В каких случаях строительство локальных очистных сооружений хозяйственно-бытовой канализации становится необходимым
Что лучше: подключение к централизованной канализации или ЛОС?
Ответ однозначен — центральная канализация лучше! Во всех отношения! (Как минимум, потому, что не требует эксплуатации, а, в случае технических сбоев, на объекте не возникает неприятный запах. И не требуется выделять земельный участок под размещение очистных — экономия полезно используемой территории объекта.)
Так что если есть возможность подключения (за разумные деньги) — однозначно стоит выбрать централизованную канализацию!
Проблема в том, что на многих объектах жилой и промышленной застройки (на которых живет или/и работает большое количество людей) подключение к централизованной системе канализации бывает, либо невозможно технически (по широкому спектру причин), либо стоимость его кратно превосходит стоимость строительства собственных ЛОС для объекта, даже с учетом стоимости необходимого для этого земельного участка.
При этом любой объект, на котором работают или живут люди обязан быть оборудован санитарными комнатами, а значит и хозяйственно-бытовой канализацией.
По очевидным причинам, сброс стоков такой канализации без очистки, во-первых, запрещен законодательно (по гигиеническим и экологическим соображениям), во-вторых, и практически невозможен — из-за сильного запаха таких стоков.
В этом случае создание в границах объекта локальных очистных сооружений вод хозяйственно-бытовой канализации становится неизбежной необходимостью.
Исключением может быть лишь небольшой объект, с небольшим количеством таких стоков, — тогда появляется альтернатива вывоза стока, вместо его обработки. Но при этом все равно необходимо сооружение приемно-накопительной емкости. А в отношение этой емкости будет дейстовать заметная доля санитарных правил, относящихся к очистным сооружениям, и такую емкость необходимо запроектировать (и пройти экспертизу) в сответствие с этими правилами, как и в случае ЛОС.
Строительство ЛОС (или приемной емкости бытовых стоков) сопряжено с учетом целого ряда специфических технических, гигиенических, законодательных норм и ограничений (будут обсуждатья ниже в настоящей статье), которые необходимо принимать во внимание на самой ранней стадии проекта: предпроектного нализа на предмет корректной «посадки» сооружений на генеральном плане объекта.
Если планируется также возведение и собственного Водозаборного узла (достаточно частая ситуация при отсутствии возможности подключения к централизованным коммуникациям), то «посадку» обоих сооружений на ген.план надо выполнять согласованно, чтобы обеспечить соответствие всем санитарным и законодательным нормам, и иметь возможность согласовать проект и получить разрешение на строительство (обоих сооружений: как ЛОС, так и ВЗУ).
Пренебрежение санитарными нормами и экологическим законодательством может привести к запрету эксплуатации системы и даже закрытию объекта.
Устройство и принципы работы очистных сооружений хозяйственно-бытовой канализации. Типовая технология биологической очистки
Хозяйственно-бытовые сточные воды на разнообразных объектах близки по своему составу, т.к. образуются в процессе типовых процессов жизнедеятельности человека (мытье, стирка, туалет и т.п.).
Поэтому практически все сооружения такого рода однотипны по технологии: в основе системы лежит биологическая очистка стока, — с некоторыми вариациями в зависимости от масштаба и особенностей конкретного объекта.
Размер очистных сооружений, особенности объекта, специальные требования по глубине очистки обуславливают конструктивное исполнение, размер и состав камер блоков биологической очистки, а также выбор блоков предварительной обработки стока и финишной обработки стока (до и после биологической очистки, соответственно).
В общем виде, система представляет из себя последовательность технологических блоков, которой предшествует система приема, накопления и/или усреднения стока для стабилизации (как по потоку, так и по составу) подачи стока: это резервуары, КНС, распределительные колодцы.
Биологическая очистка относится к классу систем, функционирование которых существенно зависит от стабильности характеристик потока исходного стока!
После системы очищенный сток не всегда сразу направляется на сброс: иногда сток используют повторно для разного рода технических задач (например, полив газонов, мойка автомобилей и т.п.) или производят глубокую доочистку. В таких ситуациях после системы также могут устнавливаться система накопительных резервуаров, колодцев, КНС — в зависимости от решаемой задачи.
