Описание системы АОС "Медуза"

Мы предлагаем свою Систему Очистки Стоков (СОС). При разработке системы мы использовали достоинства анаэробного и аэробного методов очистки и по возможности, на бытовом уровне, устранили присущие им недостатки. Была сделана попытка использовать уже существующие емкости и колодцы на участках.

От септиков позаимствована довольно большая приемная емкость, позволяющая не боятся больших залповых сбросов с физико-химическими свойствами, отличными от находящихся уже в приемной емкости стоков. В  отличие от септиков добавлена аэробная очистка стоков.

При разработке СОС были учтены такие необходимые свойства системы как:

  • возможность очистки имеющихся сооружений от образовавшихся в них окаменевших осадков.
  • простота конструкции, ее монтажа и дальнейшей эксплуатации.
  • минимальная  единовременная стоимость при покупке и низкий уровень затрат в последующей эксплуатации.
  • возможность существенного изменения производительности  в целом как на увеличение, так и на уменьшение, без капитальной перестройки уже существующих очистных сооружений.
  • возможность монтажа собственными силами.
  • надежность работы системы при разных неблагоприятных условиях в любое время года, возможность самовосстановления.
  • большая длительность работы системы без наблюдения человеком.
  • стойкость материалов к агрессивной среде эксплуатации.

За основу принята следующая технологическая схема:

  • 1 этап – усреднение стоков, выравнивание их физико-химических свойств.
  • 2 этап – обработка  стоков с  целью  удаления  вредных  примесей. 
  • 3 этап – осветление стоков методом отстаивания.
  • 4 этап – удаление очищенной воды в дренажные  и поглотительные канавы.
  • 5 этап – доочистка воды в грунте.
  • 6 этап – удаление иловых осадков из емкостей.
  • 7 этап – дезинфекция осадка и его дальнейшая утилизация.

Основными элементами системы являются: три емкости (усреднения, очистки, осветления), иловая яма, дренажная канава, активизатор очистки стоков типа «Медуза» (см. описание ниже), насос для откачки очищенной воды, а также система трубопроводов и др. вспомогательные элементы.

Первая емкость – емкость для приема и усреднения всех стоков, поступающих на очистку – представляет собой небольшой септик. Размещается  недалеко от коттеджа (источника сточных вод). Трубопровод из здания должен выходить на глубине не менее 70 см. от верха трубы до поверхности земли (СНиП 2.04.03 – 85).  При  расположении трубопровода на меньшую глубину он должен быть защищен от промерзания и повреждения наземным транспортом. Канализационный трубопровод должен иметь уклон 0,8 – 3%  (0,8 – 3 см на 1 м). Диаметр трубопровода от 100 мм до 150 мм. На всей протяженности трубопровода не должно быть ложбин, где могла бы накапливаться сбрасываемая жидкость. Это приводит с одной стороны к заторам, а с другой к перемерзаниям в зимнее время, при небольшой глубине залегания трубопровода. Вход в очистные сооружения должен располагаться на глубине исключающей промерзание трубопровода.
Канализационные колодцы могут изготавливаться из железобетонных колец или из пластиковых емкостей. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Колодцы из железобетонных колец дешевле, проще монтируются, но их можно устанавливать в местностях, где грунтовые воды залегают далеко от поверхности земли (3 м и более). При более высоком уровне грунтовых вод необходимо устанавливать пластиковые емкости и герметизировать все соединения. Пластиковые емкости дороже, при монтаже больший объем земляных работ. Кроме того необходимо устанавливать ж/б плиту, или другие приспособления, для крепления емкости и защиты ее от всплытия.
Так как первая емкость является самой большой, то при строительстве канализационных колодцев из ж/б колец используется это обстоятельство следующим образом. Первый колодец делается из колец диаметром 1500 мм (например, КС 15-9), второй из колец диаметром 1200 мм (КС 12-10), а третий из колец диаметром 1000 мм (КС 10-9) (везде внутренние диаметры). При транспортировке кольца вставляются одно в другое. В результате снижаются транспортные расходы.

