Очистные сооружения сточных вод: расчет, проектирование, производство, строительство, монтаж

Очистные сооружения сточных вод – условно обособленная по назначению группа канализационных сооружений, оборудования и устройств в рамках различных систем и разных сетей канализации, используемая для очистки, обеззараживания бытовых, производственных и дождевых (атмосферных) сточных вод и для обработки осадка, а также связанная коммуникациями и технологическим процессом канализования с группой оборудования и сооружений, предназначенных для сбора и транспортировки стоков.

Очистные сточные сооружения в зависимости от выбранной системы и разработанной схемы канализации, условий канализования объекта/объектов, объемов обрабатываемых стоков и согласованного с соответствующими инстанциями способа утилизации предочищенных стоков (сброса в водоем, на рельеф (в канаву, овраг и т.п. – для дворовых (индивидуальных, автономных) сетей канализации), в почву, в канализационные сети водопроводно-коммунального хозяйства) могут включать сооружения, оборудование и устройства для:

механической очистки сточных вод – решетки, песколовки, жиро-, маслоуловители, первичные отстойники, в том числе в составе септиков и эмшеров (двухярусных отстойников),усреднители, гидроциклоны, центрифуги, флотационные установки, преаэраторы (без добавления к процессу избыточного ила из вторичных отстойников, или биокоагуляторы с добавлением активного ила), а также вторичные отстойники для удаления крупных дисперсных частиц/взвесей и ила после сооружений биологической очистки;
физико-химической очистки сточных вод (в основном для промышленных сетей канализации) с добавлением специальных реагентов (коагулянтов и флокулянтов), способствующих выделению нерастворенных примесей, коллоидов и части растворенных соединений, нейтрализующих опасные химические соединения и осветляющих стоки;
биологической, в том числе биогенной очистки сточных вод в искусственно созданных (септики, метатенки, аэротенки, окситенки, биореакторы, биофильтры) или естественных условиях (биопруды, поля орошения (подземного или наземного) и фильтрации, в том числе фильтрующие колодцы, траншеи, кассеты, блоки и пр.);
обеззараживания и дезинфекции сточных вод;
обработки осадка – сбраживания (эмшеры, метатенки, септики), аэробной стабилизации (аэротенки), обезвоживания (иловые площадки, вакуум-фильтры, фильтрпрессы, центрифуги, термические сушки), сжигания (различные термические печи), перекачки и использования согласно ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений, ГОСТ Р 54535-2011 «Ресурсосбережение. Осадки сточных вод. Требования при размещении и использовании на полигонах», ГОСТ Р 54651-2011 «Удобрения органические на основе осадков сточных вод. Технические условия» и др.;
дополнительного насыщения очищенных сточных вод кислородом перед сбросом в естественные водоемы (водосливы-аэраторы, быстротоки, барботажные сооруженияи т.д.);
транспортирования газа, выделяемого при сбраживании осадка (газгольдеры метатенков, системы вентиляции септиков, аэротенков, эмшеров, биофильтров и пр.).

Очистные сооружения сточных вод в действующей на территории РФ терминологии.

