Система аэробной очистки ( ATS ), часто называемая аэробной септической системой, представляет собой систему очистки сточных вод небольшого масштаба , похожую на систему септика , но использующую аэробный процесс для сбраживания , а не просто анаэробный процесс, используемый в септических системах. Такие системы обычно встречаются в сельской местности, где нет общественной канализации, и могут использоваться для одного дома или для небольшой группы домов.
В отличие от традиционной септической системы, система аэробной очистки производит высококачественные вторичные стоки, которые можно стерилизовать и использовать для поверхностного орошения. Это обеспечивает гораздо большую гибкость в размещении поля выщелачивания , а также сокращает требуемый размер поля выщелачивания почти вдвое. [1]
Процесс ATS обычно состоит из следующих этапов: [2]
Стадия дезинфекции необязательна и используется там, где требуется стерильный сток, например, в случаях, когда сток распределяется над землей. Обычно в качестве дезинфицирующего средства используются таблетки гипохлорита кальция , которые специально созданы для систем очистки отходов. [3] Таблетки предназначены для быстрого распада на солнечном свете. Стабилизированные формы хлора сохраняются после рассеивания стока и могут убить растения в области выщелачивания.
Поскольку ATS содержит живую экосистему микробов, перерабатывающих отходы в воде, чрезмерное количество таких веществ, как отбеливатель или антибиотики, может повредить среду ATS и снизить эффективность очистки. Также следует избегать неперевариваемых веществ, поскольку они будут накапливаться в системе и требовать более частого удаления ила. [4]
Маломасштабные аэробные системы обычно используют одну из двух конструкций: системы с фиксированной пленкой или аэробные системы с непрерывным потоком и взвешенным ростом (CFSGAS). Предварительная обработка и обработка сточных вод аналогичны для обоих типов систем, а разница заключается в стадии аэрации. [1]
Системы с фиксированной пленкой используют пористую среду, которая обеспечивает постель для поддержки пленки биомассы, которая переваривает отходы в сточных водах. Конструкции систем с фиксированной пленкой сильно различаются, но делятся на две основные категории (хотя некоторые системы могут сочетать оба метода). Первая — это система, в которой среда перемещается относительно сточных вод, попеременно погружая пленку и подвергая ее воздействию воздуха, в то время как вторая использует неподвижную среду и изменяет поток сточных вод, так что пленка попеременно погружается и подвергается воздействию воздуха. В обоих случаях биомасса должна подвергаться воздействию как сточных вод, так и воздуха, чтобы произошло аэробное сбраживание. Сама пленка может быть изготовлена из любого подходящего пористого материала, такого как формованный пластик или торфяной мох . Простые системы используют неподвижную среду и полагаются на прерывистый, гравитационный поток сточных вод для обеспечения периодического воздействия воздуха и сточных вод. Распространенной системой с подвижной средой является вращающийся биологический контактор (RBC), который использует диски, медленно вращающиеся на горизонтальном валу. Почти 40 процентов дисков постоянно погружены в воду, а вал вращается со скоростью один или два оборота в минуту. [1]
Системы CFSGAS, как следует из названия, предназначены для обработки непрерывного потока и не обеспечивают ложе для бактериальной пленки, полагаясь скорее на бактерии, взвешенные в сточных водах. Суспензия и аэрация обычно обеспечиваются воздушным насосом, который прокачивает воздух через камеру аэрации, обеспечивая постоянное перемешивание сточных вод в дополнение к оксигенации. Среда, способствующая росту бактерий фиксированной пленки, может быть добавлена в некоторые системы, разработанные для обработки более высоких, чем обычно, уровней биомассы в сточных водах. [1]
Другим все более распространенным применением аэробной очистки является восстановление неисправных или вышедших из строя анаэробных септических систем путем модернизации существующей системы с помощью аэробной функции. Этот класс продуктов, известный как аэробная очистка, предназначен для восстановления биологически неисправных и вышедших из строя анаэробных распределительных систем путем значительного снижения биохимической потребности в кислороде (БПК5) и общего содержания взвешенных твердых частиц (ОСВТ) в сточных водах. Снижение БПК5 и ОСВТ обращает вспять разработанный биомат. Далее, сточные воды с высоким содержанием растворенного кислорода и аэробными бактериями поступают в распределительный компонент и переваривают биомат.
Компостирующие туалеты предназначены для обработки только отходов туалета, а не общих бытовых сточных вод, и обычно используются с туалетами без воды, а не со смывными туалетами, связанными с указанными выше типами систем аэробной очистки. Эти системы обрабатывают отходы как влажное твердое вещество, а не как жидкую суспензию, и поэтому отделяют мочу от фекалий во время обработки, чтобы поддерживать правильное содержание влаги в системе. Примером компостирующего туалета является clivus multrum ( лат . «наклонная камера»), который состоит из наклонной камеры, разделяющей мочу и фекалии, и вентилятора для обеспечения положительной вентиляции и предотвращения утечки запахов через туалет. Внутри камеры моча и фекалии независимо друг от друга разлагаются не только аэробными бактериями, но и грибками , членистоногими и дождевыми червями . Время обработки очень долгое, с минимальным временем между удалениями твердых отходов в год; во время обработки объем твердых отходов уменьшается на 90 процентов, причем большая часть преобразуется в водяной пар и углекислый газ. Патогены удаляются из отходов в результате длительного нахождения в неблагоприятных условиях в камере обработки. [5]
Стадия аэрации и стадия дезинфекции являются основными отличиями от традиционной септической системы; фактически, система аэробной очистки может использоваться в качестве вторичной очистки сточных вод септического резервуара. [1] Эти стадии увеличивают первоначальную стоимость аэробной системы, а также требования к техническому обслуживанию по сравнению с пассивной септической системой. В отличие от многих других биофильтров , системы аэробной очистки требуют постоянной подачи электроэнергии для приведения в действие воздушного насоса, что увеличивает общие затраты на систему. Таблетки дезинфицирующего средства необходимо периодически заменять, равно как и электрические компоненты (воздушный компрессор) и механические компоненты (воздушные диффузоры). С положительной стороны, аэробная система производит более качественные сточные воды , чем септик, и, таким образом, поле выщелачивания может быть меньше, чем у обычной септической системы, и выход может быть сброшен в областях, слишком экологически чувствительных для выхода септической системы. Некоторые аэробные системы перерабатывают сточные воды через систему спринклера , используя их для полива газона, где это разрешено правилами.
Поскольку стоки из ATS часто сбрасываются на поверхность поля выщелачивания, качество очень важно. Типичная ATS при правильной работе будет производить стоки с содержанием менее 30 мг/л БПК5, 25 мг/л TSS и 10 000 КОЕ/мл фекальных колиформных бактерий . Это достаточно чисто, чтобы не поддерживать биомат или слой «слизи», как в септике. [6]
Сточные воды ATS относительно не имеют запаха; правильно работающая система будет производить сточные воды, которые пахнут плесенью, но не как сточные воды. Аэробная очистка настолько эффективна для уменьшения запахов, что является предпочтительным методом для уменьшения запаха от навоза, производимого фермами. [7] [8] [9]