Система аэробной очистки ( ATS ), часто называемая аэробной септической системой, представляет собой небольшую систему очистки сточных вод , аналогичную системе септиков , но в которой для пищеварения используется аэробный процесс , а не только анаэробный процесс, используемый в септических системах. Эти системы обычно встречаются в сельской местности, где общественная канализация отсутствует, и могут использоваться для одного жилого дома или для небольшой группы домов.
В отличие от традиционной септической системы, система аэробной очистки производит высококачественные вторичные сточные воды, которые можно стерилизовать и использовать для поверхностного орошения. Это позволяет значительно повысить гибкость при размещении поля выщелачивания , а также сократить требуемый размер поля выщелачивания почти вдвое. [1]
Процесс ОВД обычно состоит из следующих этапов: [2]
Этап дезинфекции является необязательным и используется там, где требуются стерильные сточные воды, например, в случаях, когда сточные воды распространяются над землей. Обычно используемое дезинфицирующее средство представляет собой таблетки гипохлорита кальция , специально изготовленные для систем очистки отходов. [3] Таблетки быстро разрушаются под воздействием солнечного света. Стабилизированные формы хлора сохраняются после рассеивания сточных вод и могут привести к гибели растений на полях выщелачивания.
Поскольку САР содержит живую экосистему микробов, которые переваривают содержащиеся в воде отходы, чрезмерное количество таких веществ, как отбеливатели или антибиотики , может повредить среду САР и снизить эффективность лечения. Также следует избегать неперевариваемых веществ, поскольку они будут накапливаться в системе и требовать более частого удаления осадка. [4]
В небольших аэробных системах обычно используется одна из двух конструкций: системы с фиксированной пленкой или аэробные системы с непрерывным потоком и взвешенным ростом (CFSGAS). Предварительная очистка и обработка сточных вод одинаковы для обоих типов систем, а разница заключается в стадии аэрации. [1]
В системах с фиксированной пленкой используется пористая среда, которая обеспечивает основу 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 представляет собой систему, в которой среда перемещается относительно сточных вод, попеременно погружая пленку и подвергая ее воздействию воздуха, тогда 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, например формованного пластика или торфа . В простых системах используются стационарные среды и полагаются на прерывистый поток сточных вод, создаваемый гравитацией, для обеспечения периодического воздействия воздуха и сточных вод. Распространенной системой с движущейся средой является вращающийся биологический контактор (RBC), в котором используются диски, медленно вращающиеся на горизонтальном валу. Почти 40 процентов дисков погружены в любой момент времени, а вал вращается со скоростью один или два оборота в минуту. [1]
Системы CFSGAS, как следует из названия, предназначены для работы с непрерывным потоком и не создают основу для бактериальной пленки, а скорее полагаются на бактерии, взвешенные в сточных водах. Суспензия и аэрация обычно обеспечиваются воздушным насосом, который прокачивает воздух через аэрационную камеру, обеспечивая постоянное перемешивание сточных вод в дополнение к насыщению их кислородом. В некоторые системы, предназначенные для обработки более высоких, чем обычно, уровней биомассы в сточных водах, можно добавлять среду, способствующую росту бактерий в фиксированной пленке. [1]
Еще одним все более распространенным применением аэробной очистки является восстановление вышедших из строя или вышедших из строя анаэробных септических систем путем модернизации существующей системы с аэробными функциями. Этот класс продуктов, известный как аэробная ремедиация, предназначен для восстановления биологически отказавших и вышедших из строя анаэробных систем распределения за счет значительного снижения биохимической потребности в кислороде (БПК5) и общего содержания взвешенных веществ (TSS) в сточных водах. Снижение БПК5 и ОТС обращает вспять сложившийся биомат. Далее сточные воды с высоким содержанием растворенного кислорода и аэробными бактериями поступают в распределительный компонент и переваривают биомат.
Компостирующие туалеты предназначены для очистки только туалетных отходов, а не обычных бытовых сточных вод, и обычно используются с безводными туалетами, а не со смывными туалетами , связанными с вышеупомянутыми 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 компостного туалета является clivus multrum ( на латыни «наклонная камера»), который состоит из наклонной камеры, разделяющей мочу и фекалии, и вентилятора, обеспечивающего принудительную вентиляцию и предотвращающего выход запахов через унитаз. Внутри камеры моча и кал самостоятельно расщепляются не только аэробными бактериями, но и грибами , членистоногими и дождевыми червями . Время обработки очень длительное: минимальный интервал между вывозом твердых отходов составляет год; во время обработки объем твердых отходов уменьшается на 90 процентов, при этом большая часть превращается в водяной пар и углекислый газ. Болезнетворные микроорганизмы удаляются из отходов путем длительного пребывания в неблагоприятных условиях в камере обработки. [5]
Этап аэрации и этап дезинфекции являются основными отличиями от традиционной септической системы; Фактически, система аэробной очистки может использоваться в качестве вторичной очистки сточных вод из септиков. [1] Эти этапы 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 привода воздушного насоса, что увеличивает общие затраты на систему. Дезинфицирующие таблетки необходимо периодически заменять, а также электрические компоненты (воздушный компрессор) и механические компоненты (воздушные диффузоры). Положительным моментом является то, что аэробная система производит сточные воды более высокого качества , чем септик, и, таким образом, поле выщелачивания может быть меньше, чем у обычной септической системы, а отходы можно сбрасывать в районы, слишком экологически чувствительные для выхода септической системы. Некоторые аэробные системы перерабатывают сточные воды через спринклерную систему , используя их для полива газона, если это разрешено правилами.
Поскольку сточные воды АТС часто сбрасываются на поверхность поля выщелачивания, качество очень важно. Типичный ATS при правильной работе будет производить сточные воды с содержанием менее 30 мг/л БПК5, 25 мг/л TSS и 10 000 КОЕ/мл фекальных колиформных бактерий . Он достаточно чистый, чтобы не поддерживать слой биомата или «слизи», как в септике. [6]
Сточные воды САР относительно не имеют запаха; правильно работающая система будет производить сточные воды с затхлым запахом, но не как канализацию. Аэробная обработка настолько эффективна для уменьшения запахов, что является предпочтительным методом уменьшения запаха навоза, производимого на фермах. [7] [8] [9]