Необходимо также отметить, что системы очистки стока в основном производят безнапорными и самотечными, поэтому существенную роль при проектировании системы (как ее расположения на ген.плане, так и всех ее частей) играет рельеф местности. Особенности рельефа оказывают существенное влияние на ее состав, капитальные и эксплуатационные затраты.
Таким образом, в общем случае, система имеет следующий состав.
- Система приема, накопления, усреднения и перекачки исходного стока.
- Предварительная очистка стока.
- Биологическая очистка.
- Финишная очистка стока.
- Инфраструктура накопления и перекачки очищенного стока.
Мы начнем рассматривать систему с биологической очистки — центрального звена, всей установки, а затем рассмотрим остальные, вспомогательные системы.
Биологическая очистка стока
Биологическая очистка должна решать 3 основных задачи:
- Очистка стока от органических соединений
- Очистка стока от соединений азота (органического азота, аммония, нитратов и нитритов)
- Очистка стока от соединений фосфора (органического фосфора и фосфатов)
Принцип работы систем биологической очистки следующий.
Сточная вода последовательно протекает через ряд камер, где созданы условия для роста различных типов микроогранизмов (анаэробных и аэробных).
Микроорганизмы используют примеси, содержащиеся в стоке для питания, включая их в свой обмен веществ.
В результате, бактерии расщепляют органические молекулы до простых неорганических соединений: в основном углекислоту, воду.
Соединения азота преварщаются в газообразный азот.
При этом цепочка био-химических реакций достаточно длинна, и разные типы микроорганизмов осуществляют разные типы химических превращений (реализуют разные части этой цепочки), поэтому применением одного типа бактерий, в одной камере системы, не возможно получить требуемый конечный результат — полную очистку. Этим и объясняется проведение биологической очистки в несколько ступеней, в разных камерах, с разными условиями, способствующиеми росту определенных групп бактерий.
Последовательность камер, в общем случае, следующая
- Первичный отстойник
- Анаэробная камера
- Аэробная камера 1
- Аэробная камера 2
- Вторичный отстойник
При этом любопытно, что анаэробная камера, хотя расположена в голове системы по потоку, — технологически является последней стадией очистки стока. Перенос сточной воды в нее с хвоста системы осуществляется за счет системы рециркуляции.
Почему система орагнизована именно так, мы обсудим в разделе про Денитрификацию.
Рециркуляция же заслуживает отдельного обсуждения, потому что выполняет важнейшую роль в устройстве системы биологической очистки — ее функционал не ограничивается обеспечением денитрификации. Корректный расчет и исполнение данного контура установки критически влияет на работоспособность системы в целом.
Поэтому рециркуляции стока в системе биологической очистки мы посвятим отдельный раздел.
Аэробная очистка стока в аэротэнках. Расщепление органических загрязнений
Одна и более камер в системе билогической очистки подвергается интенсивной аэрации: в нижнюю часть камер через специальные распределители подается воздух. Распределители (аэраторы) разбивают поток воздуха на мелкие пузырьки и распределяют пузырьки по всему сечению камеры.
В результате, во-первых, вода насыщается кислородом, необходимым для аэробных бактерий, во-вторых объем воды активно перемешивается, и во взвешенном состоянии поддерживается какое-то количество активного ила (т.е., колоний бактерий, осуществляющих очистку).
Бактерии расщепляют органические соединения, содержащиеся в стоке, а атомы азота, входящие в состав органических молекул, высвобождаются в воду в форме аммония.
Для интенсификации биохомических процессов, камеры аэротэнков могут оснащаться различного вида «загрузками». Хотя по исполнению и форме загрузки сильно разняться (ершовые загрузки, плавающие загрузки, погружные блоки), смысл их применения один и тот же: загрузка создает внутри камеры развитую поверхность, на которой живет пленка из микроорганизмов, и сточная вода активнее контакирует с бактериями (увеличивается эффективное число соударений единичного объема стока с биомассой). Это приводит к увеличению «эффективной концентрации» бактерий в стоке и, соответственно, скорости химических реакций очистки — которые растут, как известно, пропорционально эффективной концентрации.
