Локальные канализационные сооружения ( ЛКСС ), также называемые септиками , представляют собой системы очистки сточных вод , предназначенные для очистки и утилизации сточных вод на той же территории, где они образуются, в районах, не обслуживаемых общественной канализационной инфраструктурой.
Комбинация септика и дренажного поля является довольно распространенным типом локального канализационного сооружения в западном мире. OSSFs составляют примерно 25% всей очистки бытовых сточных вод в США. Локальные канализационные сооружения также могут быть основаны на небольших аэробных и биофильтрационных установках, мембранных биореакторах или последовательных реакторах периодического действия . Их можно рассматривать как уменьшенные версии муниципальных очистных сооружений, и они также известны как « пакетные установки ». [1]
Основной механизм биологической переработки отходов в естественной среде осуществляется другими организмами, такими как животные, насекомые, почвенные микроорганизмы, растения и грибы, которые потребляют все доступные питательные вещества в отходах, оставляя после себя полностью разложившиеся твердые вещества, которые становятся частью верхнего слоя почвы , и чистую питьевую воду , которая была лишена всего, что может быть потреблено и использовано. Эта естественная биологическая очистка требует времени и пространства для переработки отходов.
Практически во всех инженерных локальных канализационных сооружениях переработка и разложение естественными организмами по-прежнему являются основным механизмом утилизации сточных вод. Предоставление организмам времени, необходимого для разложения отходов, достигается путем установления минимального времени удержания и отстаивания сточных вод, а также минимальных расстояний потока жидкости между местами утилизации сточных вод и поверхностными водами или скважинами .
Нормально, когда животные, такие как мыши, крысы, мухи и паразиты, участвуют в полностью естественном биологическом процессе переработки отходов. Инженерные сооружения обычно пытаются исключить их, чтобы предотвратить неконтролируемые взрывы популяции и заражения , а также предотвратить распространение паразитов и болезней .
Хотя твердые частицы, собранные местными канализационными сооружениями, потенциально могут быть использованы в качестве компоста для создания верхнего слоя почвы, эти твердые частицы часто не полностью разлагаются либо из-за отсутствия на месте места для хранения, чтобы дождаться разложения (муниципальные сооружения), либо из-за того, что твердые частицы укладываются в слоистую структуру новых твердых отходов поверх ранее разложившихся твердых частиц (септики и надворные постройки). Из-за неполного состояния разложения, когда они удаляются из местного канализационного сооружения, эти твердые частицы обычно называют шламом, а не компостом , и имеют сильный неприятный запах, возникающий из-за микроорганизмов, все еще потребляющих питательные вещества в шламе.
Инженерные сооружения, которые используют водную суспензию для транспортировки твердых веществ (частные септические системы и муниципальные сооружения), обычно образуют плавающий слой в своем первичном отстойнике, состоящий из жидкостей с низкой плотностью, таких как масла, плавучие твердые вещества и мыльная пена. Это называется пеной и медленно разлагается микроорганизмами, в конечном итоге оседая на дно отстойника как часть ила. Когда частные септики опорожняются от твердых веществ, резервуар обычно пылесосят, а не полностью переваренную пену добавляют к не полностью переваренному илу, что еще больше усиливает его аромат и биологическую активность.
Если их полностью не трогать и выставлять на открытый воздух через вентиляционное отверстие, ил и пена в отстойнике в конечном итоге полностью превратятся в компост со слабым запахом. Построив два резервуара рядом и отводя сточные воды между ними, можно позволить одному резервуару отдохнуть, пока другой используется, а отдыхающий резервуар можно безопасно и легко очистить вручную перед повторным использованием. Это было предложено в качестве решения для локальных канализационных сооружений в экономиках натурального сельского хозяйства, где ручной труд является наиболее распространенным.
Хотя отходы человеческого организма ничем не отличаются от отходов любого другого животного, муниципальные учреждения могут быть обязаны захоронить собранные твердые отходы на свалках из-за риска попадания токсичных загрязняющих веществ в общую коммунальную канализационную систему людьми, не осознающими вреда, который они наносят. Муниципальные учреждения также могут собирать стоки с дорог, которые содержат следы всех различных химикатов, используемых в транспортных средствах, таких как тормозная жидкость и моторное масло, а также те, которые используются для таяния льда и снега. Частные септические системы обычно не сталкиваются с этими проблемами, поскольку домовладелец напрямую знает, что он не должен сливать токсичные химикаты в канализацию.
Большинство систем очистки сточных вод на месте относятся к обычному типу, состоящему из септика и системы подземной инфильтрации сточных вод (SWIS). Ограничения на месте и более строгие требования к производительности привели к значительным улучшениям в проектировании систем очистки сточных вод и управлении ими. За последние 20 лет отрасль систем очистки сточных вод на месте (OWTS) разработала много новых технологий очистки, которые могут достигать высоких уровней производительности на участках с ограничениями по размеру, почве, грунтовым водам и ландшафту, которые могут помешать установке обычных систем. Новые технологии и усовершенствования существующих технологий основаны на определении требований к производительности системы, характеристике потока сточных вод и нагрузок загрязняющих веществ, оценке условий на месте, определении границ производительности и проектирования и выборе конструкции системы, которая учитывает эти факторы.
Требования к производительности могут быть выражены в виде числовых критериев (например, концентрация загрязняющих веществ или пределы массовой нагрузки) или описательных критериев (например, отсутствие запахов или видимого блеска) и основаны на ассимилирующей способности региональных грунтовых или поверхностных вод, целях качества воды и целях общественного здравоохранения. Расход сточных вод и содержание загрязняющих веществ помогают определить конструкцию и размер системы и могут быть оценены путем сравнения размера и типа объекта с измеренными выходами сточных вод из аналогичных существующих объектов. Оценки участка объединяют подробный анализ региональной гидрологии, геологии и водных ресурсов с характеристиками участка, характерными для участка, почв, склонов, конструкций, границ собственности и других особенностей участка для дальнейшего определения требований к конструкции системы и определения физического размещения компонентов системы.
Большинство альтернативных технологий очистки, применяемых сегодня, обрабатывают отходы после того, как они выходят из септика; резервуар удерживает осаждаемые твердые частицы, жир и масла и обеспечивает среду для частичного сбраживания осевших органических отходов. Обработка после резервуара может включать аэробную (с кислородом) или анаэробную (без или с низким содержанием кислорода) биологическую очистку в реакторах с подвешенной или неподвижной пленкой, физическую/химическую очистку, инфильтрацию почвы, фильтрацию в неподвижной среде и/или дезинфекцию. Применение и размеры очистных установок на основе этих технологий определяются требованиями к производительности, характеристиками сточных вод и условиями на месте.
В канадском федерализме окружающая среда является общей компетенцией федерального и провинциального правительств. [2] Однако управление сточными водами в основном относится к провинциальной, территориальной и муниципальной юрисдикции, в то время как федеральное правительство имеет юрисдикцию над сточными водами на федеральных землях и в резервациях коренных народов . [3] Каждая провинция и территория имеет свои собственные нормы и правила, касающиеся проектирования и установки местных канализационных сооружений, например, требуется ли для этого разрешение и как его получить, тип, размер и местоположение системы (обычно в соответствии с характеристиками почвы на месте и другими факторами) и т. д. : [4]
Потенциальный объем рынка услуг по очистке на месте оценивается примерно в 35 миллионов эквивалентов населения в Европе. [5]
В Соединенных Штатах местные канализационные сооружения собирают, очищают и сбрасывают около 4 миллиардов галлонов США (15 000 000 м 3 ) очищенных сточных вод в день из примерно 26 миллионов домов, предприятий и мест отдыха по всей стране (Бюро переписи населения США, 1997). Признание воздействия местных систем на качество грунтовых и поверхностных вод (например, загрязнение нитратами и бактериями, поступление питательных веществ в поверхностные воды) повысило интерес к оптимизации производительности систем. Чиновники общественного здравоохранения и охраны окружающей среды теперь признают, что местные системы — это не просто временные установки, которые в конечном итоге будут заменены централизованными службами очистки сточных вод, а постоянные подходы к очистке сточных вод для сброса и повторного использования в окружающей среде. Местные системы признаны жизнеспособными, недорогими, долгосрочными, децентрализованными подходами к очистке сточных вод, если они спланированы, спроектированы, установлены, эксплуатируются и обслуживаются надлежащим образом (USEPA, 1997). ПРИМЕЧАНИЕ: В дополнение к существующему государственному и местному надзору децентрализованные системы очистки сточных вод, обслуживающие более 20 человек, могут стать объектом регулирования в рамках Программы контроля за подземными закачками Агентства по охране окружающей среды США (USEPA), хотя Агентство по охране окружающей среды предложило не включать их в эту программу (64FR22971:5/7/01).
Хотя некоторые программы управления сточными водами на месте успешно функционировали в прошлом, проблемы сохраняются. Большинство текущих программ регулирования на месте сосредоточены на разрешении и установке.
Немногие программы затрагивают эксплуатацию и обслуживание локальных систем, что приводит к сбоям, которые приводят к ненужным расходам и рискам для общественного здравоохранения и водных ресурсов. Более того, отсутствие координации между агентствами, которые контролируют планирование землепользования, зонирование, развитие, защиту водных ресурсов, инициативы общественного здравоохранения и локальные системы, вызывает проблемы, которые можно было бы предотвратить с помощью более кооперативного подхода. Эффективное управление локальными системами требует строгого планирования, проектирования, установки, эксплуатации, обслуживания, мониторинга и контроля.
Государственные и племенные агентства сообщают, что местные септические системы в настоящее время являются третьим по распространенности источником загрязнения грунтовых вод и что эти системы вышли из строя из-за неправильного расположения или конструкции или ненадлежащего долгосрочного обслуживания (USEPA, 1996a). В исследовании потребностей в чистой воде 1996 года (USEPA, 1996b) штаты и племена также выявили более 500 общин, имеющих неисправные септические системы, что привело к проблемам со здоровьем населения. Сброс частично очищенных сточных вод из неисправных местных систем был определен как основной или способствующий источник деградации в 32 процентах всех ограниченных по вылову районов выращивания моллюсков. Местные системы очистки сточных вод также способствовали переизбытку питательных веществ в прудах, озерах и прибрежных эстуариях, что привело к чрезмерному росту водорослей и других нежелательных водных растений (USEPA, 1996b). Кроме того, местные системы способствуют загрязнению источников питьевой воды. По оценкам USEPA, 168 000 вирусных заболеваний и 34 000 бактериальных заболеваний происходят каждый год в результате потребления питьевой воды из систем, которые полагаются на неправильно очищенные грунтовые воды. Неисправные септические системы были определены как один из потенциальных источников загрязнения грунтовых вод (USEPA, 2000).
В 2022 году на Кейп-Коде, штат Массачусетс, проводились испытания септических систем, которые снижают загрязнение азотом с использованием древесной щепы и известняка. [6]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
В этой статье использованы материалы из общедоступного источника Onsite Wastewater Treatment Systems Manual (PDF) . Environmental Protection Agency . Получено 2015-02-08 .