Локални пречиствателни станции за битови отпадни води

Много вили, хотели и ваканционни комплекси, намиращи се извън градове и села, нямат достъп до селищна канализационна мрежа. При голяма отдалеченост на обекта, свързването му с такава би било неразумно – прокопаване и полагане на тръби на дълги разстояния. Да не говорим, че много селища в България нямат канализационна мрежа, а и дори да имат такава, нямат пречиствателна станция. Това води до голям риск от замърсяване на подпочвените и повърхностните води. Ето как да се справите с такава ситуация.

Използването на локални пречиствателни станции за битови отпадни води не е резултат само на добра воля. Тъй като при липса на пречистване битовите отпадни води могат да предизвикат сериозни проблеми, нормативната уредба задължава рисковите източници, които не са свързани със селищна канализационна мрежа, да си изградят автономна пречиствателна станция. Такова условие съществува и в решенията по ОВОС (оценка на въздействието върху околната среда) за подобни обекти. Освен това локалните пречиствателни станции с дълбоко биологично пречистване са подходящи и за села и градове и съществуват като точки в плановете за управление на много населени места.

Конвенционални системи
Традиционният подход към изграждане на локална пречиствателна станция за битови отпадни води предполага създаване на система за двустадийно пречистване, включваща септично устройство (резервоар) и съоръжение за подземна филтрация. Септичният резервоар, наричан още модул или блок представлява подземно монтиран съд, в който протича анаеробен (без достъп на кислород) микробиологичен процес на разлагане на замърсените води. Това устройство не консумира електроенергия. В структурно отношение септичният модул обикновено представлява контейнер, вътрешно разделен на отделни секции, или няколко свързани помежду си съдове. Битовите отпадни води постъпват от обекта в модула по канализационни тръби, които се поставят под оптимален наклон под земята. Разстоянието от източника до септичния резервоар е обикновено 5-20м. Една част от неразтворимата фракция се утаява на дъното на модула. Друга част при недостига на кислород и с действието на анаеробни бактерии започва да ферментира и да се разпада с отделяне на газове. Степента на пречистване в такива съоръжения като правило не превишава 50-75%. Пречистените в септичния блок води задължително подлежат на допълнително почвено пречистване в съоръжението за подземна филтрация. Утайката от неразтворима фракция, която се натрупва на дъното на септичния резервоар, трябва да се изпомпва с комунална техника (машина за почистване на канализация) периодично от 1 път месечно до 1 пъти годишно. Метанът и други газови продукти на разграждане на органичните вещества, получени в септичния модул се извеждат в атмосферата чрез специална тръба на вътрешната канализация на обекта на височина 1-2м над покрива.

По-рано се използваха предимно септични блокове от керамика, бетон или железобетон, като се правеше добра изолация на стените. Днес все по-често се използват пластмасови септични модули. За разлика от металните и бетонните системи, резервоарите от полимерен материал (полипропилен, фибростъкло, полиетилен, и т.н.) са абсолютно херметично изолирани, като в същото време са дълговечни, и преди всичко лесни за инсталиране и използване. Някои производители на пластмасови септични модули предлагат освен продукти със стандартна конфигурация и такива направени по поръчка.

Резервоарът се монтира в изкопана в земята яма, на дъното на която се залива бетонна плоча с дебелина 20-30см. Пространството около резервоара се засипва със смес от пясък и цимент в съотношение 5:1 при слоесто запечатване.

Съществуват и септични резервоари с био-филтър, при който се използва както анаеробно, така и аеробно (с кислород) разграждане на замърсените води. В тях отпадъчната вода първоначално преминава през фаза на утаяване и след това се разпределя равномерно по повърхността на биофилтър, който може да се изпълни от керамзит (порест материал от експандирана глина). На повърхността на замърсяванията се образуват колонии от аеробни микроорганизми, или така наречения био-филм. Микроорганизмите разграждат разтворените замърсители в протичащата вода и ги превръщат в утайка, която периодично се промиват от био-филтъра. В инсталации с биофилтър пречистването на отпадните води достига 90%.

За допълнително пречистване на водите преминали през аеробни и анаеробни септични контейнери, те се насочват на равномерни порции през филтриращата повърхност на съоръжения за подземна филтрация – филтрационни полета, кладенци и траншей. В случая в действие влизат аеробни почвени микроорганизми, които при наличие на кислород се хранят с органиката в замърсителите и по този начин ги разграждат. В резултат от това отпадните води се пречистват до 95% и могат да се заустват в канавки и дерета. Предимствата на подземната филтрация се проявяват най-вече при наличие на филтриращ тип почва – песъклива или песъкливо-глинеста. Филтрационните полета се изпълняват от безнапорни тръби, осеяни с отвори и посипани с чакъл. За 1м3 отпадна вода е необходима площ от 30м2 от филтрационното поле. При не много голямо количество на отпадните води – до 1м3 на денонощие (за тричленно семейство) могат да се използват и филтрационни кладенци с перфорирани стени и дъна, които се покриват с 25-30см чакъл. Ако обаче имаме високо ниво на подпочвените води (ако са на дълбочина по-малко от 2,5м), или пък почвата на участъка не е филтрираща или е слабо филтрираща – глинеста и съответно глинесто-песъклива, то хидрогеоложките условия не позволяват използване на такива съоръжения. Тогава се прилагат пясъчно-гравитационни филтри или филтрационни траншеи. Те имат слоеста структура, изпълнена от чакъл, пясък и дренажни тръби.

Високоефективни биологични системи
Вече са разработени по-съвършени пречиствателни станции за битови отпадни води с дълбоко биологично пречистване – така наречените аериращи станции. Те функционират на принципа на биологично пречистване, съчетано с изкуствено подавана фина аерация (внасяне на въздушни мехурчета). Предназначени са за пълно биологично пречистване на битови отпадни води и други близки до тях по състав отпадни води от отделни сгради с различни размери, които не са свързани със селищна канализационна мрежа. Така отпада необходимостта от скъпоструващо полагане на тръби за свързване на отдалечени обекти с канализационната мрежа на селищата. С други думи това е една автономна канализация, каквато е и описаната по-горе конвенционална пречистваща система. Разликите между двете обаче са доста. Станциите за биологично пречистване не се нуждаят от периодично промиване с комунална машина. Крайният резултат от дълбоко биологично пречистване на битови отпадни води е получаване на два продукта, годни за непосредствено използване – пречистена вода и органични торове. Водата е пречистена 99% и може да се използва за безконтактно (капково) напояване и рибовъдство. Някои от системите достигат до 99,9% пречистваща ефективност. Допълнителна дезинфекция се изисква само ако в района е обявена епидемиологична обстановка, или ако водата се зауства във воден обект, предназначен за къпане. За целта може да се прилага дезинфекция с хлорна вар или ултравиолетова светлина. Такава вода вече може да се използва и за контактно поливане (с маркуч, пръскачка) и за измиване на автомобил. Водата излизаща от пречистващото устройство се отвежда в зависимост от особеностите на терена и типа почви: във попивен кладенец (при песъкливи почви), в линейната канализация (при глинести почви) или се заустват във воден обект.

Аериращият модул за дълбоко биологично пречистване има няколко сектора. Най-напред отпадната вода преминава през помпи с режещи устройства, които раздробяват и хомогенизират мръсотиите. Те са в началото на входния сектор, в който се извършва анаеробна денитрификация – разграждане на азотните съединения до азот. След това сместа преминава в сектора за нитрификация, където става постоянно въвеждане на фини въздушни мехурчета от дифузери (аератори). Тук се осъществява аеробно разграждане на всички замърсители, като азотните съединения се разграждат до нитрати от аеробни бактерии. Аераторите се захранват от компресор, разположен извън пречиствателното съоръжение. Получените нитрати се прехвърлят непрекъснато с въздушна помпа от зоната за нитрификация към зоната за денитрификация. След сектора за нитрификация следва утаител в който биомасата се отделя от пречистената отпадна вода. Последната се отвежда чрез канал извън пречиствателното съоръжение. Отделената в утаителя биомаса се връща в аерационния сектор. Когато биомасата се натрупа в зоната за нитрификация, тя се прехвърля с въздушна помпа в зоната са аеробна стабилизация, където се доокислява и се подготвя за извеждане от устройството във вид на тор.

Има и трисекторни модели, които работят на същия принцип с протичане на същите процеси, но в три зони – за утаяване (механично пречистване), за аерация (биологично пречистване) и за дезинфекция. При описания четирисекторен модел няма зона за обеззаразяване, но винаги може да се допълни, ако има такова изискване от контролните органи (например при заустване във водоем предназначен за къпане или при обявяване на епидемиологична обстановка), или ако ще използвате водата за контактно напояване и миене на автомобил. Конструкцията на всички модели предполага лесно оглеждане за запушвания и измиване, ако такова се наложи. Много системи са напълно автоматизирани, като се управляват и контролират чрез компютър.

Модулните системи за дълбоко биологично пречистване консумират минимално количество електроенергия само за работата на помпата и компресора. Освен това много модерни съоръжения продължават да работят нормално, дори ако токът е спрял, тъй като колониите разграждащи микроорганизми циркулират и се самоподдържат. Това обаче продължава до три дни, след което аеробните бактерии умират и модулът може да се превърне в анаеробено септично устройство. Възстановяването на културата от аеробни бактерии може да отнеме няколко дни. Именно затова трябва да се помисли за резервно захранване в случи на по-продължително спиране на тока. Аерационните станции са по-скъпи от септичните резервоари с анаеробно разграждане, но в същото време са много по-лесни за поддръжка, консумират ток колкото един хладилник, дълговечни са, не отделят неприятни миризми и в същото време дават много по-ефективни решения в пречистването – по-висок процент на пречистване и продукти, които могат да се използват отново. Ето защо те се очертават като по-привлекателни за потребителите през последните години в сравнение с конвенционалните локални станции, състоящи се от септичен резервоар и система за подпочвена филтрация. Поддръжката на системите с ускорена аерация е минимална. Необходимо е само да се проверява дали помпата и компресорът работят добре и дали няма запушени отвори. Само веднъж годишно с помпата се разрежда биомасата. Поради липсата на анаеробни процеси тук не се отделят газове с неприятна миризма и дори получената като краен резултата твърда биомаса, подходяща за наторяване, няма лош мирис. Системата не изисква и допълнително внасяне на бактерии. Колониите се зараждат, развиват и поддържат сами при осигурените им аеробни условия. Системата е един умален макет на протичащите в природата пречистващи процеси, само че на по-малка площ и с по-голяма скорост. Така че това е едно напълно екологично и много ефективно решение. Колониите аеробни бактерии са стотици повече в сравнение с анаеробните в конвенционалните системи.
Това прави биологичните системи много по-ефективни в разграждането и то без развитие на патогенни микроорганизми, които присъстват в анаеробните процеси. Производителите и вносителите на подобни системи в България представят сертификати за ефективността на продуктите си и те показват, че отговарят на европейските и българските изисквания за показатели на пречистени отпадни води след пречиствателни станции.

Аерационната станция е с компактен размер. За монтирането є не е необходимо изкопаване на голям ров. Освен това е приложима при всякакъв тип почви и дори при високо ниво на подпочвените води. Няма нужда от изграждане на филтрационни полета, който са задължителни при конвенционалните системи. Резервоарите са изработени от съвременни материали и са конструирани така че гарантират максимална издръжливост и херметичност. Такава станция може да се монтира дори в мазето на жилището, което е немислимо при конвенционалните локални инсталации. Голямо предимство на аерационните биологични пречиствателни станции е това, че са модулни, т.е. с увеличаване броя на модулите, нараства и капацитета им и са приложими както за еднофамилни къщи и вили, така и за вилни селища, къмпинги, хотели, ресторанти, а дори и за села и малки градове.