Сточных вол по бактериологическим показателям

Рис. 50. Технологическая схема и общий вид опытного аэротенка-осветлителя колонного

типа комбинированной конструкции: а — технологическая схема: 1 — трубопровод для подачи сточной воды; 2 — улавливатель песка; 3 — насос; 4 — напорный первичный отстойник; 5 — трубопровод для осветленной воды; 6 — колон­ный аэротенк; 7 — зона аэрации; 8 — чаша для сбора очищенной воды; 9 — переливные окна; 10 — зона осветления; 11 — конус для сбора очищенной воды; 12 — аэраторы; 13 — трубопровод для отведе­ния очищенной воды; 14 — фильтр доочистки; 15 — трубопровод для доочищенной воды; 16 — бак для промывной воды; 17 — измерительный бак; 18 — трубопровод для отведения сырого осадка; 19 — трубопровод для отведения всплывающих загрязнений; 20 — трубопровод для отбора избыточ­ного ила; б — общий вид

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

процесс фаз изъятия, окисления и распределения иловой смеси во взвешенном слое активного ила дает возможность считать этот процесс самостоятельной стадией очистки.

Принцип работы аэротенка-осветлителя колонного типа состоит в следу­ющем: осветленная в первичном отстойнике (4) сточная вода поступает в зону аэрации установки (7). Там она аэрируется и смешивается с активным илом. Насыщенная кислородом иловая смесь с верхней части зоны аэрации через пе­реливные окна (9) поступает в ярусную камеру осветления (10). Там она филь­труется через взвешенный слой активного ила, поднимается вверх и отводится по трубопроводу (13) из установки или на фильтр доочистки (14). Доочищен-ная сточная вода по трубопроводу (15) отводится из установки на следующий этап (сбрасывание в водоем).

По такому же принципу работают и аэротенки-осветлители колонного ти­па блочно-модульной конструкции со струйной аэрацией, также аэротенк-ос-ветлитель коридорного типа (рис. 51).

Компактные очистные сооружения с биобарабанами предназначены для небольших объемов сточных вод. Это сооружения с фиксированной и сво­бодно плавающей микрофлорой. Этот метод очистки сточных вод получил значительное распространение на станциях с разной производительностью, в том числе на малых объектах, в частности в сельской местности. Преимущест­во его состоит в том, что закрепленные на биобарабанах микроорганизмы не выносятся из сооружений во время колебания состава сточных вод, поступаю­щих в установки, а также при наличии в стоках токсических примесей. В отли­чие от аэротенков, такие сооружения характеризуются высоким стойким эф­фектом очистки сточных вод, быстрым удалением загрязнений, меньшей мате-риало- и металлоемкостью.

Погружные биофильтры новой конструкции — биобарабаны со стеклоер-шовой загрузкой для закрепления микроорганизмов — предложил Макеевский инженерно-строительный институт. Они имеют значительную сорбционную поверхность (1500 м² на 1 м³ объема биобарабана, что на порядок больше, чем у биодисков) и большее количество микрофлоры (до 15 кг на 1 м³ объема био­барабана). Это обеспечивает высокую стойкость очистного сооружения к ка­честву загрязняющих веществ, которые поступают со сточными водами. Очистка сточных вод на предложенном сооружении характеризуется интенсивным те­чением процессов минерализации органических веществ. Об этом свидетельст­вует уменьшение БПК₅ на 91,07%, содержания взвешенных частиц — на 97,41%, СПАВ — на 94, 77%, нефтепродуктов —- на 97,55%, фосфатов — на 27,71%, сапрофитной микрофлоры — на 84,21%, повышение коли-титра — на 99,57%, уменьшение количества азота аммонийного — на 75,51%. При этом содержа­ние сульфатов, хлоридов и жесткость сточных вод не изменяются. В то же вре­мя сточные воды, очищенные на сооружениях с биобарабанами, подлежат обя­зательному обеззараживанию. Для достижения эффективной очистки сточных вод носители иммобилизованных клеток бактерий должны иметь большую удельную поверхность сорбции, осуществлять малое гидравлическое сопротив­ление потоку движущейся жидкости и быть недорогими. Таким требованиям

Рис. 51. Технологическая схема и общий вид опытного аэротенка-осветлителя коридорного

типа: а — технологическая схема установки: 1 — трубопровод для подачи сточной воды; 2 — первичный отстойник; 3 — насос; 4 — аэротенк-осветлитель; 5 — бак для регулирования расхода; 6 — бак для из­мерения избыточного ила; 7 — переливной трубопровод для отведения сточной воды; 8 — лоток для сбора очищенной воды; 9 — переливные окна; 10 — рециркуляционная щель; 11 — аэраторы; 12 — зо­на аэрации; 13 — зона осветления; 14 — граница взвешенного слоя; 15 — защитный слой очищенной

воды; 16 — шибер; б — общий вид

отвечают пенополиуретан, щебень, гравий, керамзит, изделия из стекловолок­на. Как свидетельствуют исследования, указанный спектр носителей сорбиру­ет в среднем до 80% бактериальных клеток. По уменьшению адсорбционных свойств эти материалы могут быть размещены в следующем порядке: керам-

Рис. 52. Схема биологической очистки и доочистки сточных вод в автоматической станции

"Симбиотенк": 1 — выпуск сточной воды; 2 — симбиотенк; 3 — полупогружные диски с иммобилизованной микро­флорой; 4 — полупогружные диски с сине-зелеными водорослями; 5 — лампы; 6 — выпуск очищенной

сточной воды

зит — пенополиуретан — ерши из стекловолокна. В этой системе биологичес­кой очистки вместе с бактериями участвуют и ресничные простейшие, способ­ствующие флокуляции бактерий и минерализации органических соединений.

Автоматическая станция "Симбиотенк" (рис. 52) является компактным
комбинированным сооружением аэробной биологической очистки сточных вод.
В симбиотенке формируется биоценоз, представленный авто- и гетеротрофной
микрофлорой и микроводорослями, иммобилизованными на полупогружных
дисках заключительных модулей сооружения. Благодаря жизнедеятельности
микрокосмов организмов родов Chlorella, Ankistrodesmus и Scenedesmus, ком­
пактно иммобилизованных на дисках, происходят в единой технологической
цепи процессы деструкции органических загрязнений сточных вод, их нитри­
фикация и удаление биогенных элементов. Кроме того, биоценоз симбиотенка
обладает высокой антимикробной активностью благодаря продуцированию так
называемых вторичных антимикробных соединений — гекса- и октадекатет-
раеновых жирных кислот. •

Качество сточных вод, прошедших сооружение, отвечает требованиям, при соблюдении которых их можно сбрасывать в естественные водоемы. Высокая эффективность очистки и доочистки сточных вод, простота конструкции, ми­нимальное количество обслуживающего персонала, долговечность и надеж­ность в работе автоматической станции "Симбиотенк" свидетельствуют о пер­спективности применения экологически чистой и энергосберегающей техно­логии в системе малой канализации населенных пунктов.

Теоретические основы биологической очистки сточных вод в почве. В большой части сооружений, моделирующих процессы самоочищения в поч­ве, биологическая очистка сточных вод происходит в слое естественной почвы.