Термины и определения государственных и коммерческих структур, выполняющих проектирование очистных сооружений, в том числе расчет очистных сооружений по регламентированным ГОСТ, СНиП и СанПиН методикам, производство очистных сооружений различного вида/типа и монтаж очистных сооружений в рамках реализуемых систем и схем канализации, далеко не всегда являются корректными в правовом поле действующих нормативно-правовых актов РФ. Обусловлено это, как усиливающимся влиянием специфического российского маркетинга на проектирование/производство очистных сооружений и практическим отсутствием в стране актуализированного стандарта или иного нормативно-правового акта, регламентирующего сводную терминологию по канализованию объектов (например, как в СТБ 1883-2008 «Канализация. Термины и определения»), так и путаницей, вносимой терминологию отдельными правовыми актами субъектов федерации. Так, заявленная «индивидуальной системой водоотведения» в ТСН ЭК-97 МО «Технические правила и нормы строительства, эксплуатации и контроля работы сооружений систем водоотведения объектов малоэтажной застройки на территории Московской области» (п. в) определений - система водоотведения, расположенная в пределах объекта недвижимости, принадлежащего Пользователю и являющаяся его собственностью) по факту является и «автономной системой канализации» МДС 40-2.2000 «Пособие по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов (водоснабжение, канализация, теплоснабжение и вентиляция, газоснабжение, электроснабжение)» (п. 3.1 общих положений – изолированная от других систем канализации с малыми расходами сточных вод и неравномерностью их поступления, размещенная непосредственно на территории канализуемого объекта). Вместе с тем, это не что иное, как «дворовая канализационная сеть» (внутренняя и наружная канализационная сеть в пределах одного двора или многоквартирного дома) с компактными установками для очистки бытовых сточных вод (по ГОСТ 25298-82) в терминологии, наследованной еще с советских времен и используемой для обучения студентов СПТУ, профильных техникумов и ВУЗов.

Справка: Часто для обозначения компактных установок для очистки сточных вод используют термин «локальные очистные сооружения» (ЛОС), что не вполне корректно по двум причинам:

во-первых, введенный Постановлением Правительства Российской Федерации от 12.02.99 N 167 «Об утверждении Правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в Российской Федерации» термин «локальные очистные сооружения» (ЛОС) обозначает только сооружения и устройства, предназначенные для очистки сточных вод абонента (субабонента) перед их сбросом (приемом) в систему коммунальной или дождевой канализации. Т.е. очистные сточные сооружения частных хозяйств и домов, в которых используется сброс предочищенных стоков в грунт для естественной доочистки с помощью полей фильтрации/орошения,фильтрующих колодцев, траншей, кассет, блоков и т.д. не попадают под формализованное определение ЛОС;
во-вторых, Постановлением Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 (ред. от 30.12.2013) «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» был отменен пункт 1 Постановления Правительства РФ N 167 с термином/определением ЛОС, термин «локальные очистные сооружения» не вошел в терминологию Постановления Правительства РФN 644 и другие правовые акты, а значит не является формальным на территории РФ.

Важно: Проблема интеграции компактных установок очистки бытовых сточных вод в дворовые канализационные сети, а также трассы производственных канализационных сетей раздельной канализационной системы для отвода производственных стоков, близких по составу к бытовым, остается актуальной и при возможности сброса стоков в уличные/квартальные сети коммунальной системы канализации. Сброс стоков в сети водоотведения водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) регулируется договором между ВКХ и абонентом, а также техническими условиями, в которых ВКХ нормирует сброс стоков по объемам, интенсивности, а также содержанию загрязняющих веществ в перечне и концентрациях, установленных именно водопроводно-канализационным хозяйством. Т.е. по факту для нивелирования рисков правовых коллизий, штрафов и отключения от сетей ВКХ необходимо привести уровень загрязнений в стоках до норм ВКХ, что в ряде ситуаций можно только при использовании компактных установок очистки бытовых сточных вод.

В целом на текущий момент юридически правомерными и технически грамотными можно признать термины/определения:

«централизованная система водоотведения» (канализации) (комплекс технологически связанных между собой инженерных сооружений, предназначенных для водоотведения), «сточные воды централизованной системы водоотведения» (принимаемые от абонентов в централизованные системы водоотведения воды, а также дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, если централизованная система водоотведения предназначена для приема таких вод), а также «состав и свойства сточных вод» (совокупность показателей, характеризующих физические, химические, бактериологические и другие свойства сточных вод, в том числе концентрацию загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в сточных водах) согласно терминологии, регламентированной Федеральным законом РФ N 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» от 07.12.2011;
система канализации - водохозяйственная система, обеспечивающая прием, отведение и очистку сточных вод с последующим выпуском в водные объекты (или в грунт для естественной доочистки), а также обработку осадков сточных вод. Системы канализации делят на общесплавные (бытовые, производственные и дождевые (дренажные, поверхностные и поливомоечные) стоки сплавляются по общей сети на очистные сточные сооружения) и раздельные (полные и неполные);
канализационная сеть (система трубопроводов, каналов или лотков и сооружений на них для сбора и отведения сточных вод). Различают (по масштабам и объемам принимаемых стоков) дворовую, квартальную, уличную, районную, городскую канализационные сети, трассировка которых может быть выполнена по централизованной и децентрализованной схемам, а также (в зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей в стоках) бытовую, дождевую (ливневую), производственно-бытовую и производственную канализационные сети;
механическая, химическая, биологическая очистка сточных вод и др. термины по ГОСТ 25150-82 «Канализация. Термины и определения», ГОСТ 19185-73 «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения», ГОСТ 17.1.1.01-77 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения», СанПиН 2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод», ГН 2.1.5.689-98, ГН 2.1.5.690-98 для наружных сетей водоотведения, а также ТСН ЭК - 97 МО «Технические правила и нормы строительства, эксплуатации и контроля работы сооружений систем водоотведения объектов малоэтажной застройки на территории Московской области», ТСН ВиВ-97 МО «Система водоснабжения и водоотведения районов жилой малоэтажной застройки Московской области» и др.;
термины оборудования, устройств и сооружений очистки сточных вод по СНиП 3.05.04-85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации».

Очистные сооружения сточных вод различных сетей разных систем канализации.

Если абстрагироваться от технически невежественной терминологии в описаниях очистных сооружений стоков ряда производителей и торгующих компаний (мощность экзогенного окисления, биодеструкция, консорция, эндогенная респирация и пр.), а также агрегатированных конструкций компактных очистных сточных сооружений, по факту – конгломератов из септиков, SBR-реакторов, аэротенков, отстойников и т.д. сомнительной целесообразности, свойств, эффективности эксплуатации и удобства обслуживания, то следует отметить, что:

Вне зависимости от схемы и системы канализации, объемов перерабатываемых сточных вод различного происхождения (а также вида и качественной характеристики примесей), места в технологической цепочке обработки стоков очистные сточные сооружения различных подгрупп целевого назначения (механической, физико-химической, биологической очистки, обеззараживания и дезинфекции) типовые по происходящим процессам и типичные по конструкции. Причем даже в компактных конгломератах биологической очистки септики, аэротенки и биофильтры, часто безграмотно заявляемые SBR-реакторами, ориентированы на выполнение своей основной функции, и их работа базируется на типовых механических, физико-механических и биологических процессах обработки сточных вод.

Справка: По факту ключевые очистные сооружения сточных вод (отстойники, эмшеры, преэраторы, биокоагулянты, септики, аэротенки, биореакторы и пр.) не являются однозадачными по происходящим в процессе очистки механическим, физико-механическим и биологическим процессам. Так, в отстойниках параллельно с преимущественным выделением из стоков частиц/взвесей разной гидравлической крупности происходят процессы анаэробной и аэробной биологической очистки, причем для повышения эффективности протекания основного процесса – осаждения взвешенных частиц – в отстойники рекомендуют добавлять химические коагулирующие реагенты, способствующие увеличению гидравлической крупности частиц примесей (в основном для обработки производственных и производственно-бытовых стоков) или активный ил, выполняющий роль сорбента и биокоагулянта, а также предварительно аэрировать сточные воды для усиления флокуляции (хлопьеобразования и укрупнения) мельчайших нерастворенных примесей (принцип работы типового преаэратора).

В то же время в септиках двух и более камер наряду с прерогативным сбраживанием осадка анаэробными бактериями происходит аэробная очистка и осаждение взвешенных частиц, в аэротенках, и тем более биореакторах одновременно работают аэробные и анаэробные бактерии, безусловно, с преобладанием аэробного процесса (в аэротенках или SBR-реакторах, функционирующих в режиме аэробной очистки). Аналогичный «симбиоз» процессов очистки стоков происходит в прудах-отстойниках, водоемах и почве и поэтому расчет очистных сооружений проводят с учетом их фактической многозадачности по методикам СНиП 3.05.04-85.