Аэробная очистка стока в аэротэнках: Нитрификация
Одной из важных задач очистных сооружений является превращение органического азота и аммония в стоках в газообразный азот воздуха.
Полное превращение органического азота в газообразный не может быть достигнуто использованием только одного вида бактерий: требуется последовательная обработка несколькими группами микрорганизмов, в которой каждый тип бактерий выполняет часть реакций общей цепочки превращений.
Процесс протекает в 3 стадии:
- 1. Расщепление органических молекул и высвобождение связанного в них органического азота.
- 2. Нитрификация — окисление аммонийных соединений азота до нитритов, а затем нитратов.
- 3. Денитрификация — восстановление нитратов до газообразного азота.
Первый этап осущетвляют бактерии, расщепляющие органические соединения в головных аэрационых камерах, высвобождая азот связанный в органических молекулах, в воду в аммонийных формах (процесс рассмотрен в предыдущем разделе).
Нитрификацией называется процесс превращения аммония, высвобожденого из органических молекул в первых камерах аэротэнков, в нитриты и нитраты.
Данный процесс реализуют бактерии, живущие в хвостовых камерах аэротэнков. Условия в них отличаются от первых камер: прежде всего, это иной состав и заметно меньшая концентрация органических веществ в стоке — что способствует развитию именно нитрифицирующих групп бактерий.
Также стоит отметить, что для процесса нитрификации требуется поддержание определенного значения pH воды, а в процессе нитрификации выделяется кислота и, соответственно, расходуется щелочность воды на ее нейтрализацию.
Поэтому нередко на аэраторы последних камер помещается загрузка материала, поддерживающего щелочность воды и ее pH в необходимых пределах (например, доломит).
В качестве промежуточных продуктов очистки стока при его нитрификации образуются нитриты и нитраты, — сброс которых строго регламентирован. Поэтому процесс нельзя завершить на этой стадии и необходимо дальнейшее превращение — денитрификация стока.
Анаэробная очистка: Денитрификация
Восстановление нитритов и нитратов до газообразного азота выполняют анаэробные бактерии. Условием их роста является относительно малое количество кислорода в воде (для угнетения конкурирующей аэробной микрофлоры), наличие низкомолекулярных органических веществ для питания, и, конечно, наличие нитритов / нитратов в воде.
Последние камеры аэротэнков, очевидно, совершенно непригодны для денитрификации (много кислорода и мало питательных веществ), поэтому в состав системы включается анаэробная камера.
«Хитрость», при этом, заключается в том, что располагается она не после аэротэнка, а до него, а вода из хвостовой части аэротэнка рециркулируется на вход этой секции, в «голову» процесса.
Смысл такого устройства в том, что после аэробной обработки вода бедна питательными веществами и богата кислродом, и денитрификация в такой воде не пойдет. Смешав же воду с исходным стоком мы добавляем в нее питательные вещества, а отсутствие подачи кислорода ингибирует размножение аэробной микрфлоры, которая быстро «доедает» оставшийся в воде растворенный кислород, и в анаэробных условиях запускается процесс денитрификации.
Очевидно, что поскольку проводится рециркуляция лишь части стока, то концентрация нитратов и нитритов снижается частично, глубокой очистки от них не происходит. В большинстве случаев, этого и не требуется: необходимо лишь достичь ПДК по данным загрязнителям.
В тех же случаях, когда необходимо осуществить глубокую очистку — на хвосте системы биоочистки устанавливается вторая анаэробная камера, в которую специально дозируются питательные вещества для анаэробных бактерий, выполняющих денитрификацию, т.к. естественные нутриенты исходного стока все уже съедены в аэробных камерах.
Система анаэроб-аэроб-анаэроб, очевидно, дороже и в эксплуатации, и в строительстве (по сравнению с классической анаэроб-аэроб), но обеспечивает более глубокую очистку, в тех случаях, когда это необходимо.
