работа на тему «Проблема жидких бытовых отходов в Москве и Московской области» (стр. 5 из 8)

Отвод мочи

Поскольку питательные вещества поступают в сточные воды в основном с мочой, проще всего их удалить отведением мочи от основного канализационного потока. Это достигается с помощью специального унитаза с системой раздельного сбора мочи и кала. Моча смывается небольшим количеством воды (0,1-0,2 л) и через отдельную трубу или шланг попадает в закрытый собирающий резервуар для того, чтобы предотвратить выделение азота в воздух. Объем резервуара должен составлять приблизительно 0,5 м³ на человека в год. Перед использованием в сельском хозяйстве моча должна отстаиваться примерно шесть месяцев для достижения достаточно низкого содержания патогенных микроорганизмов.

Схема отвода мочи с последующим использованием в хозяйстве

Системы переработки сточных вод из туалета

В системах с отдельной канализацией для туалета вся сточная вода из туалета смывается и попадает в собирающую емкость. В ней собирается более чем 75% фосфора, более чем 90% азота и значительная часть БПК. Почти все питательные вещества сточных вод можно использовать вторично. В этой системе используется либо унитаз с чрезвычайно малым сливом, подсоединенный к канализации с большим уклоном, либо вакуумный унитаз.

Схема переработки сточных вод из туалета

Чем меньше воды используется для смыва, тем более концентрированные получаются сточные воды. Это важно, поскольку это уменьшает объем собирающего резервуара, снижает транспортные расходы и делает конечный продукт более ценным для фермеров. В сточных водах из туалета высоко содержание патогенных микроорганизмов, и поэтому для его снижения они должны быть подвергнуты обработке, например, жидкому компостированию.

4.1.2. Варианты очистки смешанных сточных вод

До сих пор в скандинавских странах бытовые сточные воды чаще всего очищаются инфильтрацией через песчаные фильтры.

Несмотря на свободу выбора, местные власти останавливаются, как правило, на таких системах. При надлежащем проектировании и постройке они обеспечивают необходимую очистку, но ограничивают возможность вторичного использования питательных веществ.

За последние десять лет стало доступно множество новых систем. Эксплуатационные качества некоторых из них плохо документированы, и мы можем большей частью полагаться только на информацию производителей. Но существует два основных проверенных способа снижения содержания фосфора и БПК в смешанных бытовых сточных водах: поглощение в реактивном фильтре и химическое осаждение.

Поглощение фосфора в реактивном фильтрующем слое

Реактивный фильтрующий слой обычно работает по тому же принципу, что и обычный песчаный фильтр или инфильтрационная система. Сточные воды сначала отстаиваются, пока не осядут взвешенные частицы, например, в септическом резервуаре, а затем равномерно распределяются по фильтру. На фильтре выращивается тонкий слой бактерий, т. наз. биопленка, которая осуществляет большую часть обработки. Фосфор поглощается в специальной среде, содержащей вещества, богатые железом, кальцием и/или алюминием. Фильтрующий слой может быть построен на месте или куплен как отдельный модуль. На рынке есть широкий выбор различных моделей.

Если система правильно сконструирована и установлена, результаты ее работы могут быть впечатляющими. Например, в Норвегии при использовании в фильтрах специальной среды LECA^® (высокопористого керамического материала) было достигнуто снижение содержания фосфора > 90 %, снижение БПК > 75 % и снижение содержания азота до 40%.

LECA также может уменьшить содержание нитрата аммония на 80%. Это дополнительное достоинство, потому что нитрат аммония является основным потребителем кислорода в принимающем водоеме.

Фосфор, адсорбирующийся в среде фильтра, может быть использован в качестве удобрения, если фильтрационная масса вносится на сельскохозяйственные поля. Накопленный опыт слишком мал, чтобы полностью понять возможности данного метода вторичного использования питательных веществ.

Химическая обработка

В течение десятилетий в общепринятых методах очистки сточных вод использовалась технология осаждения фосфора с применением солей железа, кальция и алюминия. Осаждение фосфора с переменным успехом применялось для локальной очистки сточных вод в частных домах. За последние годы производители последовательных порционных реакторов и других видов компактных очистных сооружений разработали системы для отдельных домов. Они относительно дороги как с точки зрения первоначальных капиталовложений, так и стоимости обслуживания и химикатов. Уровень снижения фосфора и БПК достаточно высок, однако гигиеническое качество воды на выходе сомнительное.

Другой подход, базирующийся в основном на той же технологии, заключается в добавлении химикатов в существующую систему (в канализационные трубы или в септический резервуар), чтобы повысить удаление фосфора. Результаты, полученные в Швеции, показывают снижение содержания фосфора более чем на 80% и снижение БПК приблизительно на 50% в зависимости от времени выдержки, т. е. от средней продолжительности времени, в течение которого вода находится в септическом резервуаре. Если вода фильтруется (например, в небольшом фильтрующем слое), снижение содержания фосфора, а особенно БПК будет еще выше. Возможности уменьшения содержания азота довольно ограничены. Один из побочных эффектов добавления химикатов заключается в том, что объем отстоя увеличивается в два-четыре раза, и требуется более частое откачивание из септического резервуара. Перед использованием в сельском хозяйстве отстой (как и другие продукты переработки, содержащие фекальные вещества) должен пройти дополнительную обработку, такую как выдержка или компостирование, с целью уменьшения содержания патогенных микроорганизмов.

Ни "традиционное" маленькое очистное сооружение, ни усовершенствование существующей системы с помощью добавления химикатов в септический резервуар не повлечет за собой значительных изменений в здании, т. к. все процессы происходят за его пределами. Обе системы требуют частого обслуживания профессионалами, что является одной из причин их относительно высокой стоимости обслуживания.

4.2. Сточные воды ванной и кухни

Существуют различные точки зрения, насколько необходима обработка сточных вод из кухни и ванной. Большинство защитников дешевых технологий говорят, что требуется невысокая степень очистки. Другие же полагают, что эти сточные воды так же вредны для грунтовых вод, озер и рек, как и смешанные сточные воды, и настаивают на необходимости их тщательной очистки.

Одна из важнейших проблем, связанная с этим типом сточных вод, заключается в том, что в них содержится высокая концентрация органических веществ, которые могут быть причиной неприятного запаха. Другой фактор - возможное наличие фосфатов в зависимости от используемых моющих средств. Идут обширные дебаты по поводу опасности для здоровья, которую представляют сточные воды из ванной и кухни. Некоторые пробы показали, что в них может содержаться столько же патогенных микроорганизмов, сколько и в смешанных бытовых сточных водах. Источником почти всех распространяемых водой болезней являются экскременты. Если кал обрабатывается отдельно, то сточную воду из ванной и кухни можно считать менее опасной с точки зрения санитарии, чем смешанные сточные воды. Но это не означает, что она совершенно безопасна, потому что элементы кала могут попасть в сточные воды из ванной и кухни при приеме ванны или стирке одежды, особенно если в доме есть совсем маленькие дети.

4.2.1. Первичная очистка сточных вод из ванной и кухни

На первом этапе очистки удаляются взвешенные и жировые частицы во избежание засорения всей остальной системы. Септический резервуар обеспечивает осаждение частиц и разложение органических веществ. Очень важно, чтобы выходное отверстие было сконструировано таким образом, чтобы через него не выходили ни жировые и плавающие частицы, ни осажденная субстанция (отстой). Фильтр на выходе, например, полиэтиленовый, еще больше увеличит способность септического резервуара задерживать взвешенные частицы. Септический резервуар следует проверять каждые два - четыре года и опорожнять при необходимости.

4.2.2. Вторичная очистка сточных вод из ванной и кухни

Ресорбция

В течение долгого времени, особенно в летних домиках, применялся метод ресорбции. Это простое решение, когда сточные воды из ванной и кухни после обработки в септическом резервуаре распределяются по горизонтальному слою почвы, не проникая в него. Вода испаряется или потребляется растениями, растущими на этой почве. Частицы, питательные вещества и патогенные микроорганизмы адсорбируются на частицах почвы или разлагаются микроорганизмами.

Схема ресорбционной системы очистки сточных вод из ванной и кухни

Компактные фильтрующие слои

Фильтрующий слой может быть построен либо так, как показано для фильтра LECA, с вертикальным потоком, за которым следует горизонтальный, или как показано ниже, с вертикальным потоком в замкнутом объеме. Средой фильтра может быть LECA или что-либо аналогичное, либо мелкозернистый песок. В компактном фильтре используется тонкая специальная ткань, в которой вода проходит через мелкие дырочки. Это позволяет полезным микробам, которые живут в пленке на поверхности ткани, иметь близкий доступ к органическим веществам и патогенным микроорганизмам сточных вод, способствуя разложению органических веществ и гибель патогенных микроорганизмов.