Метод почвенной очистки стоков
К качеству очистки сточных вод предъявляются высокие требования и, чтобы получить высокую степень очистки стоков, необходимо использовать биологическую доочистку. Наиболее простым и эффективным способом служит почвенная очистка.
Деструкция загрязняющих веществ осуществляется за счет жизнедеятельности биоценоза почвы, который состоит из бактерий, грибов, простейших, червей и низших ракообразных. Ведущее место в процессе очистки занимают прокариоты и низшие грибы, которые подвергают органические вещества окислению, что, в конечном итоге, вызывает их нитрификацию и денитрификацию.
Образовавшиеся нитраты растворимы в воде. С током жидкости они проникают на нижние уровни почвенного горизонта, где содержание кислорода ничтожно мало. Здесь включаются в работу денитрифицирующие бактерии, которые расщепляют нитраты и используют их кислород для дальнейшего процесса окисления и, тем самым, завершают цикл очистки.
Наиболее богат микроорганизмами верхний горизонт почвы глубиной до 40 см, где смешивается флора постоянно живущих в почве бактерий с поступающими загрязненными водами. Вновь поступившие микроорганизмы также принимают участие в процессе очистки.
В результате действия почвенного метода, происходит очистка и дезинфекция сточных вод, степень очистки которой достигает 99,9 % при организации равномерной нагрузки.
Почвенная очистка стоков осуществляется на специально организованных участках территории, которые называют картами. Эти участки составляют поля орошения и поля фильтрации.
Поля орошения
На полях орошения, помимо естественной очистки стокчных вод методом фильтрации, возделывают сельскохозяйственные культуры. Этот естественный способ дает хорошие результаты при выращивании кормовых растений и овощных культур. Почвенные микроорганизмы обезвреживают патогенную микрофлору, а органические соединения являются ценным удобрением для получения стабильных высоких урожаев.
В зависимости от расположения очистных сооружений различают следующие виды полей орошения:
- Коммунальные поля орошения. Их функциональным назначением является почвенная очистка стоков, а культивирование сельхозкультур будет дополнительным элементом. Коммунальные поля размещаются вблизи населенных пунктов и принимают на себя стоки от станций очистки для их биологической доочистки.
- Земледельческие поля орошения:
- летние (сезонные) земледельческие поля орошения. Сточные воды здесь применяются в качестве полива и обеспечения растений минеральными веществами во время летней вегетации. Очистка стоков носит вспомогательный характер;
- круглогодичные земледельческие поля орошения. Отличительной чертой является использование сточных вод для орошения в летний период и их естественная очистка в холодное время методом фильтрации.
Поля орошения как способ естественной биологической очистки располагают во всех климатических зонах. Исключением служит территория вечной мерзлоты из-за невозможности оттока очищенной жидкости. В остальных случаях уровень первого водоносного горизонта должен составлять более полутора метров.
Поля фильтрации
На полях фильтрации обеззараживание стоков происходит путем просачивания воды через фильтрующий слой грунта.
Их устраивают преимущественно на легких песчаных и супесчаных, реже суглинистых почвах, что предполагает хорошую фильтрацию водных масс с образованием биологической пленки. Тяжелые суглинки и глины не подходят для расположения полей, так как приводят к заболачиванию местности. Торфяные почвы требуют предварительного осушения и устройства дренажа.
Участки полей располагают на местности, которая является строго горизонтальной или имеет небольшой природный уклон в пределах 0,02. Размещают поля фильтрации вдали от геодезических пустот и мест питания водоносных слоев.
Сточные воды на поля фильтрации поступают после их отстаивания и освобождения от жира и масел, яиц гельминтов, взвешенных частиц, что снижает возможность заиливания почвы и ее биологического загрязнения.
Очистка сточных вод на полях фильтрации происходит в два этапа:
- Задерживание в фильтрующем слое почвы коллоидных и взвешенных частиц, а также микроорганизмов. Их накопление зависит от поглотительной способности грунта.
- Образование биопленки и последующее окисление органических веществ. Отмершие микроорганизмы и минеральные вещества формируют гумусовый слой.
Формирование биопленки идет последовательно и занимает промежуток времени от полугода до года. В этот период стоки обеззараживаются и могут отводиться в открытые водоемы.
Сточные воды перед поступлением на поля фильтрации следует выдерживать в отстойнике не менее 0,5 часа.
Отвод очищенных сточных вод
При низкой поглотительной способности грунтов на полях фильтрации и полях орошения устраивают водоотводящую сеть, которая включает в себя дренаж, сборные сети, отводящие линии и выпуски.
Дренаж удаляет из почвы излишки влаги и насыщает ее воздухом, который необходим для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, участвующих в окислительном процессе. При залегании грунтовых вод на глубине менее полутора метров организация дренажа обязательна.
Дренаж может быть выполнен в виде открытых (для песчаных и супесчаных почв) осушительных канав или закрытых (суглинки, глины) дренажных систем.
Возможные недостатки
Применение почвенных методов очистки сточных вод имеют и негативные последствия:
- накопление в почве биологически не разлагаемых соединений;
- проникновение со стоками веществ, отрицательно влияющих на почвенные биоценозы;
- высокая стоимость земельных участков вблизи селитебных (жилых) зон;
- поля фильтрации требуют регулярного (раз в 5 - 8 лет) обслуживания, замены или промывки щебня, а иногда и примыкающего грунта.
Таким образом, поля орошения и поля фильтрации как метод естественной доочистки сточных вод не всегда могут конкурировать с сооружениями искусственной биологической очистки.