______________ РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ _____________

В поверхностном слое почвы происходит биологическая очистка сточных вод на полях фильтрации и орошения. В глубоких слоях почвы — на площадках подземной фильтрации, в фильтрующих траншеях, фильтрующих колодцах. Основными задачами таких сооружений по очистке бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод являются:

— обеспечение быстрого и эффективного разрушения органических со­единений путем их минерализации и гумификации;

— освобождение сточных вод от патогенных бактерий, энтеровирусов, яиц гельминтов путем их поглощения (сорбции) и дальнейшего отмирания под влиянием естественных факторов самоочищения фильтрующего слоя почвы;

— предотвращение загрязнения грунтовых вод патогенными микроорга­низмами и химическими веществами;

— предотвращение накопления химических веществ в почве в концентра­циях, влияющих на процессы самоочищения или опасных с точки зрения нако­пления их в растениях;

— предотвращение загрязнения почвенного и атмосферного воздуха.
Решают эти задачи путем правильного выбора гидравлической нагрузки

сточных вод на почву. Это очень важно, так как с гигиенической точки зрения, почва является ведущим фактором, влияющим на скорость поглощения, обезв­реживания и передвижения микробных и химических загрязнений.

Поскольку все растворенные и взвешенные в воде ингредиенты загрязне­ний могут мигрировать в почве только с почвенной влагой, важно знать, с уча­стием какой почвенной влаги это происходит. Влага в почве может находиться в форме: гигроскопичной влаги, конденсирующейся на поверхности почвенных частиц; пленочной воды, удерживающейся на поверхности почвенных частиц под действием молекулярных сил; капиллярной воды, находящейся в капилля­рах между почвенными частицами и удерживающейся силой поверхностного натяжения водяных менисков, и, наконец, свободной гравитационной воды, находящейся под влиянием только силы тяжести или гидростатического напо­ра и заполняющей крупные (не капиллярные) промежутки почвы. Вода может находиться в почве сразу во всех четырех формах или только в трех, двух или даже в одной форме — гигроскопической влаги, что наблюдается при чрезмер­ном высыхании почвы. Из всех четырех форм важное гигиеническое значение имеет капиллярная и свободная гравитационная влага почвы. Именно с этой влагой перемещается основная часть бактериальных и химических загрязне­ний в почве.

Рассмотрим эти явления на примере площадки подземной фильтрации. В начальной стадии увлажнения почвы сточная вода, попавшая в почву через пропилы подземной оросительной сети, под действием капиллярных сил и си­лы тяжести продвигается во все стороны, увлажняя почву и образуя так назы­ваемое тело смачиваемости. В начале его образования нижний край продвига­ется вниз сравнительно медленно, так как сточная вода, попавшая в почву, рас­текается по капиллярам в большом объеме почвы. На форму и величину тела смачиваемости влияет ряд факторов. Например, при глубоком залегании грун­товых вод и незначительном поступлении воды к телу смачиваемости поступ-

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

ление воды может компенсироваться испарением. В таком случае тело смачи­ваемости перестает увеличиваться и смоченная почва как бы подвешивается в толще фильтрующего слоя. Такое явление чаще всего наблюдается в услови­ях жаркого климата при значительном дефиците влаги и глубоком залегании грунтовых вод.

С гигиенических позиций почву важно орошать таким образом, чтобы влага распространялась в ней как инфильтрационная, что обеспечивает разрыв гид­равлической связи между телом смачиваемости и зоной капиллярного подня­тия грунтовых вод. Е.И. Гончарук доказал, что в потоке грунтовых вод, мед­ленно передвигающихся, минерализация органических веществ завершается в течение 400 сут, а санитарно-показательные микроорганизмы гибнут через 200 сут.

Органические вещества в виде белков, жиров, углеводов животного и рас­тительного происхождения, а также продуктов их обмена, попавшие в почву со сточными водами, разрушаются и превращаются в неорганические вещест­ва (процесс минерализации) или из органических веществ, сточных вод, синте­зируется новое органическое вещество почвы — гумус (процесс гумификации). Процессы минерализации и гумификации органических веществ, сточных вод в почве являются очень сложными. В реальных условиях они протекают па­раллельно и одновременно под влиянием большого количества организмов, входивших в состав биоценоза почвы. Главную роль в этих процессах играют аэробные и анаэробные микробы почвы. Кроме микробов, в этих процессах принимают участие актиномицеты, грибы, простейшие и растения. Микроор­ганизмы, которые разрушают и синтезируют органическое вещество при испо­льзовании почвенных методов очистки сточных вод, имеют двойное происхо­ждение: одна их часть поступает в почву со сточными водами, а вторая — это бактериальная флора собственно почвы, приспособившаяся к определенным условиям существования.

По данным Т.С. Ремизовой, в 1 мл бытовой сточной воды содержатся сот­ни миллионов бактерий. Численность микроорганизмов бактериальной флоры чистой почвы, по данным Е.М. Мишустина и М.И. Перцовской, в различных почвах стран СНГ колеблется от 175 тыс. до 8,5 млн в 1 г почвы. После поступ­ления в почву бытовых сточных вод количество бактерий достигает миллиар­дов в 1 г почвы. В частности, СМ. Строгановым установлено, что общее коли­чество бактерий на Люберецких полях орошения составляло 7 млрд в 1 г почвы.

Наибольшее количество бактерий в почве содержится в поверхностном ее слое глубиной от 0,1 до 0,2 м. Этот наиболее активный слой почвы под 1 м² по­верхности занимает объем почвы 0,2 м³, или 200 дм³. При плотности почвы 2 кг/дм³ масса этого слоя имеет 400 кг, или 4 • 10⁵ г. Поскольку в 1 г почвы по­лей орошения или фильтрации содержится в среднем 5-Ю⁹ бактерий, то число бактерий в такой массе почвы составит: 5 ■ 10⁹ х 4 • 10⁵ = 2 • 10¹⁵. При диаметре бактерии 2 мкм (2 • 10 ³ мм), площади поверхности одной бактериальной клет­ки (S = 4ЛТ²), равной 1,2 • 10"⁵ мм², суммарная поверхность биоценоза почвы составит —2- 10¹⁵х 1,2- 10"⁵ = 2,4- 10¹⁰ мм² или 2,4 • 10⁴м², или 2,4 га. Подан­ным О.П. Селиванова, общая поверхность частиц такого активного рабочего

______________ РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ _____________

слоя почвы толщиной 0,2 м под 1 м² поверхности составляет 2,5 га. Иначе го­воря, почти вся поверхность частиц почвы занята бактериями.

Таким образом, сточная вода, попадая на 1 м² поверхности почвы, контак­тирует во время фильтрации через слой 0,2 м с поверхностью частиц почвы 2,5 га и поверхностью микроорганизмов 2,4 га. Такая огромная активная по­верхность фильтрующего слоя почвы обеспечивает относительно быстрое и на­дежное поглощение и обезвреживание органических веществ, содержащихся в сточных водах. Несмотря на сложность процесса поглощения и разрушения органического вещества, его можно схематически представить следующим об­разом.

Попав на поверхность почвы или в ее толщу, взвешенные, коллоидные и растворенные органические вещества, бактерии, вирусы, яйца геогельминтов, содержащиеся в сточных водах, начинают поглощаться по мере продвижения в фильтрующем слое почвы. Такое поглощение связано с механической, фи­зической, физико-химической, химической и биологической поглотительной способностью почвы. Интенсивность поглощения указанных ингредиентов тем выше, чем более мелкие фракции почвы. Она возрастает по мере заиливания промежутков между ними при одновременном снижении коэффициента фильт­рации, то есть скорости, с которой вода продвигается в почве в вертикальном направлении под действием силы тяжести. Имеются данные о том, что разные ингредиенты неодинаково удерживаются почвой. Так, глубже всех продвига­ются хлориды и нитраты, в меньшей степени — нитриты, аммиак и растворен­ные органические вещества; еще меньше — бактерии, вирусы, яйца геогель­минтов. В целом большинство химических загрязнителей продвигаются в почве в 1,5 раза, а большинство бактериальных загрязнений — в 2—2,5 раза медлен­нее, чем вода. В то же время установлено, что синтетические детергенты мою­щих средств, содержащиеся в бытовых сточных водах, очень слабо поглощают­ся почвой и легко приникают в грунтовые воды. При этом они способствуют и более глубокому проникновению в толщу почвы бактерий и вирусов. Однов­ременно с поглощением химических веществ (взвешенных, коллоидных и раст­воренных) происходит распад поглощенных почвой органических соединений благодаря процессам минерализации и гумификации.

В процессе биологической очистки сточных вод почвенными методами выделяют два периода: биологического созревания фильтрующего слоя почвы и биохимического окисления загрязнений.

Период биологического созревания фильтрующего слоя почвы — это вре­мя, в течение которого поверхность частичек фильтрующего слоя почвы (наи­более активного 0,2 м) покрывается биологической пленкой. Эта биопленка представлена в основном биоценозом микроорганизмов, наиболее приспособ­ленным к определенным конкретным условиям (качеству сточных вод, гидрав­лической нагрузке, температуре, pH и др.). Этот период, по данным Е.И. Гон­чарука, длится от 5—6 мес до 1 года.

В первые дни периода биологического созревания взвешенные вещества, коллоиды и другие фракции сточных вод, в том числе микроорганизмы, задер­живаются в фильтрующем слое почвы главным образом благодаря ее механи-

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

ческой, физической, физико-химической и химической поглотительной спо­собности. Вследствие этих процессов концентрация загрязнений в фильтрате сточной воды уменьшается, а на поверхности частиц фильтрующего слоя поч­вы увеличивается. Дальнейшее накопление органической субстанции, а также накопление и размножение аэробных микроорганизмов на поверхности частиц наиболее активного фильтрующего слоя почвы приводит к их обрастанию био­пленкой. Благодаря развивающейся биопленке к физико-химическим сорбци-онным процессам присоединяются очень интенсивные процессы биологичес­кой сорбции органических загрязнений сточной воды, получившие название биосорбции.

Биосорбция является ведущим механизмом биохимической очистки сточ­ных вод в почве. Сорбированные биопленкой органические вещества сточных вод подвергаются биохимическому распаду под влиянием экзо- и эндофермен-тов аэробных микроорганизмов. Вследствие этого белки, жиры, углеводы и продукты их обмена преобразуются в гумус — новое, синтезированное микро­организмами, органическое вещество почвы, С0₂, Н₂0, нитраты, сульфаты и фосфаты. Процесс протекает с выделением значительного количества тепла. При почвенных методах очистки сточных вод основное значение имеет про­цесс минерализации. Гумификация оказывает незначительное действие на рас­пад органического вещества сточных вод. Механизм этого процесса очень слож­ный и не полностью изучен. Детальнее процессы минерализации и гумифика­ции органических загрязнений в почве рассмотрены в разделе III.

Одновременно с биологической очисткой в почве происходит обеззаражи­вание сточных вод. Под действием механического фактора, поверхностной энергии и электрохимических взаимоотношений в почве происходит погло­щение бактерий. Интенсивность такого поглощения зависит от размеров поч­венных частиц, вида бактерий, их подвижности, pH среды и других условий. В процессе фильтрации сточных вод промежутки между твердыми частицами почвы заполняются биопленкой. Поглотительная способность почвы при этом повышается, а проницаемость для бактерий снижается. Часть микроорганиз­мов сточных вод после поглощения биопленкой почвы выживает и входит в состав биоценоза почвы как активный участник микробиологических процес­сов. Часть микроорганизмов отмирает под влиянием различных внешних фак­торов и агентов биологического характера, освобождая сорбционную поверх­ность почвы.

Важным условием, влияющим на жизнеспособность поглощенной сапро­фитной и патогенной кишечной микрофлоры, является антагонизм простей­ших и других сапрофитных микроорганизмов почвы. Бактерии тифозно-пара-тифозной группы, группы кишечной палочки и другие представители кишеч­ной микрофлоры разрушаются бактериофагами и антимикробными соедине­ниями, вырабатывающимися как микроорганизмами почвы, так и другими вы­сокоразвитыми организмами, в том числе растениями и животными. Заметная роль в обеззараживании микроорганизмов, попадающих в почву со сточными водами, принадлежит ферментам как собственно сточных вод, так и образуемым вследствие процессов обмена веществ различной почвенной флоры и фауны.

РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Среди факторов, ускоряющих отмирание патогенных бактерий в почве, опре­деленное место занимают недостаток питательных веществ, аэрация, коле­бание температуры. В естественных условиях, безусловно, действует обычно комплекс всех перечисленных факторов и от их влияния зависит большая или меньшая продолжительность жизни бактерий, поступающих в почву со сточ­ными водами.

Яйца геогельминтов, попадая в почву, со временем отмирают. Но продол­жительность их выживания в почве, по данным H.A. Романенко, составляет 7—10 лет.

Используя естественную почву для биологической очистки сточных вод, следует предотвратить накопление химических веществ в почве в концентра­циях, опасных для загрязнения грунтовых вод, атмосферного воздуха, расте­ний и самоочищающей способности почвы. Этого достигают путем предот­вращения внесения в почву вместе со сточными водами химических веществ в количествах, превышающих адаптационную возможность почвы.

Биологические фильтры (рис. 53) являются сооружениями, в которых процесс биологической очистки сточных вод протекает в искусственно создан­ных условиях. Конструируют биофильтры двух типов: периодического (кон­тактного) и непрерывного действия. Вследствие малой мощности и высокой стоимости контактные биофильтры сегодня не применяют. Биофильтры не­прерывного действия по мощности подразделяют на капельные и высокона-гружаемые. По способу аэрации, биофильтры устраивают с естественной и ис­кусственной (аэрофильтры) аэрацией. Окислительная мощность биофильтров (количество кислорода в граммах, которое может быть получено сім³ фильт­рующей загрузки сооружения для снижения БПК сточкой воды) с естествен­ной и искусственной аэрацией приведена в табл. 25.

Рис. 53. Биологический фильтр:

1 — дозирующий бак; 2 — сифон; 3 — спринклеры; 4 — магистральная труба; 5 — распределительные

трубы; 6 — дренаж из плиток; 7 — каналы для поступления воздуха в дренаж; 8 — загрузка фильтра

из шпача ^другого материала)', 9 — канал для отведения очищенной воды

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

ТАБЛИЦА 25 Окислительная мощность биофильтров

Капельные биофильтры — биофильтры, действующие непрерывно. В за­рубежной практике их еще называют оросительными, или перколяторными. Капельные биофильтры рекомендуют проектировать пропускной способностью не более 1000 м³/сут. Они предназначены для полной биологической очистки сточной воды (до БПК₂о 15 мг 0₂/л). Высоконагружаемые биофильтры — био­фильтры с искусственной аэрацией. В отечественной практике их используют с 1929 г. под названием аэрофильтров. В США такие биофильтры под назва­нием высоконагружаемых появились в 1936 г.

Капельный биофильтр имеет вид водонепроницаемого резервуара круглой,
прямоугольной или квадратной в плане формы, изготовленного из железобе­
тона. Над цельным водонепроницаемым дном устраивают дренаж, на который
насыпают фильтрующий материал (гравий, щебень и т. п.). Над этим слоем раз­
мещают распределительные устройства. Поверхность капельного биофильт­
ра орошается сверху равномерно через небольшие промежутки времени. При
этом сточная вода на поверхность фильтрующего материала попадает в виде
капель, струи (капельные или оросительные) или тонкого слоя воды (перколя-
торные). ¹

В отечественной практике в капельные биофильтры вода поступает естес­твенным путем — сверху через открытую поверхность биофильтра и снизу че­рез дренаж. Капельные биофильтры рассчитаны на низкие гидравлические на­грузки (не более 0,5—1 м³ сточной воды на 1 м³ фильтрующего материала), а также меньший по сравнению с высоконагружаемыми биофильтрами размер фракций загрузки (20—40 мм).

Биофильтр работает следующим образом. Осветленная в первичных от­стойниках сточная вода самотеком (или под давлением) поступает в распреде­лительные устройства, которые периодически напускают воду на поверхность фильтрующей загрузки биофильтра. Проходя через фильтрующую загрузку биофильтра, загрязненная вода вследствие адсорбции освобождается от взве­шенных и коллоидных органических веществ, которые не задержались в пер­вичных отстойниках. На поверхности фильтрующего материала вследствие адсорбции образуется пленка, интенсивно заселенная микроорганизмами. Мик­роорганизмы биопленки окисляют органические вещества и получают необхо-

Рис. 54. Схема очистки сточных вод с большими полями фильтрации: 1 — канализационный коллектор; 2 — канализационный колодец; 3 — решетка; 4 — устройство для измельчения; 5 — песколовка; 6 — песковыс площадки; 7 — отстойник; 8 — метантенк; 9 — иловые площадки; 10 — распределительный колодец; 11 — карта полей фильтрации; 12 — дренаж; 13 — биоло­гический пруд; 14 — выпуск в водоем; 15 — использование воды для технических нужд; 16 — фильт­рующий слой; 17 — грунтовые воды

димую для жизнедеятельности энергию. Часть растворенных органических ве­ществ микроорганизмы используют в качестве пластического материала для увеличения своей массы. Следовательно, со сточной воды, которая фильтрует­ся через загрузку биофильтра, удаляются органические вещества, а в теле био­фильтра увеличивается масса активной биологической пленки. Отработанная и отмершая биологическая пленка смывается сточной водой и выносится за пределы биофильтра.

Сточная вода, профильтрованная сквозь толщу фильтрующей загрузки био­фильтра, проходит через отверстия (дренажи) в дырчатом дне, собирается на цельном водонепроницаемом днище, а оттуда стекает по отводным лоткам, рас­положенным за пределами биофильтра, и подается во вторичные отстойники. Там задерживается биологическая пленка, которая выносится из биофильтра вместе с биологически очищенной сточной водой. Эффект очистки биофильт­ров такого типа может достигать по БПК₂₀ 90% и более.

Поля фильтрации ' предназначены исключительно для полной биологи­ческой очистки сточных вод. Это земельные участки, на которых происходит распределение и фильтрация через почву сточных вод (рис. 54). Их надлежит устраивать на песках, супесках и легких суглинках. Продолжительность отста­ивания сточных вод перед подачей на поля фильтрации должна составлять не менее 30 мин.

Земельные участки под поля фильтрации должны быть со спокойным или слабо выраженным рельефом с наклоном до 0,02. Их надлежит размещать по течению грунтовых вод ниже водозаборных сооружений из межпластовых во­доносных горизонтов на расстоянии, которое должно соответствовать радиусу

Схемы полей фильтрации и орошения подробно описаны в монографии — Е.И. Гонча­рук, Г.И. Сидоренко, Т.Н. Хруслова, В.И. Циприян "Гигиенические основы почвенной очистки сточных вод" (М: Медицина, 1976 г.).

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

зоны депрессии вокруг артезианской скважины, но не менее 200 м для легких суглинков, 300 м — для супесков и 500 м — для песков.

Пр» размещении полей фильтрации выше течения грунтовых вод, их рас­стояние до водозаборных сооружений из межпластовых водоносных горизон­тов надлежит определять с учетом гидрогеологических условий и требований санитарно-эпидемиологической службы. Не разрешается устраивать поля фи­льтрации на территориях, граничащих с местами выклинивания водоносных горизонтов, а также при наличии трещиноватых пород и карст, не перекрытых водоупорным слоем.

Поля орошения (рис. 55, 56, 57) предназначены одновременно для очист­ки и утилизации сточных вод, как источника влаги и питательных веществ, при выращивании сельскохозяйственных культур.

Природные почвы, особенно на пахотных землях, заселены различной ми­крофлорой, способной в процессе питания разрушать, минерализовать и нит­рифицировать органические вещества. Во время орошения микрофлора полей дополнительно обогащается значительным количеством микроорганизмов, ко­торые вносятся со сточными водами. Эти микроорганизмы энергично размно­жаются, так как сточные воды беспрерывно доставляют питательные вещест­ва, увлажняют и согревают почву. Благодаря этому даже "мертвые" почвы под влиянием орошения сточными водами превращаются в плодородные. Попадая в почву, микроорганизмы адсорбируются, размножаются и образуют вокруг каждой структурной частицы сплошную биологическую пленку. На поверхнос­ти этой пленки в свою очередь адсорбируются и в процессе жизнедеятельности микроорганизмов минерализуются растворимые органические вещества сточ­ных вод.

Рис. 55. Схема полей орошения: 1 — магистральные и распределительные каналы; 2 — картовы'е оросители; 3 — осушительные канавы;

4 — дренаж; 5 — дороги

Рис. 56. Схема очистки сточных вод с земледельческими полями орошения:

I — канализационный коллектор; 2 — канализационный колодец; 3 — решетка; 4 — приспособление
для измельчения; 5 — вывоз отходов в места общего обезвреживания (усовершенствованные полигоны);
6 — песколовка; 7 — площадка для песка; 8 — отстойник; 9 — метантенк; 10 — площадки для ила;

II — распределительный колодец; 12 — карты земледельческих полей орошения; 13 — фильтрующий

слой; 14 — грунтовые воды

Рис. 57. Схема третичной очистки сточных вод с использованием больших полей орошения: 1 — канализационный коллектор; 2 — канализационный колодец; 3 — решетка; 4 — устройство для измельчения; 5 — песколовка; б — площадка для песка; 7 — отстойник; 8 — метантенк; 9 — площадки для ила; 10 — аэротенк; 11 — вторичный отстойник; 12 — распределительный колодец; 13 — карты полей орошения; 14 — дренаж; 15 — биологический пруд; 16 — выпуск в водоем; 17 — использование

воды для технических нужд

Для успешного течения биологической очистки на полях орошения наибо­лее важными являются два фактора: 1) соблюдение аэробных условий процес­са за счет кислорода воздуха, содержащегося в порах почвы; 2) соответствие количества сточной воды, подаваемой на поля, способности почвы к минера­лизации. Количество сточной воды, подаваемой одномоментно на поля, долж­но соответствовать влагоемкости почвы, которая выражается общим объемом заполненных воздухом пор почвы.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Расчетная гидравлическая нагрузка сточных вод на поля орошения выра­жается в кубических метрах сточной воды на 1 га поля в сутки. Она изменяется, согласно СНиП 2.04.03-85, в зависимости от фильтрующей способности почвы. Для полей орошения, кроме того, оросительная норма сточных вод ограничи­вается интересами вегетации растений. Дыхание корневой системы не может происходить в условиях чрезмерной влажности, поэтому нагрузку на поля оро­шения уменьшают вдвое по сравнению с полями фильтрации.

В зависимости от характера почвы (легкие суглинки, супески, пески), тем­пературных условий и уровня залегания грунтовых вод от поверхности земли эти нормы нагрузки могут составлять соответственно от 55 до 100 м³/га, от 80 до 150 м³/га и от 120 до 250 м³/га.

В районах, где среднегодовое количество атмосферных осадков колеблет­ся от 50 до 700 мм, гидравлическая нагрузка на поля снижается на 15—20%; свыше 70 мм, а также для I и IIIА климатического региона — на 25—30%. При этом больший процент снижения нагрузки следует принимать на легких су­глинистых, а меньший на песчаных почвах.

Иногда площадь полей орошения (фильтрации) проверяют на наморажи­вание сточных вод. Продолжительность его рассчитывают, исходя из количест­ва дней в году со среднесуточной температурой воздуха ниже -10 °С. Условия фильтрации сточных вод в этом случае определяются с учетом коэффициента снижения величины фильтрации в период намораживания. Для легких суглин­ков этот коэффициент составляет 0,3, для супесков — 0,48, для песков — 0,55.

Поля орошения (фильтрации) разбивают на карты. Площадь одной карты при механизированной обработке поля должна быть не менее 1,5 га. В каждом случае размеры оросительных карт определяют в зависимости от рельефа мест­ности, общей рабочей площади полей, способа обработки. Отношение шири­ны карты к ее длине должно составлять от 1:2 до 1:4. При соответствующем обосновании длину карт можно увеличить.

Площадь резервных карт обосновывают в каждом отдельном случае. Она не должна превышать полезной площади полей фильтрации, которые проекти­руются в III—IV климатическом районе, на 10%, во II — на 20% и в I — на 25%.

Размеры полей орошения (фильтрации) увеличиваются дополнительно для устройства сетей, дорог, ограждающих валков, зеленых насаждений из расчета до 25% общей площади полей фильтрации свыше 100 га и до 35% — 1000 га и менее.

При полях орошения (фильтрации) нужно предусмотреть устройство ду­шевой, помещений для высушивания спецодежды, отдыха, приема пищи пер­соналом. На каждые 75—100 га площади полей следует предусмотреть поме­щения для обогрева персонала, обслуживающего поля фильтрации.

Благодаря опыту эксплуатации (устройства в 30-х годах XX ст.) полей оро­шения на черноземах Харькова, Магнитогорска, по данным научных агрохи­мических исследований Н.М. Величкиной, была установлена пригодность этих почв для полной биологической очистки сточных вод.

Вместе с тем следует отметить, что со времени появления в нашей стране первых полей орошения сточными водами, значительные изменения произошли

______________ РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ _____________

и в методах первичной подготовки воды и способах ее применения. В 60-х го­дах XX ст. значительно возросли требования к охране окружающей среды, особенно поверхностных водоемов, от загрязнения сточными водами. Из-за этого стала обязательной предварительная биохимическая очистка хозяйствен­но-бытовых сточных вод искусственными методами. Орошение сельскохозяй­ственных угодий биологически очищенными сточными водами начали рас­сматривать как метод доочистки (третичной) биологически очищенных сточ­ных вод.

Для расширения масштабов применения методов очистки бытовых и про­мышленных (производственных) сточных вод в почве разработаны различные методы их первичной подготовки. Выбор таких методов, по мнению многих исследователей, определяется начальным качеством сточных вод, способом орошения почвы, климатическими условиями, уровнем залегания грунтовых вод и другими факторами.

Кроме предварительной подготовки сточных вод, разработаны и усовер­шенствованы методы их применения, начиная с полной заливки земельных угодий водами, орошение при помощи борозд, дождевания, наконец, подпоч­венного орошения.

Со всех способов орошения наиболее приемлемым и безопасным в эпиде-милогическом, санитарно-гигиеническом, агроэкономическом и водохозяйст­венном аспекте является подпочвенное орошение. При применении подпочвен­ного орошения соблюдается эпидемиологическая безопасность выращиваемых растений, уменьшается загрязнение поверхностных водоемов соединениями азота и фосфора. Благодаря этому устраняется эвтрофикация поверхностных водоемов, улучшается их санитарное состояние.

Используя почвенные методы очистки бытовых и промышленных сточных вод, прежде всего учитывают гигиенические показания, качество сточных вод, почвенно-климатические условия и экономические расчеты. Целесообраз­ность орошения сточными водами сельскохозяйственных угодий определяет­ся специализацией сельскохозяйственного производства и среднегодовым ко­личеством атмосферных осадков на данной территории.

В Украине рекомендованы оросительные нормы основных сельскохозяйс­твенных культур (разработанные при нашем участии) ведомственным норма­тивным документом Государственного комитета Украины водного хозяйства "ВНД 33-3.3-01-98. Переработка городских сточных вод и использование их для орошения кормовых и технических культур". В зависимости от погодных условий, потребности растений, для предотвращения гидравлической связи с грунтовыми и межпластовыми водами и предупреждения их загрязнения, оросительные нормы для городских биологически очищенных сточных вод не должны превышать 250—300 м³/га. В засушливый период рекомендован­ные в Украине нормы орошения для разного вида культур колеблются от 800—1000 до 2400—3000 м³/га в условиях лесостепи и от 700 до 7000 м³/га — южной степи.

Влияние биологически очищенных сточных вод на санитарное состояние почвы и процессы ее самоочищения в условиях орошаемого земледелия нами

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

изучено в различных климатогеографических регионах Украины — Киевской, Харьковской, Донецкой области, Крыму. Исследования показали, что ороше­ние почв Крымского региона биологически очищенными городскими сточны­ми водами при соблюдении оросительной нормы 3500 м³/га в год, не приводит к нарушению процессов самоочищения и значительному микробному загряз­нению почвы сельскохозяйственных угодий. Количество санитарно-показа-тельных микроорганизмов, отсутствие в исследуемых пробах почвы жизне­способных яиц геогельминтов и сальмонелл на фоне низких титров выделен­ных кишечных вирусов, позволили оценить санитарное состояние орошаемых массивов как удовлетворительное.

Дополнительное удобрение сельскохозяйственных угодий минеральными удобрениями активизирует процессы самоочищения почвы от органических веществ, вносимых с биологически очищенными сточными водами.

В то же время использование с этой целью животноводческого навоза и осадка сточных вод на богарных и орошаемых сельскохозяйственных угодиях, способствует увеличению бактериального загрязнения почвы при орошении биологически очищенными сточными водами. Сказанное свидетельствует о необходимости дополнительного обеззараживания животноводческого навоза и осадка сточных вод перед использованием их в качестве удобрения.

Площадки подземной фильтрации (ППФ). В сельскохозяйственной тер­минологии полем обычно называют несколько гектаров земельного участка, используемого для выращивания сельскохозяйственных культур. Поскольку территория, которую отводят под местные очистные канализационные соору­жения, чаще всего измеряется несколькими десятками, реже — сотнями квад­ратных метров (до 1 га), то местные очистные сооружения называют не поля­ми, а площадками подземной фильтрации (орошения).

Исследованиями А.Г. Асланяна, Е.И. Гончарука, A.A. Роде, О. Израэльсо-на показано, что в почвах, где устройство площадок подземной фильтрации (орошения) возможно, постоянное увлажнение корневой зоны большинства сельскохозяйственных растений происходит лишь в том случае, если подзем­ная оросительная сеть заглублена не более чем на 0,65—1,0 м от поверхности земли. Следовательно, если оросительная сеть заглублена до 1,0 м от поверх­ности земли, такой вид сооружений правильнее называть площадками подзем­ного орошения, а при заглублении свыше 1,0 м — ППФ. Требования к выбору и применению ППФ зависят от: количества сточных вод, подлежащих отведе­нию от населенного пункта или отдельно расположенного объекта; фильтрую­щей способности почвы; глубины залегания грунтовых вод; температурных условий; среднегодового количества атмосферных осадков и др. Системы с ППФ устраивают на объектах с водоотведением от 1 до 25 м³/сут, то есть они принадлежат к местным очистным сооружениям малой канализации. Разнови­дностей схем с ППФ может быть как минимум 5: с 1, 2, 3-камерными септика­ми, с улавливателями жира, нефтепродуктов, с перекачкой сточных вод и др.

Основным элементом системы с ППФ является подземная оросительная сеть. Во время проведения экспертизы системы определяют: длину подземной оросительной линии, количество таких линий, площадь земельного участка,

Рис. 58. Схема очистки сточных вод с применением ППФ (производительность до 1 м³/сут

бытовых сточных вод): а — план; б — разрез; 1 — выпуск из здания; 2, 5 — канализационные колодцы; 3 — однокамерный

септик; 4 — подземная оросительная сеть

Рис. 59. Схема очистки сточных вод с применением ППФ (производительность 1—3 м³/сут): 1 — выпуск из здания; 2,6 — канализационные колодцы; 3 — двухкамерный септик; 4 — тройники на впускной и выпускной трубе из септика; 5 — выпуск из септика; 7 — распределительный колодец; 8 — подземная оросительная сеть; 9 — вентиляционные стояки или канализационные колодцы в конце

оросительных дрен

необходимого для устройства системы. Подземную оросительную сеть лучше устраивать из асбоцементных труб диаметром не менее 100—200 мм. Допус­кается оросительную сеть устраивать из керамических и пластмассовых труб. Можно также применять оросительные лотки из кирпича, бетона, текстолито­вого стеклоцемента, но не из дерева (рис. 58, 59).

При канализовании инфекционных отделений с применением ППФ, кроме обязательного обезвреживания инфицированного осадка из септиков, необхо­димо придерживаться таких условий: высота фильтрующего слоя должна быть не менее 3 м от лотка оросительных линий, гидравлическая нагрузка сточных вод — не превышать 15—20 л/сут на 1 м подземной оросительной сети.

Длину оросительной линии определяют по формуле:

где L — общая длина оросительной сети (м); Q — общее поступление сточных вод для очистки (м³/сут); q — гидравлическая нагрузка сточных вод на ороси­тельную систему (1 л на 1 м/сут; см. табл. 26).

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

ТАБЛИЦА 26 Нагрузка сточных вод на ППФ в зависимости от глубины наивысшего уровня грунтовых вод от лотка (СНиП 2.04.03-85)*, л/сут на 1 м оросительных труб

* Нагрузка указана для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков до 500 мм. Нагрузку нужно уменьшать: для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков 500—600 мм — на 10—20%; свыше 600 мм — на 20—30%; для I климатического района и IIIА клима­тического подрайона — на 15%. Больший процент снижения надлежит учитывать для супесчаных, меньший — для песчаных почв.

Количество оросительных линий в системе вычисляют по формуле:

где n — количество линий в системе; L — общая длина оросительной сети (м); 1 — длина одной линии оросительной сети (15—20 м).

Площадь земельного участка, отводимого под очистное сооружение, рас­считывают по формуле:

где а — расстояние между отдельными оросительными линиями (принимается за 2 м в песках, 2,5 м — в супесках, 3 м — в суглинистых почвах).

Под ППФ сначала роют котлован шириной 0,8—1,0 м. Расстояние от его дна до наивысшего уровня грунтовых вод должно быть не менее 1 м. Именно в этом слое почвы под дном котлована будет происходить биологическая очист­ка сточных вод. Площадь под котлован рассчитывают по формуле: S = а • Q/q. Длину котлована принимают не более 20 м, исходя из длины отдельной ороси­тельной линии. Ширину его рассчитывают по формуле: b = S/1. Для ускорения созревания сооружения на дно котлована укладывают 1—2 см гумусового слоя почвы, далее — слой гравия толщиной 15 см. На гравий укладывают асбестоце-ментные трубы с пропилами на половину диаметра трубы. Пропилы делают по всей длине трубы на расстоянии 150—200 мм одна от другой. Трубы уклады­вают пропилами вниз и соединяют при помощи муфт. Обычно оросительные линии укладывают параллельно на расстоянии а одна от другой, которое зави­сит от типа почвы. Наклон труб не должен превышать 0,001 в песчаных поч­вах. В супесчаных и суглинистых почвах укладывание труб должно быть го­ризонтальным. Можно укладывать оросительные линии радиально, тогда ве-

РАЗДЕЛ И. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

личина внутреннего угла не должна быть менее 30°. При этом лотки труб надлежит размещать на одном уровне. Наименьшая глубина укладывания оро­сительной сети — 0,5 м от уровня земли до верха трубы. Если в систему с ППФ поступают сточные воды больниц, глубина от поверхности земли должна быть не менее 1,0 м. В конце каждой оросительной линии оборудуют вентиляцион­ный стояк в виде вертикально расположенной асбестоцементной трубы диа­метром 100 мм, погруженной ко дну котлована. После укладывания труб оро­сительную систему засыпают гравием на 1—2 см выше пропилов. На ороси­тельные трубы укладывают 1—2 см поверхностно-растительного (гумусового) слоя почвы. Засыпают котлован почвой, начиная с поверхностного слоя. Терри­торию ППФ желательно использовать для выращивания технических сельско­хозяйственных культур или трав.

Площадки подземного орошения (ППО). Под ППО подразумевают увлаж­ненные через подземную оросительную сеть земельные участки, предназна­ченные для выращивания сельскохозяйственных культур. Подземную ороси­тельную сеть на таких участках укладывают не глубже 0,6 м от поверхности земли.

Поскольку в практике санитарно-технического строительства местных ка­нализационных сооружений чаще всего применяют ППФ, то для удобства из­ложения материала часто условно площадки подземной фильтрации и подзем­ного орошения называют площадками подземной фильтрации.

Площадки подпочвенного (внутригрядового) орошения (ПВО). Площад­ки подпочвенного (внутригрядового) орошения являются разновидностью ППО. Они предназначены для полной биологической очистки бытовых и близ­ких к ним по составу производственных сточных вод (до 15—25 м³/сут). Обя­зательными составными частями этого вида сооружений являются септик и земельный участок, на котором укладывается оросительная сеть. Поскольку площадки подпочвенного орошения применяют для очистки небольшого коли­чества сточных вод и они занимают незначительную площадь, то, по нашему мнению, их правильнее называть ПВО. От ППО они отличаются более поверх­ностным заложением оросительных дренажных труб, которые укладывают на глубине 0,05—0,1 м от поверхности почвы. Расстояние между оросительны­ми линиями следует принимать в песках 1,3, в супесках — 1,7 м. Над ороси­тельными дренами насыпают гряды из местных грунтов высотой 0,2 м и шири­ной 0,6—0,8 м. На поверхности гряд выращивают сельскохозяйственные куль­туры. Д.Б. Пигута (1955) предложил такой вид очистных сооружений называть внутрипочвенным орошением. Мы также усматриваем в этом определенный смысл, так как слой почвы до материнской породы иногда может занимать не­сколько метров. Понятно, что в таких случаях теряется смысл "орошения" под слоем почвы.

Фильтрующие траншеи (ФТ). Системы ФТ с естественным слоем почвы являются разновидностью ППФ. Они отличаются от последних лишь высотой слоя подсыпки под оросительной сетью. Если при устройстве ППФ высота по­дсыпки крупнозернистым материалом не превышает 0,10—0,15 м, то в фильт­рующих траншеях она составляет в песчаных почвах минимум 0,2—0,3 м,

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

в супесчаных — 0,3—0,4 м, а в суглинистых — до 0,4—0,6 м. Такой слой под­сыпки дает возможность увеличить нагрузку сточных вод в 1,5—2 раза. Биоло­гическая очистка сточных вод на этом типе сооружений, как и на ППФ, про­исходит в естественном фильтрующем слое почвы. Очищенный в траншеях фильтрат поступает в поток грунтовых вод. А.И. Василенко, предложивший этот вид сооружений, рекомендует называть их высоконагружаемыми ППФ.

Среди разновидностей ФТ с естественным слоем почвы выделяют очист­ные сооружения с примитивными ФТ. Их особенностью является то, что в от­личие от описанных выше, в таких сооружениях траншеи в почве закладывают вязками веток (фашинами) и присыпают незначительным слоем почвы, извле­ченной во время рытья котлована.

Фильтрующие колодцы (ФК). В литературе, посвященной санитарно-те-хническим и гигиеническим проблемам водоотведения, не разграничивают по­нятия "всасывающий", "фильтрующий" и "поглощающий" колодцы. Однако в этих сооружениях существуют отличия, которые влияют на процесс очистки сточных вод и другие факторы.

Всасывающий колодец (ВК) имеет вид вертикальной, произвольных раз­меров шахты с проницаемыми стенками и дном, которые не доходят до водо­носного горизонта. Сточные воды, попавшие в такой колодец или яму без ка­кой-либо предварительной очистки, всасываются в почву, загрязняя ее, а затем и грунтовые воды. На подобных "установках" нагрузка сточных вод не норми­руется. Они не подлежат предварительной обработке в септике. Не обусловле­но и расстояние между дном колодца и верхним уровнем залегания грунтовых вод. Обычно в ВК попадает такое большое количество сточных вод, что ни о каких процессах их биологической очистки не может быть и речи.

Поглощающий колодец (ПК) — это яма, шахта или скважина, дно которой доходит до водоносного горизонта. Сточные воды, которые поступают в такой колодец без какой-либо предварительной очистки, проникают непосредствен­но в поток грунтовых вод, поглощаются и выносятся этим потоком. Нагрузка на таких сооружениях не нормируется.

Фильтрующий колодец (ФК), в отличие от всасывающего и поглощающего, является апробированным сооружением канализационных систем, предназна­ченных для механической и биологической очистки незначительного количест­ва (1—3 м³/сут) сточных вод (рис. 60). Требования к устройству ФК определе­ны СНиПом 2.04.03-85 (пп. 6.195—6.197). Устраивают их лишь после септика. Это своеобразный биологический фильтр. Резервуар ФК проектируют из же­лезобетонных колец, огнеупорного кирпича или бутового камня. Размеры в пла­не должны быть не более 2 х 2 м, глубина — 2,5 м.

Ниже трубы, по которой в ФК поступают отстоявшиеся в септике сточные воды, устраивают донный фильтр высотой до 1 м из щебня, гравия, гранулиро­ванного или просеянного шлака (с размером зерен до 300 —500 мм), с водоне­проницаемыми стенками и дном, расположенным не ближе 1 м от наивысшего уровня грунтовых вод. В перекрытии колодца обязательно устанавливают люк диаметром 700 мм и вентиляционную трубу диаметром 100 мм.

С целью увеличения сроков эксплуатации ФК, повышения эффекта очист­ки сточных вод, создания рассредоточенного распределения сточной воды в почве используют схемы, предусматривающие устройство нескольких под­земных оросительных линий длиной 8—10 м, которые начинаются от ФК на уровне его дна.

Расчетная фильтрующая поверхность ФК определяется как сумма площа­дей дна и поверхности стен колодца на высоту фильтра. Нагрузка на 1 м² фильт­рующей поверхности принимается из расчета 80 л/сут в песчаных грунтах и 40 л/сут в супесчаных. В средне- и крупнозернистых песках, также при рассто­янии от дна колодца к верхнему уровню залегания грунтовых вод более 2 м, нагрузку следует увеличивать на 10—20%. На 20% допускается увеличение на­грузки на ФК при удельном водоотведении свыше 150 л/сут на одного жителя, а также на сезонных объектах.

Самой распространенной и эффективной является схема, состоящая из од­но-, двухкамерного септика и ФК, заполненного внутри фильтром высотой 1 м из крупнозернистого материала. Такая схема используется при канализова-нии индивидуальных жилых зданий, дач, сельских аптек, амбулаторий, других объектов с водоотведением хозяйственно-бытовых сточных вод до 1 м³/сут.

Исследования A.A. Кирпичникова, Г.И. Иванова и др., проведенные в раз­ные годы на территории Украины, России и стран Балтии показали, что очист­ные сооружения с ФК, построенные по такой схеме, с соблюдением всех сани-тарно-технических требований, обеспечивают достаточно надежный высокий эффект очистки бытовых сточных вод в течение 10—15 лет.

Песчано-гравийные фильтры (ПГФ) и фильтрующие траншеи (ФТ) с искусственной загрузкой фильтрующего слоя почвы. По устройству и спо­собу очистки сточных вод ПГФ во многом напоминают площадки подземной

Рис. 61. Схема очистки сточных вод с ПГФ или ФТ (производительностью свыше 3 м³/сут): 1 — септик; 2 — дозирующее устройство; 3 — распределительный колодец; 4 — подземные ороси­тельные трубы; 5 — вентиляционные стояки на оросительных трубах; 6 — рабочий фильтрующий слой; 7 — водосборная дренажная сеть; 8 — хлораторная; 9 — ершовый смеситель; 10 — контактный резервуар; 11 — иловые площадки; 12 — водоем

фильтрации. Возможно, было бы правильным называть их искусственными площадками подземной фильтрации. Однако в практике санитарно-техничес-кого строительства в нашей стране, странах СНГ и дальнего зарубежья эти канализационные сооружения называют песчано-гравийными фильтрами (СНиП 2.04.03-85, п.п. 6.192—6.194). ПГФ и ФТ (рис. 61) применяют для био­логической очистки сточных вод при водоотведении от объектов канализо-вания не более 15 м³/сут. Их устройство проектируют в водонепроницаемых и слабофильтруемых почвах при наивысшем уровне залегания грунтовых вод не менее 1 м ниже лотка водоотводной трубы. Обязательным элементом систе­мы с ПГФ (ФТ) является септик (одно-, двух- или трехкамерный). Для сбора очищенного фильтрата (биологически очищенной воды) после ПГФ (ФТ) устра­ивают накопительный резервуар. Из него очищенную сточную воду исполь­зуют для орошения. Если биологически очищенную сточную воду сбрасы­вают в ближайший водоем, это делают с соблюдением требований СанПиНа 4633-88 и "Правил санитарной охраны прибрежных вод морей".

В зависимости от условий местности (рельефа), уровня залегания грунтовых вод и др. применяют несколько разновидностей местных очистных систем с ПГФ.

При благоприятном рельефе со значительным перепадом отметок (і = 0,08— 0,1) и глубоком залегании грунтовых вод устраивают обычные системы с ПГФ, в которых сточная вода движется самотеком, а выпускается по общей водосбор­ной трубе или галерее, при помощи открытого лотка или галереи (в зависимос­ти от санитарной ситуации). Такую систему применяют для очистки сточных вод до 3 м³/сут; при большем количестве сточных вод схема предусматривает применение дозирующего устройства.

При неблагоприятном рельефе местности после ПГФ устраивают накопи­тельный резервуар с плавающим насосом, куда подается очищенная сточная

РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

вода. Из резервуара очищенную воду отводят для орошения или в ближайший овраг. После ПГФ можно устраивать инфильтрационный колодец, доведенный до уровня грунтовых вод, с фильтрующим слоем песка не менее 2 м.

Для местностей с высоким уровнем залегания грунтовых вод проектным институтом "Гипролестранс" предложены системы с устройством ПГФ в на­сыпном грунте. При этом в схему очистных сооружений включают дозирую­щую установку, а после септика — насос. Этим насосом сточную воду подают по напорному трубопроводу в ПГФ. Отводят очищенную воду по указанному выше принципу.

В зависимости от местных условий могут быть и другие комбинации схем. В некоторых зарубежных странах практикуют отведение очищенного фильт­рата в скважину, просверленную до водопроницаемых пород в конце общей водосборной трубы. Способ экономичен, но требует проведения дополнитель­ных исследований для определения санитарной надежности отведения очи­щенного в песчано-гравийном фильтре фильтрата и перевода его в подземный поток.

Проектирование песчано-гравийных фильтров осуществляется одно- или двухступенчатыми. В качестве загрузочного материала для одноступенчатых биологических фильтров допускается применять крупно- и среднезернистый песок, другие материалы. При устройстве двухступенчатых песчано-гравий­ных фильтров для первой ступени очистки возможно применение гравия, щеб­ня, котельного шлака и др. с размером частиц 70—100 мм. Для загрузки фильт­ра второй ступени — таких же материалов, как и в одноступенчатом фильтре.

Гидравлическая нагрузка сточных вод на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей, также мощность их фильтрую­щей загрузки приведены в табл. 27.

Данные таблицы предназначены для районов со среднегодовой темпера­турой воздуха от 3 до 6 °С. В районах со среднегодовой температурой атмос­ферного воздуха, превышающей 6 °С, гидравлические нагрузки увеличивают на 20—30%. Их также допускается увеличивать на 20—30% при удельном во-доотведении от объекта канализования, превышающем 150 л/сут на челове-

ТАБЛИЦА 27 Нагрузка сточных вод на оросительные трубы ПГФ и ФТ (СНиП 2.04.03-85), л/м в сутки

Рис. 62. Схема очистки сточных вод при помощи фильтрующих траншей с искусственным

слоем почвы: 1 — выпуск из здания; 2 — септик; 3 — дозирующая камера; 4 — фильтрующая траншея; 5 — ороси­тельная дренажная сеть; 6 — водосборная сеть; 7 — выпуск фильтрата; 8 — вентиляционные стояки

фильтров в отдельных траншеях и меньшая рабочая высота (от 0,6 до 0,8 м) ис­кусственного слоя почвы. В тоже время при устройстве песчано-гравийных фильтров она составляет (СНиП 2.04.03-85) 1—1,5 м. Это имеет большое прак­тическое значение, дает более широкие перспективы для применения тран­шей. Например, при рельефе со слабо выраженным уклоном местности и вы­соким уровнем залегания грунтовых вод, песчано-гравийные фильтры устраи­вать не рекомендуется, так как в этом случае следует проектировать насосные станции для перекачивания очищенных сточных вод. Необходимо предусмат­ривать дополнительные мероприятия по снижению уровня грунтовых вод и т. д. Меньшая высота фильтрующего слоя почвы избавляет их от этого недостатка. В качестве загрузочного материала в фильтрующие траншеи рекомендуют ис­пользовать крупно- и среднезернистый песок, другие материалы.

Данные по выбору очистных сооружений малой канализации в зависимос­ти от местных условий приведены в табл. 36.

Следует отметить: если позволяют климатические, гидрогеологические условия, должны быть прежде всего применены площадки (поля) подземной фильтрации.

Обеззараживание бытовых сточных вод. Задача третьего этапа очистки сточных вод — обеззараживания — состоит в уничтожении патогенных бакте­рий и вирусов, которые находятся или могут содержаться в сточных водах. Методы обеззараживания сточных вод делятся на две группы: реагентные и безреагентные или на химические, когда бактерицидное действие оказывают химические вещества, и физические, когда микроорганизмы гибнут вследствие действия физических факторов. К химическим (реагентным) методам относят­ся прежде всего хлорирование, как наиболее доступный, простой и надежный способ обеззараживания сточных вод, а к физическим (безреагентным) — озо-

______________ РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ _____________

нирование и обработка сточных вод УФ-излучением, гидрокавитационное обез­зараживание и др.

Удаление из сточных вод гетерогенных биодисперсий перед их выпуском в водоемы осуществляется обычно путем хлорирования. Проводя санитарную экспертизу проекта очистных сооружений канализации, врач-профилактик до­лжен учитывать, что бытовые сточные воды и их смесь с промышленными не­обходимо обеззараживать после их механической и биологической очистки (см. СНиП 2.04.03-85). Обеззараживать следует хлором или натрия гипохло-ритом.

Если на очистных сооружениях предполагается раздельная механическая очистка бытовых и промышленных сточных вод с последующей их совмест­ной биологической очисткой, то в этом случае обеззараживание бытовых сточ­ных вод необходимо проводить после механической очистки с обязательным дехлорированием перед подачей на сооружения для биологической очистки.

Поиск по сайту: