Очистные сооружения канализации

Представить себе полноценную современную жизнь города без очистных сооружений канализации совершенно невозможно. Но редко кто глубоко разбирается, как работают такие канализационные системы, да и что это вообще. Свои особенности имеют промышленные КОС и другие виды, их устройство и строительство предъявляют ряд специфических требований и подчиняются сложным нормативам.

Если спросить рядового городского жителя про принцип работы и устройство очистных сооружений канализации, то в лучшем случае обычно рассказывают про трубы, насосы в общем виде. Однако стоит представлять себе, от чего эта нормальная жизнь может зависеть. Самый важный принцип, по которому строится современная канализационная практика — стремление к тому, чтобы совпадало количество потребляемой людьми и предприятиями воды с количеством стоков. То есть чтобы ни один грамм или миллилитр жидкости не миновал систему сброса и очистки. Общий принцип организации примерно такой:

• горизонтально ориентированные отводы от точек сброса (стиральных машин, унитазов, раковин, других бытовых и индустриальных приборов) перенаправляют жидкость в вертикальный стояк;

• на цокольном или подвальном уровне здания он контактирует с трубой канализации города (или иного населенного пункта);

• по трубам жидкость поступает в очистной комплекс;

• после отстаивания и ряда других необходимых манипуляций вода оказывается достаточно чиста, чтобы ее спокойно можно было сбросить в водоем.

Работа домашней канализационной системы отличается только тем, что вся очистка производится в обособленном септике. Поскольку опасность от канализационных стоков очень велика, все комплексы для обращения с ними должны быть устроены согласно официальным нормам. В РФ ключевой норматив – это СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения». Руководствоваться более старыми нормами непрактично уже потому, что они не учитывают современную технологическую реальность.

Она зависит от целого ряда факторов. Канализационные сооружения загружены в любом случае неоднородно по времени. Особенно это касается частных систем, но даже в городах, где большое число «потребителей» позволяет сгладить суточные колебания, они все равно будут. Номинальной производительностью считается та, которую оборудование может обеспечивать в течение долгого времени без чрезмерного износа.

Максимальная производительность — это та пиковая нагрузка, которую очистные сооружения имеют в течение кратковременного периода. Наконец, выделяют и так называемую мгновенную производительность, которая показывает фактически развиваемую мощность в конкретный момент времени. Если в канализацию поступают бытовые отходы, то в основном они засорены органическими веществами. Такие стоки поступают не только из жилых домов, но и из:

• больниц;

• школ;

• столовых, ресторанов, иных заведений общественного питания;

• административных зданий;

• гостиниц;

• спортивных залов;

• культурных и развлекательных объектов.

Другие жидкие стоки (промышленные, с транспортных, энергетических, военных, сельскохозяйственных и специальных объектов) приходится порой очищать от:

• солей;

• грунта (песка, глины, частиц камня);

• остатков стройматериалов;

• опасных микроорганизмов;

• высокотоксичных реагентов, продуктов их распада;

• нефтепродуктов;

• продуктов органического синтеза;

• спиртов, кислот, щелочей;

• радиоактивных веществ.

Решаться проблема очистки может с помощью:

• отстойников;

• просеивания на ситах;

• пропуска через специальные фильтры;

• воздействия ультрафиолета;

• воздействия специально подбираемых реактивов;

• использования биологических организмов.

В канализационных сооружениях часто применяют компрессоры. Подобные приспособления нужны и для крупномасштабных, и для бытовых комплексов. Без подачи сжатого воздуха та же аэрация и/или использование химически активных бактерий практически невозможны. Но несмотря на все усилия, само обращение с канализационными стоками является источником повышенной опасности.

Санитарно-защитная зона канализации обозначает расстояние, на которое во все стороны от точки сброса нельзя заниматься любой деятельностью. Запрет распространяется и на «наземную», и на «подземную» активность. Рытье тоннелей и прокладка кабельных линий связи точно так же запрещены, как жилое строительство или организация парковочных мест. Санитарно-защитная зона канализации составляет для:

• высадки деревьев и даже кустов – не менее 3 м;

• сооружения любых объектов – 5 м;

• складирования, даже временного и под открытым небом – 5 м;

• установки фундаментов заборов – 3 м;

• монтажа фундаментов одноэтажных и многоэтажных зданий – 5 м.

Охранная зона имеет другую функцию — поддержание работоспособности самих канализационных сооружений и сетей. Тут уже вопрос не в том «заразится кто или нет», а «останутся ли целыми трубы и очистительные аппараты». Охранная зона для сооружений, где используются трубы до 600 мм, составляет 5 м во все стороны. При большем диаметре, независимо от конкретного значения, защищают уже 10 м.

Это загадочное с виду сокращение на деле обозначает всего лишь канализационные локальные очистные сооружения. Несмотря на термин «локальный», на деле это изощренный набор различных зданий и объектов, решающих сложные практические задачи. В них собирают стоки, частично их очищают до такой степени, чтобы можно было выпустить жидкость в магистральные городские и районные КОС без чрезмерной нагрузки на сети. По сути, ЛОС следует рассматривать как предварительный фильтр.

Под таким названием подразумевают индивидуальные бытовые емкости, служащие только накопителями и преобразователями стоков за счет отстаивания. Необходимо понимать, что даже лучшие септики — только элемент канализационной локальной системы, и их технически некорректно рассматривать как отдельное приспособление. Дополнительно чаще всего проводится почвенная доочистка. На использование септиков распространяются те же правила, что и на общую канализацию.

Под таким названием фигурируют резервуары для стоков. Чаще всего им придают прямоугольную форму. Внутри проводится очистка активным илом. На крупных канализационных станциях аэротенковые комплексы могут развивать очень высокую производительность — очищая до 4000 м3 в сутки и даже более. Эффективность работы аэротенка зависит не только от его объема, но и от:

• поддерживаемой внутри температуры;

• присутствия определенных веществ;

• концентрации кислорода в растворах;

• кислотно-щелочного баланса;

• степени насыщения токсинами.

В схеме канализационных сооружений важная роль отводится системам биологической доочистки. Необходимые реакции происходят на поверхности специально подготовляемых дисков. Фильтрация — еще одно важное звено, она чаще всего происходит за счет толстого слоя песка. В ответственных случаях, а в городских масштабах всегда проводится дезинфекция. Для нее используют:

• добавки озона;

• добавки хлора;

• ультрафиолетовое облучение;

• воздействие переменного тока;

• ультразвуковые импульсы.

Стоит подчеркнуть особо, что вне зависимости от вида очистных сооружений, сети наружной канализации подчиняются однотипным правилам. В ряде случаев для работы используют модульные комплексы. Подобные решения сравнительно дешевы, но при этом позволяют обеспечивать неплохой технологический результат. В контейнерах может производиться даже доочистка и глубокая биологическая очистка сточных вод. Отдельно стоит сказать про промышленные очистительные комплексы.

Они по большей части делаются в типовом виде. Существует широкое разнообразие типовых схем для фабрик и заводов различных типов. При необходимости (особенно для крупного производства и для вновь появляющихся отраслей) создаются оригинальные разработки. Использовать те или иные очищающие аппараты на любом производстве — это не доброе пожелание, а прямое предписание законодательства. Даже механическая очистка сильно отличается в зависимости от конкретной отрасли.

Приступать к строительству очистных сооружений можно только после проверки документации на соответствие:

• ГОСТ Р 21.1101;

• СП 132.13330;

• СП 18.13330.

Проектирование таких систем должно учитывать уклон местности и характеристики грунта даже в большей степени, чем проектирование обычных зданий. Наряду с экономическими аспектами, нужно учитывать санитарные характеристики. Технология очищения и оснастка оборудованием определяются прежде всего составом стоков и их объемом. По возможности стоит предусматривать последовательное применение одной и той же воды в разных этапах очистки стоков. Хороший проект всегда определяет:

• текущую и перспективную нагрузку на канализацию;

• уровень грунтовых вод;

• химический состав грунтовых вод;

• оптимальную глубину закладки труб;

• степень зависимости от электропитания;

• пространственную схему разводки коммуникаций;

• в ряде местностей — сейсмическую стойкость сооружений.

Канализационные насосные станции, прежде всего, надо регулярно прочищать. Эту работу выполняют минимум 1 раз в 12 месяцев. Если делать ее вдвое чаще, впрочем, выйдет только лучше. Специалисты советуют еще:

• тщательно изучать илоскребы отстойников;

• постоянно следить за управляющими шкафами и контроллерами в них;

• осматривать насосы и изучать особенно тщательно техническое состояние рабочих колес.

На насосных агрегатах проверяют входное напряжение, пусковые токи. Выясняют степень исправности изоляции и готовность средств аварийной защиты. Дополнительно придется разбираться с уровнем масла и его состоянием. Обслуживание шкафов управления подразумевает:

• проверки сигнализирующих датчиков;

• проверки управляющего контура;

• изучение аварийных сообщений;

• тестирование программного обеспечения;

• при необходимости — перенастройку оборудования.