает о том, что нельзя сливать стоки в водоем или грунт. Большинство успешно этого не делает, плюс использует современные технологии, благодаря которым стоки могут повторно использоваться в промышленных и бытовых нуждах, а также в целях полива зеленых участков.

Учитывая все вышеперечисленное, можно сделать вывод о настоящем состоянии водоочистных конструкций и необходимости в применении новейших методик. Наша компания, имея многолетний опыт и наличие всех ресурсов и специалистов, занимается разработкой установок для улучшенной очистки стоков.

Виды очистных сооружений

Очистное сооружение представляет собой резервуар, который в зависимости от нужд может быть разного объёма.

Станции биологической очистки различаются по:

• степени очистки;
• материалу изготовления корпуса;
• расположению;
• по виду ориентации корпуса;
• энергозависимости и т.д.

Существуют разновидности очистных сооружений, которые являются лишь альтернативой отстойным ямам – накопительные системы.
В них 1 фильтр или его вовсе нет, они выполняют функцию сбора жидкости и консервации неприятных запахов.

Принцип работы основан на отстаивании взвешенных веществ и малоэффективной фильтрации.

На выходе из таких устройств жидкость очищается не более, чем на 40%. Вода не пригодна для повторного использования и отвода в грунт. Для более тщательной очистки необходимы дополнительные сооружения. Такие воды удаляются из участка с помощью ассенизаторской машины.

Другой тип очистных сооружений – камерные системы. В них может быть от 1 до 5 фильтров. Принцип работы основан на биологической очистке стоков за счёт жизнедеятельности микроорганизмов.

Самые эффективные из них могут очищать стоки до 98-99% (ГБО). Вода, прошедшая через такую систему, пригодна для использования в хозяйстве (полива растений, мытья транспортных средств и т.д.).

Корпус изготавливается из различных материалов:

• пластика;
• стали;
• стеклопластика;
• бетона и т.д.

Чаще всего встречаются автономные канализации с резервуаром, выполненным из стеклопластика.

Широкое распространение данного материала связано с тем, что он лёгкий, долговечный и герметичный.

По расположению очистительные системы могут быть:

1. подземные (углубляется под землю);
2. надземные (резервуар остаётся на земле).

По ориентации корпуса автономное канализационное оборудование может быть:

• вертикальным;
• горизонтальным.

Принадлежность к тому или иному виду можно определить визуально.

Среди локальных очистных сооружений (ЛОС) есть:

1. энергозависимые;
2. энергонезависимые.

Для работы энергозависимых систем необходимы дополнительные источники энергии – подключение к электросетям. В случае с энергонезависимыми, здесь стоки передвигаются самотёком, их работа не обуславливает наличие каких-либо ресурсов.

В продаже можно найти септики, предназначенные для помещений, в которых проживает от 1 до 350 человек.

Некоторые устройства могут быть использованы только в определённых условиях:

• при отсутствии вблизи водоёма или скважины;
• конкретном уровне грунтовых вод;
• указанном типе почв и расстоянии от жилого дома.

Аэротенк

Аэротенки – резервуары глубиной от 3 до 6 метров, оснащенные устройствами для аэрации. В этих резервуарах на хлопьях активного ила живут микроорганизмы, расщепляющие органические вещества. После очистки в аэротенке вода попадает в отстойник. Здесь происходит оседание активного ила (часть осажденного ила затем возвращается в аэротенк). При возведении аэротенков зачастую предусматривают наличие специальных резервуаров, в которых активный ил регенерируется. Наиболее эффективной очистительной системой на базе аэротенков является SBR-технология (sequencing batch reactor – аэробный реактор с циклично прерываемой активностью). Особенностью работы такой системы является периодический перевод аэротенков в аноксидный режим (уровень кислорода в системе является низким, что активизирует новые биохимические реакции в резервуаре). Такой переменный режим работы позволяет повысить качество очистки воды, что в свою очередь делает возможным использование этой воды в системах оборотного водоснабжения. Одним из примеров SBR-технологии являются российские разработки «ЮБАС», «ТОПАС» и «ЮНИЛОС».

Принцип работы

Принцип работы станций очистки стоков основан на разложении загрязнителей с помощью микроорганизмов, которые активны при наличии в жидкости кислорода.

Наиболее совершенными системами являются станции глубокой биологической очистки. Стоки, прошедшие через ГБО, пригодны для повторного использования, сброса в грунт или водоём. Не требуют дополнительных устройств для доочистки.

Сама система состоит из модулей (камер), в которых происходит поэтапная нейтрализация загрязняющих веществ. Также есть насосы, выполняющие функцию перемещения стоков из одной камеры в другую и компрессор, обогащающий жидкость кислородом.

Основные этапы ГБО происходят следующим образом:

1. По канализационным сетям стоки попадают в первую камеру. Он работает по принципу отстойника – вещества с более высокой плотностью выпадают в осадок, с более низкой – образуют плёнку на поверхности воды.
2. С помощью насосов жидкость перемещается в очередной отсек. Здесь находятся бактерии, жизнедеятельность которых поддерживает компрессор. Микроорганизмы (активный ил) разлагают загрязняющие вещества.
3. В следующей камере ил отделяется от жидкости, а затем поступает в сборный отсек – илонакопитель. Чистая вода откачивается в дренажный колодец.

Это лишь базовые этапы очистки стоков. В зависимости от модели в станциях могут быть присутствовать такие звенья, как:

• песколовка — кроме отстаивания, здесь взвешенные вещества удаляются за счёт центробежных сил;
• обезвоживатель — уменьшает количество воды в накопленных загрязняющих веществах;
• механическая решётка — собирает крупный мусор на начальном этапе очистки;
• УФ-обеззараживатель — уничтожает микроорганизмы с помощью ультрафиолетового излучения;
• сорбционные фильтры — доочистка: устраняет излишки хлора и специфические загрязнители.

Работа СБО на примере системы серии БИО-Б-П

Данная система рассчитана на очистку стоков при постоянном проживании не более 345 человек. За 1 с через систему проходит 100 м3 стоков. Эффективность очистки в зависимости от вида загрязнителей 97–99,3%.

Базовая комплектация БИО-Б-П состоит из:

• КНС (канализационно-насосной системы);
• песколовки;
• УФ-обеззараживателя;
• илонакопителя;
• системы биологической очистки;
• компрессора;
• обезвоживателя.

Процесс следующий:

1. По входящим патрубкам жидкость попадает в отсек, где задерживается крупный мусор.
2. Вода собирается в ёмкость, где в дальнейшем она подаётся на очистку порционно (работает КНС).
3. Стоки попадают в песколовку, а после в блок биологической очистки.
4. Лишний ил с загрязнителями переходит в сборный блок — илонакопитель, а затем в обезвоживатель.
5. Вода после биологической очистки переходит в отсек УФ-обеззараживания.
6. По выходному патрубку очищенные стоки удаляются из системы в место назначения (колодец, водоём и т.д.).

Станция глубокой биологической очистки

Разбираемся, какие достоинства заключает в себе станция биологической очистки и как происходит очищение стоков.
Эксперт производящей автономные системы локальной канализации «ЮНИЛОС» Бескищенко Максим.

– Принцип действия станции глубокой биологической очистки основан на методе непрерывного культивирования микроорганизмов, которое происходит под действием кислорода или как его ещё называют методе аэрации. А очищение стоков происходит за счёт активного ила получающегося из бактерий и микроскопических животных.

Активный ил – это взвешенная в воде активная биомасса, осуществляющая процесс очистки сточных вод в аэротенке. Образующееся при биологической очистке большое сообщество микроорганизмов интенсивно окисляют органические вещества.

Благодаря органическим веществам, находящимся в сточных водах и избытку кислорода поступающего в установку, эти бактерии начинают бурно развиваться и затем склеиваются в хлопья, после чего они выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. При попадании в выходной отстойник ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

Станция биологической очистки позволяет использовать очищенную воду для полива. А активный ил, образующийся в аэротенке, по своей структуре очень похож на речной и является ценным удобрением. Так что вызывать ассенизационную машину не придется.

В отличие от выгребных ям, станция биологической очистки не накапливает нечистоты, а обеспечивает их биохимическое разложение на простые, безопасные соединения – техническую воду и стабилизированный активный ил, следовательно, отсутствует дурной запах. Поэтому станция биологической очистки может быть установлена вблизи дома, на удалении от 2-х метров, а очищенную воду можно сразу отводить на рельеф местности без использования систем почвенной доочистки.

Разбираемся с особенностями эксплуатации подобной системы.

Бескищенко Максим:

– Несмотря на надежность работы системы, существует ряд правил, которых необходимо придерживаться для эффективной работы станции глубокой очистки, а именно: в канализацию запрещается сбрасывать отходы от строительства, химические вещества, полимерные материалы, нефтепродукты и другие биологически не разлагаемые соединения. А при отключении электричества, необходимо сократить водопотребление, так как возможно переполнение приемной камеры станции биологической очистки и попадание неочищенного стока в окружающую среду. Также необходимо производить своевременную откачку активного ила.

Подведя итог можно отметить, что станция биологической очистки обладает следующими основными достоинствами:

• Степень очистки в современных аэрационных установках превышает 95%, а очищенную воду можно направлять в водные объекты, без устройства дополнительных фильтрационных полей;
• Станцию биологической очистки легко транспортировать. Также при установке станции не требуется проводить масштабные земляные работы или устанавливать ее на бетонное основание и анкерить её;
• Механические свойства корпуса изготовленного из вспененного полипропилена позволяют устанавливать станцию в любой, самый «тяжелый» грунт даже при очень высоком уровне грунтовых вод;
• Долговечность станции биологической очистки, её абсолютная герметичность, экологическая безопасность,устойчивость к коррозии, а также к воздействию агрессивных кислот и щелочей, позволяет эксплуатировать станцию глубокой биологической очистки не менее 50 лет.

Установка

Работы по установке ведутся в следующем порядке:

1. Выкапывается котлован по размерам станции. При необходимости с запасом для утепления конструкции.
2. На дно выкладывается бетонная плита. Поверх плиты ставиться станция биологической очистки. Корпус закрепляется ремнями.
3. Патрубки соединяются с сетями канализации и отвода стоков. Производится электромонтаж.
4. В установку заполняется вода. Засыпается грунтом.

Монтаж системы может зависеть от типа установки или модели, природных факторов, места расположения и т.д.

Важно! Если входная труба, подводящая стоки в систему, будет установлена выше точки промерзания грунта, то станция может выйти из строя.

Помощь микроорганизмов и бактерий

Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.

Группы бактерий:

• Псевдомонады – занимают 80% активного ила. Перерабатывают спирты, жирные кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие органические вещества.
• Нитрифицирующие – окисляют соединения азота.
• Серобактерии и тионовые бактерии – перерабатывают восстановленные соединения серы.
• Нитчатые – окисляют соединения углерода.
• Целлюлозоразлагающие – перерабатывают целлюлозное волокно.

В активном иле также встречаются:

1. дрожжи,
2. плесневые грибы,
3. простейшие,
4. коловратки,
5. малощетинковые кольчатые черви.

Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.

Справка. Микроорганизмы выдерживают диапазон температур от +9 до +37 градусов, показатель рН находится в пределах от 6,0 до 8,0.

Группы анаэробных бактерий:

• Гидролитики – отвечают за первую стадию метаногенеза. Бактерии расщепляют белки, жиры, соединения целлюлозы, крахмала, обладают аммонифицирующей активностью. В результате образуется глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, моно- и дисахариды.
• Ацидогенные – отвечают за вторую стадию метаногенеза. С помощью бактерий происходит маслянокислое, ацетоно-бутиловое, пропионовое, спиртовое брожение. Перерабатываются промежуточные продукты гидролиза.
• Гетероацетогенные – отвечают за третью стадию метаногенеза. Бактерии переводят органические кислоты (масляную, пропионовую) в уксусную кислоту.
• Метаногенные – завершают анаэробную очистку. Микроорганизмы образуют биогаз, перерабатывая водород, углекислый и чадный газ, ацетат, метиламин, метанол.

Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.

Обслуживание

Обслуживание станций биологической очистки не предусматривает транспортировку стоков с помощью ассенизаторской машины, так как жидкость после прохождения через систему пригодна для повторного использования.

Уход сводится к следующим мероприятиям:

1. удаление избыточного ила и осадка;
2. обновление мембран компрессора;
3. проверка электрооборудования;
4. очистка насосов и фильтров;
5. промыв внутренней части резервуара.

В станцию биологической очистки не должны попадать:

• хлорсодержащие вещества,
• кислоты,
• лекарства,
• крупный мусор.

Что важно знать:

Прочностные характеристики

— материал обязан выдерживать постоянное воздействие потоков воды и воздуха, в случае если материал податлив — это приведет к тому, что произойдет внезапный срыв биопленки, что вызовет аварию на очистных сооружениях.
Удельная площадь поверхности материала
— параметр измеряется в м²/м³ — и фактически говорит о том сколько колоний бактерий помещается на биозагрузке. Для справки: в станциях очистки хозяйственно-бытовых сточных вод применяются материалы с характеристиками близкими к 200м²/м³.
Свободный объем
— параметр характеризующий способность жидкости проходить через материал, говорит о том на сколько спокойно очищаемая вода пройдет через материал. Так же этот параметр влияет на воздухопроницаемость — чем больше значение тем проще «продуть» объем биофильтра свежим воздухом, и как следствие уменьшить энергозатраты на компрессорное оборудование. Для полимерных загрузок параметр всегда больше 90%. Для сравнения у керамзита и гравия, это число составляет 30%.
Срок эксплуатации
— совпадает с сроком службы сооружения, если не предусмотрена плановая замена связанная с разрушением продукта.

Капельными биофильтрами оборудованы локальные очистные сооружения EvoStok Bio, в этих установках сточная жидкость разбрызгивается по поверхности фильтрующего материала, одновременно доставляя пищу колониям бактерий и насыщая сток кислородом воздуха. Излишние популяции бактерий вымываются в первичный отстойник где проходят все стадии минерализации активного ила. Обработке на биофильтре подвергается сток из третьей камеры септика, по этой причине на загрузку Matala расположенную в сооружении попадает вода только с растворенными питательными веществами.

Топ-3 производителей

Сегодня есть возможность подобрать очистные сооружения на любой вкус и карман от отечественных и зарубежных производителей. Вот несколько наиболее известных станций биологической очитки.

Биотанк

Биотанк – это станция глубокой биологической очистки, произведенная российской . Данная компания сегодня считается одной из лидирующих на рынке локальных очистных сооружений в России.

Преимущества Биотанк:

• Компактные. Существуют разновидности в горизонтальном и вертикальном исполнении.
• Цены варьируют от 30 до 90 тыс.
• Обслуживание раз в 1-3 года.
• Сутки могут работать без электропитания.
• Степень очистки стоков 95-98%.
• Могут устанавливаться при любом уровне грунтовых вод и типе почв.

У производителя есть один большой недостаток – серия Биотанк представлена лишь моделями, которые рассчитаны на 1-10 человек.

Модельный ряд:

1. БИОТАНК-8 пр.
2. БИОТАНК 3 пр.
3. БИОТАНК-3 сам.
4. БИОТАНК-5 сам.
5. БИОТАНК 10 сам и т.д.

Graf Picobell

Бренд принадлежит немецкой компании. Продукция этой компании является наилучшей в мире на рынке очистных сооружений.

Плюсы Graf Picobell:

• обслуживание 1-2 раза в год;
• гарантия 15 лет;
• минимальный объём резервуара рассчитан на 4-5 человек;
• степень очистки 95-98%;
• вода внутри системы передвигается самотёком;
• простота конструкции;
• может работать в обычном режиме даже при единовременном сбросе стоков до 800 л.

Минусы:

• в канализационные сети не должны попадать агрессивные моющие средства;
• цена – 150-300 тыс;
• работает только от сети.

АкваБиом

Одна из крупнейших российских компаний, занимающаяся производством автономных канализаций.

Достоинства АкваБиом:

• модели рассчитаны на 300-345 человек;
• лёгкий корпус;
• очищенные стоки можно сбрасывать в рыбохозяйственные водоёмы;
• производительность от 40 до 500 м3 в сутки;
• функционирует до -350С;
• низкая цена – от 70 тыс.

Недостатки:

• нельзя производить залповый сброс стоков;
• в систему не должны попадать хлорсодержащие вещества, лекарства.

Наименование моделей:

1. БИО-Б-П-100.
2. БИО-Б-П-50.
3. БИО-Б-П-450.
4. БИО-С-П-40 и т.д.

Преимущества и недостатки

Биологическая станция очистки канализации имеет несколько важных преимуществ:

• Простая сборка и установка. Это позволяет устанавливать станции в домашних условиях, не прибегая к помощи специалистов.
• Компактность. Станция биологического растворения загрязнений занимает небольшую площадь, поэтому часто устанавливается на частных территориях.
• Высокая степень очистки канализационных стоков.
• Благодаря своевременной переработке жидкости из канализации отсутствуют неприятные запахи.
• Возможность установки модулей на любом типе грунта.
• Одинаковая эффективность работы в любое время года, независимо от температуры воздуха.

Однако у такого эффективного оборудования есть свои недостатки:

• Обязательное наличие электрического питания, при отсутствии подключения к электричеству станция не может работать.
• Необходимость регулярного осмотра основных рабочих узлов.
• Обязательное проведение очистки оборудования с использованием моющих средств.
• При сезонном использовании требуется консервация оборудования и его последующий запуск.

Септики и их разновидности

Септик – это элемент канализации, служащий для частичной фильтрации (осветления) стоков. По принципу действия они делятся на:

• проточного типа;
• локальные очистные станции (ЛОС);
• аэрационные установки (АУ).

Главные различия септиков заключаются в способе фильтрации. Это может быть отстаивание, или переработка микроорганизмами (биосептики).

В насосные очистные станции бактерии загружаются искусственно, а в аэрационных установках они разводятся благодаря специально созданным условиям.

Проточные септики имеют самое простое устройство. Они состоят из нескольких камер (обычно из 2х или 3х), а по способу производства они могут быть, как заводскими, так и самодельными.

Биопрепараты

Биопрепараты применяют для выполнения таких задач:

• Разложения органики: жиров, углеводов, белков;
• Стимуляции работы активного ила;
• Сокращения объема побочных продуктов в виде осадка;
• Ускорения процесса переработки;
• Снижения показателей биохимического потребления кислорода (БПК, ХПК);
• Наращивания и восстановления активного ила.

Производители выпускают препараты, где сконцентрировано определенное количество штаммов натуральных бактерий.

Каждый биопрепарат содержит разные штаммы микроорганизмов, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

Внимание. Производитель в описании своей продукции указывает, с какими загрязнениями она справляется.

Популярные биопрепараты: