Предварительная очистка сточных отработок производится, в обязательном порядке, в септике, что детально мы и обсудили в предыдущей статье (см. http://srubnbrus.com/1870.html). На анаэробном этапе канализационные воды оказываются очищенными лишь до 65%, поэтому требуется доочистка, но уже в конструкциях несколько другого типа и, чаще всего, при помощи бактерий-аэробов.
Данные конструкции различны по исполнению, но предназначены, так либо иначе, для единого назначения, то есть для создания оптимальных условий бактериям-аэробам для осуществления окончательного очищения отработок, выходящих из отстойника. Именно аэробный метод и доочистку после бактерий-анаэробов и обсудим в статье ниже.
Общий принцип работы биоочистки использованной жидкости основан на природной особенности почвы к самоочищению. Доочищение отработанной жидкости в аэробных условиях включает следующие системы:
- почвенный дренаж;
- песчаная фильтрация;
- биофильтр;
- поглощающий резервуар.
Хозбытстоки, которые прошли этап анаэробного очищения в метантенках, распределяются по поверхности фильтров, где происходит процесс их дальнейшей доочистки аэробными бактериями. Слив дочищается до 95% и сбрасывается в кюветы, канавы. Каждый способ естественной доочистки использованных отработок рассмотрим подробно ниже.
Классическим способом доочистки сточных масс, который обычно дает отличный показатель на выходе, является подземная фильтрация – грунтовый дренаж. Распад органических примесей микроорганизмами-аэробами с поглощением кислорода лучше всего происходит в легких суглинистых грунтах, супесчаных и песчаных, то есть в грунтах наиболее подходящих для фильтрации. 
А сами бактерии-аэробы в качестве пищи служат для нематод, инфузорий и других простейших микроорганизмов. Наиболее насыщенные глиной почвы имеют свойство очень медленно пропускать через себя жидкостные массы, в таком случае дренажная система должна быть как можно длиннее. Для простого определения характера почвы посоветуем вырыть приямок размером 30х30 см и углубленностью 15 см, и залить его большим количеством воды до верха. В пески вода должна впитаться примерно за 18 секунд, супесчаные грунты впитают все примерно за полминуты, а суглинки – минимум за две минуты.
Из септиков массы по сливной магистрали (d110-150мм) и с уклоном укладки не меньше 0,02, отводятся в распределительный колодец. Емкость обычно делают из кирпичной кладки, бетона или же зарывают пластмассовый бак высотой не менее 40 см и диаметром в 70 см, при этом на дне обустраивают лоток сечением не меньше сечения подводящей сточные массы отвод. 
Перекрывают емкость чаще всего просмоленным щитом, железобетонной плитой либо крышкой, поставляемой вместе с резервуаром. Сверху крышку устилают толем и покрывают утепляющим материалом. На иллюстрации можно увидеть, что цистерна должна обладать несколькими выходами для того, чтобы происходило распределение воды по дренам в другие емкости.
Дрены представляют собой асбестовые, гладкостенные либо гофрированные пластиковые трубы (75-100 мм), которые должны прокладываться в удалении от точек забора питьевой воды минимум на 30 метров. Пластмассовые гофрированные отводы имеют специальные прорези, а в остальных разновидностях необходимо делать поперечные пропилы размером в половину диаметра дренажной магистрали. Пропилы делают шириной от одного до полутора сантиметров с шагом друг от друга минимум в 10 см.
В почву дрены укладывают прорезями вниз. Иногда используют керамические короткие патрубки, которые необходимо укладывать с зазором в 1,5 см без стыкования торцов. Часто можно встретить дрены, выложенные из красного кирпича, квадратного сечения со сторонами не меньше 10 см. В таком случае, при кладке между кирпичами оставляют зазоры в 15 мм. В качестве дрен можно применять пиломатериалы. Доски сколачивают в трубы, треугольным либо квадратным сечением, с предусмотренными между нижними досками щелями. Древесина, как нам известно, подвергается гниению, поэтому дощатые изделия рекомендуем просмаливать перед укладкой в землю.
Аэробный процесс разложения органики в примесях сточных отработок может происходить лишь с участием кислорода. Для обеспечения поступления кислорода устанавливают вентиляционные стояки с высотой над поверхностью земли от 50 см и d=100 мм. Для более экономичного обустройства вентиляционных стояков, рекомендуют концы всех дрен объединить и установить вентиляционный отвод несколько большим диаметром (200 мм).
От объема дренирующей жидкости зависит общая длина дрен. Длина каждой из дрен определяется типом почвы (не больше 20 м). Расчет можно произвести следующим образом: для очищения отработок на одного человека (250л/сутки) в песчаных грунтах нам понадобится 10 метров дренажа; в супесчаных почвах – от 14 м до 17 м; суглинках – до 20 м. Расстояние между параллельно уложенными дренами должно составлять не меньше 2 метров.
Под дренирующие магистрали роют траншеи в почве шириной 40-70 см, стенки которых должны быть скошены во избежание осыпания почвы. Глубина закладки дрен определяется от уровня залегания вод в грунтах: дренажная конструкция должна пролегать выше на 1 м уровня грунтовых вод, но не ниже 1,8 метра, поскольку данная глубина не сможет гарантировать достаточный объем кислорода для жизнедеятельности бактерий-аэробов.
Дрены в траншеи укладываются с уклоном в суглинистых грунтах в 0,001, супесчаных – 0,002, песчаных – 0,003, на предварительно отсыпанное дно слоем щебня либо гравия в 10 см. Стыки труб перекрывают перед засыпкой траншей кусками полиэтилена либо рубероида. Потом сверху укладывают слой щебня или же гравия и укрывают дрены нетканым фильтрующим материалом. Работа по укладке дренирующей магистрали оканчивается засыпанием траншеи, ранее вынутой землей (рис.).
Частично, очищенная жидкость с помощью грунтового дренажа, усваивается растущими рядом растениями, остальной объем просачивается в глубь грунтов, дополнительно проходя очистку в естественных условиях.
Для очищения сточных отработок часто используют фильтрующие траншеи. Подобные системы допустимо применять в суглинистых почвах с возможностью обеспечения схода масс в овраги, водоемы. Системы трубопроводов используют в двух видах: оросительная, которая пропускает сточные воды, и водосборная, принимающая после их прохождения через засыпку траншеи (рис.).
Размеры траншеи принимают с расчета примерно на 5 человек: шириной – в 50-70 см; длиной – 25-32 м. Глубиной траншеи делают равной глубине уровню, на котором проложена выпускная магистраль.
Выпускные сливы с уклоном 0,002-0,003 укладываются на дно траншеи, обустроенное слоем подушки: первым идет слой щебня либо гравия, который просыпается мелким гравием, далее крупным песком, и завершается среднезернистым слоем песка. Гравийно-песчаное одеяло устраивают толщиной от 90 см до 120 см. Далее на засыпку укладывают оросительные дренажи, по которым из септика прибывают сточные массы. Чтобы защитить отводы от проникновения поверхностных вод, их стоит укрыть рубероидом, толем либо плотным полиэтиленом. Сверху траншеи засыпаются грунтом.
Выпускные отводы, которые выводят прошедшую через засыпку жидкость из траншеи, подбирают диаметром в пару-тройку раз больше оросительной системы. Выпуск должен прокладываться выше уровня подпочвенных вод на 1-1,5 м.
Пример схем систем очистных сооружений с доочисткой отработанных масс в естественных условиях на фильтрационных полях можно видеть на иллюстрации ниже. Данные сооружения имеют ряд достаточно существенных недостатков:
- необходимость в участках, значительных по площади;
- довольно большой объем работ на земле;
- систему допустимо использовать исключительно в почвах, которые обладают высокими фильтрующими показателями при низком прохождении почвенных вод;
- необходимость периодического обслуживания: каждые от 5-10 лет откапывать, промывать либо полностью заменять элементы системы, которые со временем могут терять фильтрующие качества.
Иногда используют в качестве доочищения фильтрующие колодцы. Поглощающие колодцы сооружают при обстоятельствах отсутствия возможностей и площади обустраивать дрены и фильтрующие траншеи. Подобные отстойники устраивают в песчаных или же в супесчаных грунтах, то есть проницаемых почвах. Фильтрующие резервуары представляют собой вентилируемые сооружения для фильтрации сточных отработок в небольших объемах (до одного кубометра). Дно сооружения должно находиться над грунтовыми водами (1,5 м). Форма резервуара может быть любой: круглой либо четырехугольной, даже многоугольной. Вне зависимости от формы поперечного сечения, диаметром емкости принимают примерно в 1-2 метра, а глубиной около 2,5 м.
Фильтрующие колодцы изготавливают из красного кирпича, бетона либо бута. Водопроницаемость стенок емкости достигается в процессе обустройства части стенки, расположенной ниже впускного отвода, методом кладки бутового камня, кирпича с зазорами в 2-5 см. Полученные пазухи, после окончательного возведения стенок, заполняют гравием, шлаком либо щебнем. Далее колодец засыпают слоем фильтрующего материала (1,2 м): сначала укладывают крупные его части, затем мелкие.
Засыпка резервуара, в месте падения воды, может размываться. Для предотвращения размывки материала на дне, рекомендуют укладывать в данное место пластмассовый/бетонный лист, или другой прочный материал. Впускной водопровод необходимо располагать выше засыпки примерно на 60 см, чтобы при залповом сбросе, в отводе не происходил обратный подпор. В процессе эксплуатации, фильтрующий слой покрывается илом, за счет чего частично теряется качество фильтрации. Решить подобную проблему можно заменой верхнего слоя, промыв нижний слой напором чистой воды. Фильтрующие резервуары необходимо перекрывать крышкой и оборудовать вентиляционными стояками.
От количества септиков на участке зависит количество обустраиваемых емкостей: на 1 реактор принимают от 2 до 4 фильтрующих резервуара. Чтобы определить общую фильтрующую поверхность, суммируют площади каждого дна и поверхности стенок.
Нагрузка на 1 м2 поверхностной плоскости отстойника задается в зависимости от грунтового состава:
- песчаные почвы – около 80 л/сутки;
- в супесчаных – 40 л/сутки.
В случае расположения дна резервуара над подпочвенными водами в 2 метра, допускается увеличение нагрузки объемом примерно на 20%. Данное увеличение допустимо и в летние периоды.
Аэробные условия для эффективной доочистки канализационных масс создаются в сооружениях, называемых биологическим фильтром (рис.). Данное сооружение наполнено загрузочным материалом, покрытым биологической пленкой, образованной микроорганизмами, который сквозь себя и фильтрует стоки. Биологическая процедура окисления, происходящая в биофильтре, идентична процессам, которые происходят в других конструкциях биологической очистки, но здесь процесс протекает значительно интенсивнее.
Проходя сквозь загрузку биофильтра, использованная жидкость оставляет нерастворенные вещества, которые не осели в первичных отстойниках, и растворенные органические и коллоидные примеси, сорбируемые биопленкой. Густо заселяющие биологическую пленку микробы-аэробы окисляют органические примеси и оттуда же и черпают энергию, которая необходима им для жизнедеятельности. Доочищение производится выведенными промышленным способом микроорганизмами, прикрепленными к фильтрам.
Использованные отработки в предварительном процессе очистки оставляют плавающие вещества и осадок в септике, осветленные воды для доочистки далее можно выпускать в аэротенки. В аэротенках используется исключительно активный ил или же комплекс из активного ила и биопленки. Для активного процесса в воду вводится кислород, а чтобы ил находился во взвешенном состоянии, смесь со стоками и илом аэрируют, то есть продувают воздухом. Аэротенки обладают наиболее высокой степенью доочищения сточных отработок, этот показатель доходит до 99%. Воду после аэротенков допускается сбрасывать на рельеф.
Полное представление о классической схеме очистного сооружения с доочисткой вод в аэротенках можно получить с ниже приведенной иллюстрации. Пример приведен на установке «Тверь», которая имеет 4 ступени очистки, две из которых являются аэробными. Конструкция изготовлена, из легированной стали, покрытой несколькими слоями резинобитумной мастики и эпоксидными грунтовками, которые способны защитить металл от поражения воздействий бытовых вод.
Этапы процесса очистки следующие:
- использованные воды сначала попадают в септик, отделяющий взвешенные вещества;
- далее воды поступают в биореактор, где трудноокисляемые вещества преобразуются в легкоокисляемые;
- потом воды попадают в аэротенк первой (I) ступени, в котором они смешиваются с илом, находящимся во взвешенном состоянии. Через нижнюю часть аэротенк обеспечивается воздухом из перфорированных труб через слой керамзита по аэраторам. Совместная работа активного ила с биопленкой микроорганизмов окисляет загрязнения. Смесь ила отходит во вторичный отстойник.
- с вторичной емкости иловая субстанция возобновляется в аэротенке I ступени, а уже светлые массы уходят в аэротенк II ступени. На поверхности дна аэротенка II ступени находится прослойка известняка, которая при растворении выводит из стоков фосфаты.
- далее массы переходят в третичный отстойник, который снабжен хлор-патроном, который в резервуаре играет обеззараживающую роль и его можно заменять. Хлор-патрон – это футляр с пористыми поверхностями, содержащий в себе хлорную известь и песок.
Качественная работа очистных сооружений целиком зависит от жизнедеятельности микроорганизмов, поэтому не стоит пользоваться большими объемами стиральных порошков и чистящими средствами, которые в химическом составе содержат формальдегиды и хлор.
