Часть II. Какие очистные сооружения мне нужны?

Когда человек задумывается о благоустройстве своего “загородного гнёздышка”, в его сознании всплывают четыре слова: “свет”, “вода”, “газ”, “канализация”. Если сосредоточится на канализации, появляются более мелкие, но не менее важные слова: сточные воды, очистные сооружения, степень очистки. Попытки прояснить ситуацию и разобраться в тех же очистных сооружениях с помощью Интернета, как правило, дают ещё больше неизвестных слов. Специальные книги труднодоступны и малопонятны, друзья советуют разное и взаимоисключающее…

В предыдущей главе я немного рассказал о том, какие бывают очистные сооружения. Здесь же мы поговорим, какие сточные воды образуются от вашего коттеджа и что происходит в очистных сооружениях. Итак:

1. Какие сточные воды потекут из моего коттеджа.

Это зависит от того, как вы будете использовать свой коттедж. Если организуете в нём, например арбузолитейную фабрику, то потекут сточные воды арбузолитейного производства.

Если же будете просто жить, стирая бельё, готовя пищу, умываясь, чистя зубы, принимая ванну и пользуясь унитазом (только в целях личной гигиены, а не для слива в него всякой химической гадости), то ваши сточные воды будут называться бытовыми или хозяйственно-бытовыми, что одно и тоже. Это достаточно стабильный по составу и давно изученный сток. Его характеристику я приведу по “МЕТОДИЧЕСКИМ РЕКОМЕНДАЦИЯМ ПО РАСЧЕТУ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА ПРИНИМАЕМЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ”, утверждённых приказом Госстроя России от 6 апреля 2001 г. N 75.

Усрелненные характеристики качества бытового стока,
отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктах

N п/п
Перечень загрязняющих веществ
Усредненная характеристика хозяйственно – бытовых сточных вод (концентрация, мг/л)
Взвешенные вещества
БПК полн.
Азот аммонийный
Хлориды
Сульфаты
Сухой остаток
Нефтепродукты
СПАВ (анионные)
Фенолы
0,005
Железо общее
Никель
0,005
Хром (+3)
0,003
Хром (+6)
0,0003
Свинец
0,004
Кадмий
0,0002
Ртуть
0,0001
Алюминий
Марганец
Фториды
Фосфор фосфатов

Как видите, Госстрой упоминает 24 загрязняющих вещества, присутствующих в бытовом стоке, хотя их там гораздо больше. Но эти – основные.

Весь этот “компот” и будет присутствовать в сточных водах вашего коттеджа, примерно в тех же самых концентрациях, если каждый проживающий человек будет тратить около 200 литров воды в день. Будете экономить воду – сточных вод будет меньше, а концентрация загрязнений больше. И наоборот – стоков больше, концентрация меньше.

Теперь давайте внимательней посмотрим на эти загрязнения. Что же это такое? Среди них присутствуют интегральные показатели, такие как взвешенные вещества (совокупность мелких частиц твердого вещества в жидкости), жиры, СПАВ (поверхностно активные вещества – это в основном моющие средства), БПК и ХПК (биологическая и химическая потребность в кислороде) – показатель, описывающий количество органики в стоках через потребность в кислороде на её окисление.

Кроме того, в сточных водах присутствуют ионы тяжелых металлов (медь, цинк, марганец и др.), а также биогенные элементы – азот и фосфор. Все это очень схематичная и упрощённая классификация.

Однако она позволяет разобраться в существе вопроса и понять, какие загрязнения есть в стоке. Итак, это органика, тяжелые металлы и биогенные элементы.

2. Что происходит в очистных сооружениях.

Напомню, что все очистные сооружения для коттеджей используют биологический способ очистки, т.е. в них культивируются микроорганизмы, разрушающие органические загрязнения. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения.

К загрязнениям животного происхождения относятся: физиологические выделения людей и животных, остатки мускульных и жировых тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются довольно значительным содержанием азота.

Возможно, вы удивитесь, но специалистам давно известно, что биологические очистные сооружения рассчитываются только на удаление из воды органики (БПК) и взвешенных веществ. А как же остальное, спросите вы?

А удаление всего остального – не более, чем полезный сопутствующий эффект, расчету практически не поддающийся из-за невероятной сложности протекающего процесса. Очень грубо его можно свести к поглощению загрязнений поверхностью активного ила (тех самых микроорганизмов, разрушающих органические загрязнения) и сопутствующим биохимическим реакциям. Впрочем, в стоках присутствуют загрязнения, вообще не задерживаемые биологическими очистными сооружениями. Но вернёмся к рекомендациям Госстроя:

Перечень загрязняющих веществ,
удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической оитски

N п/п
Вещество
Макс. конц. для биолог. очистки, мг/л
Эффективность удаления, %
При сбросе очищ. сточных вод в водный объект хозяйственно – питьевого и культурно – бытового водопользования
При сбросе очищ. сточных вод в водный объект рыбохозяйственного водопользования
класс опасности
класс опасности
Алюминий
токс.
Аммонийный азот (ион)
токс.
Висмут
 
 
 
Fe+3 Железо
токс.
Жиры (растит. и животн.)
нормируются по БПК
нормируются по БПК
2+Марганец
 
токс.
токс.
0,001
Мочевина (карбамид)
по БПК
 
по БПК
Нефть и нефтепродукты в раств. и эмульгир. виде
рыб.хоз.
Никель
токс.
Нитраты (по NO3)
 
 
 
-”- (по N)
 
 
 
Нитриты (по NO2)
 
 
токс.
 
-”- (по N)
 
 
 
 
 
Ртуть
0,005
0,0005
токс.
отсут.
Свинец
токс.
СПАВ (анионные)
 
 
 
 
Фенол
0,001
рыб.хоз.
0,001
 
Формальдегид
токс.
Фосфаты
 
 
 
токс. сан.токс.
2 (по Р) 00,5 – 0,2
 
+3 Хром
токс.
+6 Хром
токс.
токс.
токс.
Этиловый спирт
 
 
токс.
 

Я привёл лишь часть веществ из обширного перечня Госстроя, но из него видно, что для каждого вещества в стоках есть некоторое пороговое значение, и если содержание этого вещества окажется больше, то биоценоз очистного сооружения не выдержит – погибнет или будет сильно угнетен. Кроме того, каждое из перечисленных веществ имеет свой % удаления.

Его нельзя рассчитать и на него практически нельзя воздействовать с целью его увеличения. Кстати, под очисткой на биологических сооружениях понимается кроме того и сепарация, при которой образуется относительно чистая вода и относительно загрязненный осадок. Поэтому когда вы прочли в рекламе об “очистке на 98%”, надо понимать, что вода если и освободилась на 98% от загрязнений, то основная их часть сконцентрировалась в осадке.

А что же тогда делают микроорганизмы, “живущие” в очистных сооружениях? Кушают органику, разлагая её на простейшие минералы. Я не буду вдаваться сейчас в подробности, поскольку эта тема гораздо шире, рассматриваемой в настоящей главе. Приведу лишь одну цитату:

“По утверждениям микробиологов, из всех функций микроорганизмов самой важной для жизни на Земле является та, которую они выполняют, участвуя в круговороте углерода. Микроорганизмы поддерживают динамическое равновесие углекислоты между процессами фиксации её зелёными растениями и выделения во внешнюю среду вследствие минерализации органических соединений, скапливающихся в воде и почве”.

С.В. Яковлев, Т.А. Карюхина “Биохимические процессы в очистке сточных вод”

Окисление углеродсодержащих органических веществ в идеале проходит до образования углекислоты и воды, азотсодержащих органических веществ – через образование нитритов и нитратов до атомарного азота, выделяющегося в атмосферу. Упрощенно можно сказать, что бактерии перерабатывают органику, присутствующую в канализационных стоках, минерализуют её с образованием газов, переводят в формы, усвояемые растениями, “замыкая” тем самым пищевую цепочку. Ещё проще можно сказать, что бактерии перерабатывают фекальные стоки в ценные удобрения и чистую воду.

Вы скажете, что я обещал рассказать о необходимой вам степени очистки, а сам повторяю прописные истины. И будете правы – это действительно прописные истины, но их надо запомнить. Биологическую обработку стоков ведут микроорганизмы, сами устанавливая степень очистки.

Нужно им не мешать, а, по возможности, помогать. Насколько велика должна быть помощь зависит от того, как глубоко надо очистить стоки, а это, в свою очередь, зависит от места их сброса.

Сбрасывать можно в водоём или в грунт. Для того и другого есть свои нормативы очистки, но для водоема они значительно строже, чем для грунта.

Между тем, сброс в почву полностью замыкает круговорот веществ в биосфере, давая растениям возможность использовать многие элементы стоков для своего роста. Именно поэтому при сбросе в грунт воду не надо чистить “очень сильно”, поскольку тогда она будет очищаться от полезных веществ.

Кратко коснемся биохимических процессов, происходящих в септике. Без поступления кислорода извне, в нём развиваются метанобразующие бактерии, которые перерабатывают загрязнения с выделением минерального осадка и газообразного метана.

Этот процесс (метановой ферментации) протекает в две стадии. На первой сложные органические вещества разлагаются до более простых – жирных кислот, спиртов, альдегидов, углекислоты, аммиака и водорода.

На второй, метанобразующие бактерии превращают продукты первой фазы в метан, углекислоту и другие газы, образующиеся в малых количествах, а также нерастворимые соединения, выпадающие в осадок.. Газы уходят в атмосферу через вентиляционные вытяжки, а азотистые соединения по большей части вместе с водой поступают в грунт.

В водоём сбросить такую воду нельзя – он загниёт, изменит трофичность, как говорят экологи. Азот усиливает рост сине-зелёных водорослей, которые легко превращают водоём в болото. А вот в почве азот усваивается корнями растений.

Фактически, очистка стоков продолжается в почве полей фильтрации, в почве вокруг фильтрующего колодца или в биофильтре, установленном после септика. Сброса стока в окружающую среду, как такового не проиcходит – полезные вещества усваиваются растениями.

Вредные тоже, но тут уж ничего не поделаешь, степень очистки при биологической очистке фиксирована. К счастью, их не так много в бытовых стоках, чтобы представлять опасность.

Впрочем, пора заканчивать эту главу. Завершу её несколькими цитатами из “ПОСОБИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АВТОНОМНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ОДНОКВАРТИРНЫХ И БЛОКИРОВАННЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ” Минстроя России, со своими комментариями.

“В зависимости от местных условий сточные воды могут очищаться и отводиться в водоем, очищаться и поступать в поглощающий их грунт или направляться в накопитель с периодическим вызовом ассенизационными машинами на очистные сооружения.
Отведение сточных вод в поглощающий грунт может быть использовано для подпочвенного орошения сельскохозяйственных культур, выращиваемых на участке.
Система с отведением сточных вод в грунт может применяться в песчаных, супесчаных и легких суглинистых грунтах с коэффициентом фильтрации не менее 0,1 м/сут и уровнем грунтовых вод не менее 1 м от планировочной отметки земли”.

Можно отводить и в тяжелые суглинки, но тогда потребуются более сложные инженерные решения.

“Расстояние от участка, используемого для отведения сточных вод в грунт до шахтных или трубчатых колодцев, используемых для питьевого водоснабжения, определяется наличием участков фильтрующих грунтов между водоносным горизонтом и пластами грунта, поглощающими сточные воды. При гарантированном отсутствии такой связи расстояние до колодцев должно быть не менее 20 м, при ее наличии – определяться гидрогеологическими службами с учетом направления потока подземных вод и его возможных изменений при водозаборе.

При сбросе очищенных сточных вод в поверхностные водоемы следует руководствоваться “Правилами охраны водоемов от загрязнения сточными водами”, а также требованиями СанПиН 4630-88. Когда фоновая концентрация загрязнений в водоеме ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) в речной воде при согласовании с органами природоохраны можно предусматривать очистку сточных вод до концентраций загрязнений более ПДК за счет их смешения с водой водоема. Если фоновая концентрация загрязнений более ПДК, требуется доведение концентрации загрязнений в очищенной воде до ПДК”.

СанПиН 88 года устарел, вместо него теперь действует СанПиН 2.1.5.980-00. Как правило, в наших водоёмах загрязнение всегда выше ПДК, поэтому уже в стоке должно быть ПДК, разрешённая для водоёма – смешение вы с органами природоохраны не согласуете.

ПДК для водоёмов различной категории опубликованы и вполне доступны, см. ГН 2.1.5.690-98 “Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования” и многочисленные дополнения к ним. А вот какая категория вашего конкретного водоёма (культурно-бытовая, хозяйственно-питьевая или рыбохозяйственная) в органах природоохраны узнать можно.

“При снижении загрязнений в очищенных сточных водах до ПДК в водоеме, как правило, требуется глубокая очистка сточных вод до следующих значений:
БПКПОЛН. – 3 мг/л;
взвешенные вещества – 3 мг/л;
аммонийный азот (по N) – 0,4 мг/л;
нитриты (по N) – 0,02 мг/л;
нитраты (по N) – 9 мг/л;
фосфаты (по Р2О5) – 1-2 мг/л;
СПАВ – 0,2-0,3 мг/л”.

Вот вам и конкретные цифры для сброса в водоём. Это очень ограниченный перечень. Полный насчитывает сотни показателей.

О том, как их добиться и на каких сооружениях – читайте в следующей главе, где я подробно расскажу о системах автономной канализации с отведением сточных вод в грунт и водоём.

Андрей Ратников
Технический директор ООО СПО “БиоСтрой”

Источник публикации AQUART-info