Очистные сооружения стоков тестируются по основным параметрам водоочистки, однако далеко не всегда заявленная степень очистки может служить основанием для сброса стоков в водоем, на рельеф, в почву или канализационную сеть водопроводно-канализационного хозяйства, поскольку:
- во-первых, септики, биофильтры, аэротенки, биореакторы и пр. очистные сооружения стоков тестируются по определенному числу конкретных загрязняющих примесей, а не по всему перечню веществ, регламентированному нормативно-правовыми актами – например, нормативыСанПиН 2.1.5.980-00 по перечню загрязняющих веществ при сбросе в водоем в зависимости от одной из двух категорий водоема, а также на рельеф, сообщающийся с водоемами, или нормативные показатели общих свойств сточных вод и допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, допущенных к сбросу в централизованную систему водоотведения, регламентированные Постановлением Правительства РФ N 644 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» от 29.07.2013 (в ред. от 30.12.2013);
Справка: В СанПиН 2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод» (с изменениями, внесенными решением Верховного Суда РФ от 04.02.2011 N ГКПИ10-1751), ГН 2.1.5.689-98, ГН 2.1.5.690-98 с дополнениями, «Методических рекомендациях по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов» регламентированы разные нормативы различных перечней загрязняющих веществ. Так, в перечне Приложения 3 «Методических рекомендаций» приведены 24, а в перечне Приложения 6 - 111 позиций загрязняющих веществ, которые могут быть проверены органами государственной санитарно-эпидемиологической службы при сбросе очищенных стоков в водоем или на рельеф и станут прецедентом для правовых коллизий. К тому же в отсутствие систематических данных во время эксплуатации, например, аэротенка или биореакторапо степени очистки того или иного загрязняющего вещества органами государственной санитарно-эпидемиологической службы официально принимается показатель очистки согласно таблице приложения 3 «Методических рекомендаций», где для разных веществ и элементов он находится в пределах от 30 до 80%. Это отнюдь не соответствует заявляемой производителями степени очистки в 98%, по факту определяемой по нормативам аммонийного азота и фосфора, а не всего перечня загрязняющих веществ, причем исключительно при использовании в очистных сооружениях технологий нитрификации-денитрификации, реагентного или биологического удаления фосфатов и пр.
- во-вторых, данные по БПКп, ПАВ, нитритам, нитратам, фосфатам, взвешенным веществам септиков, биофильтров, аэротенков, биореакторов и пр. приводятся для очистных сооружений сточных вод, вышедших в «рабочий» режим. Вместе с тем, по факту этот режим относится к конкретному составу и свойствам обрабатываемых стоков, стабильной (без залповых сбросов) интенсивности загрузки стоков в очистное сооружение, биологическому составу имеющегося в септике, аэротенке, биореакторе, эмшере, метатенке и пр. активного ила, гидродинамическим условиям перемешивания, конкретному соотношению количеств поданных загрязнений и жизнеспособного ила, а также конкретному кислородному режиму, температуре стоков/ила, активной реакции среды, наличию и объемам активаторов или ингибиторов протекающих процессов и т.д. и т.п.

Поэтому проектирование очистных сооружений должно включать расчет очистных сооружений по конкретным объемам обрабатываемых стоков (реальным объемам водоотведения) с учетом их особенностей физико-химического и биологического состава, динамики интенсивности загрузки по объему и загрязняющим веществам в очистное сооружение, и степени очистки по нормируемым для определенного сброса (в водоем, на рельеф, в почву, в сети ВКХ) конкретным показателям определенного территориальными контролирующими органами списка, а строительство очистных сооружений – вестись с учетом конкретных атмосферных и климатических условий эксплуатации очистных сооружений стоков.

За исключением целевогооборудования очистных сооружений для механической очистки (механизированные грабли, решетки-дробилки, песколовки, жиро-, маслоуловители, усреднители, гидроциклоны, центрифуги), оборудования очистных сооружений для дополнительного насыщения очищенных сточных вод кислородом перед сбросом в естественные водоемы (водосливы-аэраторы, быстротоки, барботажные сооружения и т.д.) и оборудования очистных сооружений для транспортирования газа, выделяемого при сбраживании осадка (газгольдеры метатенков, системы вентиляции септиков, аэротенков, окситенков, эмшеров, биофильтров и пр.), все иные очистные сточные сооружения, а особенно базирующиеся на биохимических процессах, в том числе компактные очистные сооружения сточных вод имеют достаточно продолжительный пусковой период, или период «созревания». Так, в эмшерах (двухярусных отстойниках) в период созревания стабилизируется работа осадочных желобов и иловой (септической) камеры, в биофильтрах (после промывки и орошения (или частичной загрузки осадка из вторичного отстойника) с целью формированияна поверхности загрузочного материала бактериальной пленки) происходит созревание активной пленки, скорость которого зависит от температуры, в аэротенках и септиках, а также SBR-реакторах (sequencingbatchreactor) периодического действия, работающих с анаэробной и аэробной очисткой, происходит накопление активного ила в объемах и составе, требуемых для нормальной эксплуатации. Аналогично на полях орошения и фильтрации продолжительность пускового периода определяется скоростью развития в почве микроорганизмов, вызывающих аэробный процесс очистки, причем ввод в действие полей орошения и фильтрации происходит с постепенным увеличением нагрузки до проектной и в соответствии с качеством контролируемым анализом дренажных вод. Минимизировать пусковой период ввода в действие очистных сточных сооружений могут только профильные специалисты специализированных структур, а оценивать эффективность работы очистных сооружений стоков следует только после их выхода в рабочий режим и при соблюдении всех требований по эксплуатации.

Типовые очистные сточные сооружения биологической очистки бытовых (и производственно-бытовых) канализационных сетей децентрализованных схем систем раздельной и индивидуальной (автономной) канализации.

Ключевыми задачами комплекса очистных сооружений сточных вод являются:

выделение из стоков твердых и взвешенных фракций примесей, для чего преимущественно используются первичные отстойники с сопутствующим оборудованием очистных сооружений для механической очистки (решетки, песколовки, жиро-, маслоуловители и т.д.), часто (совместно с первичными отстойниками) – преаэраторы или биокоагуляторы (преаэраторы с использованием в процессе очистки активного ила). В дворовых сетях децентрализованных схем систем раздельной канализации, а также системах автономной/индивидуальной канализации с малыми объемами обрабатываемых стоков отстаивание твердых и взвешенных фракций примесей может осуществляться в септиках;

обезвреживание сырого осадка твердых и взвешенных фракций примесей стоков сбраживанием в анаэробной среде, которое происходит в септиках (системы автономной/индивидуальной канализации), двухярусных отстойниках (эмшерах) и метатенках (бытовые и производственно-бытовые сети децентрализованных схем систем раздельной канализации);

Типичный двухкамерный септик систем автономной/индивидуальной канализации с малыми объемами обрабатываемых стоков.

Справка: Осадок из первичных отстойников сетей децентрализованных схем систем раздельной канализации обрабатывается в двухярусных отстойниках или метантенках и далее обезвоживается на иловых площадках или в вакуум-фильтрах, после чего используется для хозяйственных нужд. Частично обезвреженный осадок из септиков систем автономной/индивидуальной канализации вывозится ассенизационными машинами для дальнейшей обработки и утилизации/использования.

обезвреживания предочищенных от твердых и взвешенных фракций примесей стоков в аэротенках с пневматической или механической аэрацией и/или высоконагруженных (иногда капельных) биофильтрах, а также гибридных сооружениях (SBR-реакторах).

В индивидуальных/автономных системах канализации для обезвреживания предочищенных от твердых и взвешенных фракций примесей стоков могут использоваться капельные биофильтры, устанавливаемые в цепочку очистных сооружений стоков параллельно с септической камерой или после септика до распределительного колодца фильтрующих полей/траншей/кассет.

Капельный биофильтр индивидуальной/автономной системы канализации, установленный параллельно
с септической камерой до распределительного колодца фильтрующих полей/траншей/кассет.

Капельный биофильтр индивидуальной/автономной системы канализации, установленный после септика
до распределительного колодца фильтрующих полей/траншей/кассет.

Справка: Сегодня выделяют капельные и высоконагруженные биофильтры, различающиеся дисперсностью фракций загрузки. Высоконагружаемые биофильтры заполняются крупной загрузкой, чаще всего гравийной, гравийно-щебневой или загрузкой из крупных кусковых материалов различного происхождения, что обеспечивает значительную устойчивость загрузки к кольматации (заиливанию) и эффективный доступ кислорода воздуха к биопленке на поверхности загрузки для прохождения аэробных процессов окисления.

Капельные фильтры оборудуются щебневой или керамзитовой загрузкой с малыми фракциями, но большой суммарной площадью поверхности, благодаря чему увеличивается площадь контакта активной пленки со стоками, но снижается стойкость загрузки к кольматации.

Поэтому капельные биофильтры преимущественно используют в схемах и системах канализации с малыми объемами обрабатываемых стоков, а высоконагруженные биофильтры в очистных сооружениях сточных вод ВКХ, в том числе децентрализованных схемах раздельных систем канализования крупных объектов.

Окончательная обработка стоков систем индивидуальной/автономной канализации происходит в полях фильтрации/орошения, или при невозможности обустройства фильтрующих полей из-за ограниченной площади/рельефа участка – в фильтрующих траншеях, колодцах, кассетах.

Поля фильтрации и орошения.

Фильтрующие траншеи и фильтрующие кассеты.

Важно: Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 сброс стоков в водоемы или на рельеф запрещен в пределах первого пояса зон санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, в пределах второго пояса зон санитарной охраны источников, если содержание в сточных водах загрязняющих веществ и микроорганизмов превышает регламентированные СанПиН 2.1.5.980-00 гигиенические нормативы, а также в черте населенных пунктов, в местах туризма и массового отдыха населения и пр. С другой стороны, сброс предочищенных стоков в грунт в крупных городах и мегаполисах страны разрешен только при соблюдении минимально допустимых санитарных разрывов между водозаборными сооружениями и сооружениями почвенной очистки, причем в зависимости от расположения сооружений почвенной очистки по отношению к направлению потока грунтовых вод, геологического состава грунтов на участке, естественных наклонов слоев грунтов, числа водозаборных источников, температуры почвенного слоя и стоков и пр..

Минимально допустимые санитарные разрывы между водозаборными сооружениями и сооружениями почвенной очистки.

Производительность, м³/сут	Расположение очистных сооружений, м
Производительность, м³/сут	По течению	Против течения	Перпендикулярно течению
До 4	40 - 50	20 - 25	25 - 30
До 8	75 - 80	25 - 30	30 - 35
До 12	80 - 85	30 - 35	35 - 40
До 25	85 - 100	35 - 40	40 - 50

обеззараживания и дезинфекции сточных вод для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и организмов, что выполняется в биологических прудах станций очистки стоков, хлораторных установках (газообразным хлором), хлораторных баках (хлорной известью, гипохлоритом натрия), полях фильтрации станций очистки сточных вод бытовых и производственно-бытовых сетей децентрализованных схем систем раздельной канализации. В индивидуальных/автономных системах канализации обеззараживание и дезинфекция стоков происходит в полях фильтрации, фильтрующих колодцах, кассетах, траншеях, а также с помощью специальных устройств, заполняемых «таблетками» гипохлорита натрия.

Возврат к списку

Если у Вас возникли вопросы по продукции, или Вы желаете сделать заказ

Позвоните: +7 (863) 221-38-70, +7 (863) 221-39-70

Напишите: Eco-centr@eco61.ru

Или заполните простую форму

Заказать прямо сейчас

Очистные сооружения сточных вод: расчет, проектирование, производство, строительство, монтаж

Очистные сооружения сточных вод в действующей на территории РФ терминологии.

Очистные сооружения сточных вод различных сетей разных систем канализации.

Заказать прямо сейчас