Такой тип систем чаще применяется на промышленных предприятиях / площадках, когда идет биологическая очистка промышленного стока, или смеси хозяйственно-бытового и промышленного стоков.
Рециркуляция стока и активного ила внутри системы биологической очистки
Как было сказано выше, система рециркуляции стока играет важнейшую роль в системе биологической очистки. Точнее, несколько ролей.
- Подача стока из хвостовой части аэробных блоков в «голову» анаэробной камеры на смешение с исходным стоком для денитрификации стока.
- Перекачка активного ила в голову процесса для смешения со «свежим» стоком. Смешение исходного стока с «активным веществом», осуществляющим все био-химические превращения — колониями микрорганизмов в иле — обеспечивает быстрый запуск необходимых реакций, поддерживает необходимую скорость процессов.
- Разбавление исходного стока (богатого органическими соединениями), стоком после аэробной очистки (обедненного органикой) обеспечивает необходимое разбавление и стабилицацию состава стока, подаваемого на очистку.
Система биологической очистки не может эффективно функционировать без рециркуляции!
Системы, в который такая рециркуляция отсутствует часто называют «септиками» — они выполняют лишь частичную очистку стока, после которой сток должен доочищаться в почве. Применимость таких систем ограничена, в основном, небольшими производительностями, — применяются, главным образом, для частных домов и минигостиниц.
Технически, рециркуляцию обеспечивают эйрлифтами (разновидность струйного насоса) или специальными насосами.
Эйрлифты прекрасно подходят для данной задачи по своим характеристкам и недороги в исполнении, а сжатый воздух (или воздуходувки) обязательно присутсвуют на биологической очистке для целей аэрирования — поэтому в большей части систем рециркуляцию обеспечивают именно эйрлифтами.
Очистка стока от фосфатов
В типовом случае, при корректной эксплуатации биологических очистных сооружений, проблема фосфатов не возникает: удаление из стока происходи за счет связывания их в активном иле, и, при своевременной откачки избытков последнего, фосфаты уходят из системы.
Однако, при некорректной работе (при накоплении и разложении активного ила в системе, сопровождающемся выходом фосфатов из ила назад, в воду), или привысоком содержании фосфатов в исходном стоке, может возникунть ситуация постоянного или периодического превышения ПДК по фосфатам в очищенном стоке.
В этом случае проблема может быть решена на стадии финишной очистки (см. ниже).
Предварительная очистка стока
На сооружениях малого и среднего масштаба первая камера системы биологической очистки (первичный отстойник), как правило, выполняет функцию простейшего отстойника, тем самым обеспечивая предварительную гравитационную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод от тяжелых и легких механических примесей.
При налчии КНС, мусорная корзина последней, по сути, также выполняет роль грубого фильтра, а лопасти насосов гоммогенизируют исходный сток.
На крупных объектах, или объектах со сложным составом стока (харкатерно для производственных объектов, смешивающих хозяйственно-бытовой сток с промышленным) перед биологической очисткой может применяться более сложная и дорогогая предварительная механическая и/или физико-химическая очистка стока в различном исполнении (например, жироловки, решетки различного типа, флотаторы и т.п.).
Финишная очистка стока после биологической очистки
Разнообразие финишной обработки стока после биологической очистки велико и определяется:
- Задачей: сброс или повторное использование очищенного стока,
- Особенностями состава исходного стока,
- Требованиями к качеству очищенного стока.
Мы рассмотрим несколько распространенных случаев
- Классическая типовая система очистки хозяйственно-бытового стока
- Устранение повышенного содержания фосфатов в очищенном стоке
- Глубокая доочистка: Высокие отраслевые и/или корпоративные требования к качеству очищенного стока для сброса или повторного использования, или сложый сотав исходного стока (например, смешанный с производственным)
- Мембранный биореактор (МБР)
Типовая схема доочистки стока после биологической очистки
Для броса очищенного стока после биологической очистки необходимо решить 2 задачи:
- очистить сток от частичек взвешенного активного ила
- произвести контрольное обеззараживание стока
Первая задача решается отстаиванием стока после последней аэрационной камеры в одельной секции — вторичном отстойнике. Частицы ила оседают на дно отстойника.
Иногда дополнительно применяется простейшая контрольной фильтрация, например плавающей загрузкой, для предотвращает выноса активного ила из отстойников в случае колебаний потока.
Контрольную бактерицидную обработку обычно осуществляют безнапорными ультрафиолетовыми лампами, устанавливаемые в отельный специальный хвостовой отсек системы. Это более экологически дружественная технология по сравнению с дозированием биоцидов.
Доочистка от повышенного содержания фосфатов в стоке
Обычно, биологическая оочистка позволяет получить содержание фосфатов в пределах ПДК. Фосфаты связываются в активном иле, и при удалении избыточного ила, соответственно, удаляются и фосфаты.
Однако, процесс этот довольно «тонок»: при накоплении избыточного ила, и в анаэробных камерах ил может разлагаться с обратным выделением фосфатов в воду.
В ряде случаев «гладкой» работы системы по фосфатам достичь не удается, или их содержание в исходном стоке выше обычного, или предъявляются более жесткие требования по остаточным фосфатам в очищенном стоке.
В любом из этих случаев проблема удаления фосфатов может быть решена флотацией.
При флотации в сток после биологической очистки подается коагулянт, при взаимодействии с которым фосфаты переходят в нерастворимую форму, выпадают в осадок и удаляются вместе с флотошламом.
Глубокая доочистка стока
В некоторых случаях Заказчику требуется глубокая доочистка стока. Для такой доочистки может применяться любая комбинация технологий современной водоподготовки, позволяющая достичь результата необходимого Заказчику.
Это может быть и осветление, и напорная фильтрация, и мембранная очистка: ультрафильтрация и/или обратный осмос и другие методы.
Технологии водоподготовки мы рассматриваем более подробно в отдельной статье.
Здесь же отметим, что комбинация обратного осмоса с ультрафильтрацией достаточно популярны у промышленный предприятий, т.к. гарантируют высокое качество очищенного стока, который затем может быть как направлен на сброс в рыбо-хозяйственные водоемы, так и уверенно использоваться для различных технических нужд.
В отношении повторного использования воды из очищенного стока, необходимо помнить, что, в целях безопасности, запрещено повторное использование для пищевых и фармацевтических нужд — только для технических.
Впрочем, многие предприятия и жилые комплексы потребляют немало воды на технические нужды (полив газонов, тротуаров и дорожных покрытий, мойка автомоблей, подпитка градирен и т.п.) , так что повторное использование стока обеспечивает, как минимум, ресурсосбережение, а, в ряде случаев, и положительный экономический эффект.
Мембранный биореактор (МБР). Преимущества и недостатки
Одним из передовых вариантов исполнения очистных сооружений, комбинирующих в одном блоке биологическую очистку (аэробную), тонкую финишную барьерную фильтрацию и обеззараживание, является Мембранный БиоРеактор (МБР).
В МБР в хвостовую аэробную камеру погружается блок безнапорных ультрафильтрационных мембран, и эффлюэнт (очищенный сток) всасывается через мембраны вакуумным насосом.
Диаметр пор в ультрафильтрационных мембранах меньше размера бактериальных клеток, поэтому ультрафильтрация одновременно гарантирует и механическую очистку, в том числе от коллоидных взвесей, и обеззараживание стока: два в одном.
Примущества МБР
- дает эффлюэнт (очищенный сток) очень высокого качества
- занимает минимальную площадь, — как за счет комбинации блоков в одном объеме, так и за счет большей скорости и эффективности очистки, следовательно, меньшего размера самих камер. Это дает экономию на стоимости земли и строительстве.
Недостаток МБР — более высокая стоимость технологического оборудования и его эксплуатации.
Поэтому, в общем случае, при выборе между классической технологией и МБР требуется комплексная экономическая оценка: экономия на строительстве и территории — против удорожания оборудования и эксплуатации.