Размеры первой емкости определяются из условий водопотребления, 300 л. на  человека, но не менее 1000 л. Это позволяет увеличить объем залпового сброса до 500 л. и более.
Из первой емкости вода по прямому патрубку перетекает во вторую емкость. Образующиеся в первой емкости газы также перетекают во вторую емкость и через вентиляционную трубу выбрасываются в атмосферу. Объем этих газов незначителен – максимум 0,1 – 0,3 г H2S (сероводород) и 0,1 – 0,5 г NH3 (аммиак) в сутки при проживании 5 человек. Эти газы попадают во вторую емкость, которая постоянно продувается свежим воздухом. В сутки воздуха при этих условиях подается более 10 м3. То есть разбавление в тысячи раз.

Во второй емкости происходят основные процессы очистки. Был выбран совмещенный вариант аэротенк – биофильтр. Основной  объем воды в емкости работает по принципу аэротенка. В приповерхностном слое размещается биофильтр. Этот технологический прием использован ввиду того, что всплывающие жировые и белковые вещества очень трудно окисляются и при использовании только метода аэротенка они остаются не разложившимися в течение длительного промежутка времени. В  SBR реакторах их приходится просто отфильтровывать и удалять вместе с осадком.

Для организации процесса очистки по «аэротенковому способу», установка работает в прерывистом режиме. В момент включения насоса биологический ил в виде хлопьев под действием струи из эжектора взмучивается и заполняет весь объем емкости. За счет своей высокоразвитой поверхности он адсорбирует на ней всевозможные загрязнения, находящиеся в толще воды. Затем, во время перерыва в работе насоса, ил начинает постепенно оседать, при этом микроорганизмы перерабатывают всю органику, которая адсорбировалась на иле. Затем все повторяется. Такая организация процесса позволяет активному илу постоянно находиться в работе. Мертвый ил, как более тяжелый, постепенно накапливается в нижней части емкости. Так как в воде постоянно присутствует достаточное количество кислорода, то гниения не происходит. В этой зоне появляются другие формы микроорганизмов, поедающие ил. Размеры емкости позволяют это. Тем самым происходит доочистка сточных вод и уменьшение образования мертвого ила.

Верхний, приповерхностный слой емкости, работает как биофильтр. В нем размещается носитель для микроорганизмов – синтетические волокна. Синтетические волокна служат своеобразным препятствием на пути загрязнений к насосу. В результате микроорганизмы, которые иммобилизованы на этих синтетических носителях, постоянно омываются свежей порцией сточной воды. Стоки  несут с одной стороны, массу органических веществ, а поднимающиеся снизу пузырьки воздуха, порцию кислорода. Количество и размер синтетических волокон подобран таким образом, чтобы обеспечить достаточно места для размещения микроорганизмов.
На волокнах налипают частички жира белковых веществ и т.п. элементы. К ним же прикрепляются пузырьки воздуха, и это обеспечивает поступление кислорода и продуктов питания микроорганизмам и во время перерывов в работе насоса. Продлевая тем самым процесс активного потребления органических веществ. В то же время мы можем сократить время работы насоса – уменьшить расход электроэнергии и увеличить срок службы насоса.
 На основе этих идей был разработан активизатор очистки стоков (АОС) «Медуза», который и размещается во второй емкости (описание АОС см. далее). 

Из второй емкости стоки перетекают в третью по трубопроводу небольшого диаметра, достаточно 20 – 25 мм. Трубопровод делается в виде латинской буквы «h». Патрубок должен забирать воду с глубины примерно 60 – 80 см. Верхний конец его выходит на поверхность воды, чтобы в нем не образовывались воздушные пробки (см. строительную схему). Выход в третью емкость делается на глубине 90 – 150 см. В третью емкость вода поступает еще достаточно накислороженная, и биохимические процессы здесь еще продолжаются. Стоки как бы выстаиваются, ил оседает, происходит осветление воды.
Для откачки очищенной воды используется простой дренажный насос с датчиком уровня (лягушкой). Насос откачивает очищенную воду, по мере поступления. Уровень воды в третьей емкости поддерживается ниже, чем в первых двух. То есть, насос откачивает воду только из третьей емкости, не влияя на работу первых двух. Вода поступает в третью емкость ниже уровня, на котором расположен насос. В результате, при подъеме уровня воды, насос откачивает воду из верхних слоев, где она уже успела отстояться.

Дренажную  канаву размещают на небольшом расстоянии от последнего колодца. Ее глубина обычно бывает не больше 1 метра. В плане это трапеция. Ширина малого нижнего  основания  40 – 60 см, большого 100 – 120 см. Длина зависит от количества сбрасываемых стоков, примерно 5 метров на каждый кубометр/сутки сбрасываемой воды. Причем протяженность зависит в значительной мере от грунта, где она проложена. В песчаных грунтах можно уменьшить длину, в глинистых необходимо увеличить.

В дренажную канаву засыпают песок (1/5 – 1/4 высоты), укладывают старые стебли малины, смородины, других кустарниковых растений на 2/3 высоты и засыпают грунтовой землей. Когда траншея перестает принимать стоки (обычно 7 – 15 лет), ее выкапывают. Грунт используют как удобрение, а канаву заполняют вновь (см. строительную схему).
Удаление осадка производиться следующим способом. Осадок из всех емкостей фекальным насосом откачивается в дренажную яму (см. строительную схему), выкопанную недалеко от канализационного колодца. Объем ямы примерно 400 – 600 л. Вода уходит в песок и по дренажной канаве возвращается в емкость, а осадок остается и перегнивает. Через три – пять недель перепревший осадок уже можно использовать в качестве удобрения. Во время перегнивания, особенно если яму накрыть листом железа, и она находится на открытом месте, под солнечными лучами, то в ней температура поднимается до 50 – 60 0С и даже выше. При такой температуре гибнут личинки всех паразитов (червей, глистов и т.п.), гибнут также и все разносчики болезней, таким образом, перегнивший осадок дезинфицируется. Исходя из этого,  удаление осадка лучше всего производить в начале лета. Такую чистку емкостей достаточно производить раз в год.
При разработке СОС был учтен довольно распространенный случай, когда проживание на даче осуществляется периодически, по выходным приезжает  2 – 5 человек, а всю неделю никого нет. В этом случае СОС можно разместить в одной емкости.

АОС размещается в емкости и работает всю неделю. Система за это время переработает практически все загрязняющие вещества, которые поступят в емкость во время нахождения людей в доме во время выходных дней. Когда проживающие в конце недели приезжают в дом, то они вставляют вилку дренажного насоса в розетку, включая его. С насосом в его электросхему подключен датчик уровня (лягушка). Насос работает пока его не отключит датчик нижнего уровня. Как только фекальный насос отключится (3 – 8 минут), вилку насоса вынимают из розетки. После этого установка работает в режиме очистки вновь поступающих стоков и так до следующего приезда. Фекальный или дренажный насос с лягушкой в комплекте Медуза не поставляются.

В процессе натурных испытаний производились наблюдения за полным циклом водоочистки с использованием Системы Очистки Стоков созданной на основе АОС «Медуза» во все времена года В результате можно констатировать нижеследующее:

Данная система полностью удовлетворяет выше заявленным требованиям.

  • СОС может быть построена своими силами на участке при приобретении АОС «Медуза» и дренажного насоса с датчиком уровня (лягушка).
  • СОС может быть реализована, как в колодцах из ж/б колец, так и в пластиковых емкостях. Монтаж АОС Медуза в емкостях и настройка блока управления  может быть выполнена самостоятельно по инструкции или с привлечением обученных специалистов.
  • Предусмотрена возможность  монтажа АОС Медузы в уже действующие колодцы.
  • Достигнутое качество очистки воды очень высокое, по БПК и взвешенным достигает 98 – 99 %, полное отсутствие запахов.
  • Высокая эксплуатационная надежность – так как система проста и понятна потребителю.
  • Максимально возможная переработка осадка и всех стоков без привлечения специализированных организаций и спецтехники.
  • Возможность размыва окаменевших осадков.
  • Не боится залповых сбросов и паводковых вод, всесезонная эксплуатация.
  • Длительный срок службы системы, с учетом замены покупных серийно выпускаемых изделий (насоса, таймера) и применения стойких к агрессивной среде материалов.
  • Возможность изменения производительности в большую и меньшую стороны, изменяя установки интервалов на таймере, можно легко подобрать индивидуальный режим эксплуатации.
  • Общая стоимость СОС построенной в колодцах со всеми наладками, ниже или сопоставима со стоимостью самых дешевых систем, выполненных на основе SBR-реакторов. При этом производительность данной СОС может быть повышена в 4-5 раз только за счет перенастройки таймера управления. Стоимость  SBR-реакторов при таком увеличении производительности возрастает в 2 – 2,5 раза и необходимо устанавливать новый.

При создании локальных СОС мы исходили из того, что  надежно работает все  то, что просто, понятно и доступно.