Есть объекты, на которых достоинства МБР играют решающую роль: малая площадь под установку МБР, или/и глубина очистки эффлюэнта являются критическими и решающим фактором выбора.
Например, на существующем земельном участке классические очистные просто не помещаются.
Или планируется глубокая доочистка стока со стадией ультрафильтрации — тогда МБР будет просто выгоднее экономически, и надежнее технически, чем отдельностоящая ультрафильтрация.
В настоящее время, МБР распространены в мире, и в России, достаточно широко.
МБР на керамических мембранах
Как уже упоминалось, недостатком МБР на полимерных мембранах может быть более дорогая стоимость эксплуатации (по сравнению с традиционными системами): полимерные мембраны периодически рвутся и требуют ремонта или замены.
Однако, в настоящий момент, в мире разработан целый ряд керамических мембран. По стоимости они несколько дороже полимерных, но их производство постоянно развивается и удешевляется, и, в настоящий момент, разница в цене уже не существенна в общей стоимости системы.
Современные керамические ультрафильтрационные мембраны обладают сроком службы сравнимым со сроком службы очистных сооружений в целом (десятки лет), так что недостаток повышенных эксплуатационных издержек МБР в настоящее время уже может быть преодолен — применением корректно подобраных, современных керамических мембранных элементов.
(Наша компания поставляет уникальные по соотношению цены и эксплуатационных характеристки мембранные элементы из особого вида керамики.)
Накопление, усреднение и перекачка стока
Системы очистки стока редко устанавливаются сами по себе: как правило, им предшествует система накопительных и/или усреднительных емкостей, распределительных колодцев, КНС (канализационных насосных станций) задача которых принять сток и выровнять его поток на блоки биологической очистки: как по скорости потока, таки по составу. (Системы биологической очистки относятся к классу технологий, чувствительных к постоянству исходной воды по составу и потоку!).
Поскольку системы очистки стока часто безнапорно-самотечные, данные конструкции особенно ответственны и критичны для беспроблемной работы системы в целом, и должны быть четко увязаны с рельефом местности и планировкой очистных сооружений.
К расчету данных систем следует относится внимательно, еще и потому, что, с одной стороны, их неверное исполнение может привести к сбоям и даже неработоспособности системы очистки в целом, а, с другой, данные системы потребуют, как выделения под них территории, так и капитальных затрат на их строительство.
Поэтому в интересах Заказчика очистных сооружений, чтобы расчет и проектирование этих систем были выполнены максимально профессионально: исходя из принципа «необходимо и достаточно».
На выходе системы очистки стока, в зависмости от рельефа и дальнейшей «судьбы» стока, также могут требоваться различные дополнительные сооружения: КНС, накопители, дренажные трубопроводы и т.п.
Как минимум, если стоки сразу направляются на сброс, нужно правильно запроектировать и проложить сбросной коллектор.
Конструктивные материалы, варианты и особенности исполнения очистных сооружений
Существует множество конструктивных исполнений ЛОС хозяйственно-бытовой канализации.
Сооружения делятся на 2 класса:
- под закопку в грунт,
- наземные.
Этот выбор делается исходя из особенностей объекта, климатических условий, требований к глубине очистки (соответственно, состава полной технологичсекой цепочки) и т.д.
Для ЖКХ жилых комплексов в средней полосе России чаще всего используются закапываемые очистные: это оптимизирует стоимость, очистные не видны над поверхностью, подогреваются естественным образом геотермальным теплом (не требуют теплоизоляции корпуса и/или его подогрева для предотвращения замерзания). Над поверхностью остаются только сервисные люки и небольшой блок с компрессорным оборудованием.
При сооружении заглубленных локальных очистных сооружений особенно важным элементом работы являются предпроектные геологические изыскания. Состав грунтов, положение и колебания уровня грунтовых вод будут оказывать существенное воздействие на строительные и конструкционные решения.
Рельеф местности также играет большую роль для самотечных закапываемых систем.
На промышленных объектах и на севере (в условиях вечной мерзлоты, в которую закапывать сооружения и трудно, и, в большинстве случаев, не имеет смысла) чаще используют утепленные надземные сооружения: здания или контейнеры.
Такое исполнение упрощает установку, обслуживание, ремонт.
Для сооружений малого и среднего масштаба возможно контейнерное исполнение делает такие сооружения еще и «мобильными»: перенести их на другое место, в случае необходимости, гораздо проще, чем в случае заглубленных сооружений, или систем смонтированных в быстровозводимом задании.
Конструкционные материалы очистных сооружений
Корпусы, КНС и емкостное оборудование очистных сооружений могут выполняться из
- стали,
- стеклопластика,
- полиэтилена.
- Железо-бетона
Для масштабных очистных сооружений хозяйственно-бытовоых сточных вод (например, городских) основной конструктив отливается из железобетона.
Для небольших систем (до 4000 м3/сутки) наиболее популярны стальные ЛОС, т. к. они наименее требовательны к условиям монтажа, обладают высокой ремонтопригодностью, и строительным организациям проще работать с ними.
К достоинствам решений из пластика можно отнести корозионную стойкость, т. е. больший срок службы. Для изготовления ЛОС главным образом применяются 2 типа пластика: композитный стекло-пластик и полиэтилен.
- Стеклопластик очень прочен, но его модификация и ремонт относительно сложны.
- Полиэтилен легко режется и сваривается, и, в этом смысле, сходен со сталью по возможности модифицирования и ремонтопригодности. Но полиэтилен существенно менее прочен по сравнению и со стеклопластиком, и со сталью, что, при строительстве ЛОС, заглубляемых в грунт, налагает ограничения на глубину закопки и обуславливает высокие требования к качеству работ строительной организации, осуществляющей закопку сооружений ЛОС в грунт.
На практике, именно последний фактор обуславливает малую распространенность полиэтиленовых очистных и колодцев: многие строительные организации не имеют необходимой квалификации для работы с ними. Хотя крупные коллекторы из этого материала уже распространены достаточно широко (как и напорные водяные и газовые трубопроводы).
В случае надземных контейнерных решений есть возможность совместить достоинства разных типов материалов: наружный контейнер выполнен из стали, обеспечивая конструктивную прочность и удобную транспортировку (в том числе, есть специальные исполнения контейнеров повышенной прочности, для тяжелых условий эксплуатации, сложных и/или регулярных транспортировок и т. п.), а внутренние части, контактирующие со стоками и подверженные коррозии в максимальной степени — выполняются из пластика.
(Наша компания разрабатывает и выпускает такие очистные сооружения, в том числе, в спец.исполнениях.)
Особенности проектирования очистных сооружений хозяйственно бытовой канализации
«Тонкости» проектирования локальных очистных сооружений хозяйственно-бытовой канализации кроются, прежде всего, в 3-х основных областях:
- Правильном расположении очистных сооружений на генеральном плане объекта;
- Обосновании сокращения Санитарно-Защитных Зон;
- Прохождении экспертизы проекта, получении разрешительной документации и согласований гос.органов;
- Исполнении очистных в варианте, не только соответствующем типу объекта, его местоположению и особенностям работы, но и в максимальной степени учитывающем интересы Заказчика объекта (которые заключаются в минимизации, с одной стороны, проблем, а, с другой стороны, капитальных затрат на объект — грамонтые проектные решения могут решить эту задачу, — пример приведен ниже)
Очистные сооружения (даже для хозяйственно-бытовых сточных вод) — экологически «агрессивный» объект, и законодательно обязан иметь санитарно-защитные зоны и отдельную, обустроенную территорию.
В связи с этим есть также ряд законодательных ограничений на относительное расположение ЛОС и других инфраструктурных объектов, например Водозаборных узлов (ВЗУ). Эти меры предусмотрены для исключения попадания фекального стока, например, в артезианские скважины и/или подземные резервуары, — даже в случае серьезной аварии на очистных сооружениях.
«Посадку» очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод на генеральный план объекта следует делать одновременно и согласованно с «посадкой», например, ВЗУ (Водо-заборного узла), т. к. эти объекты налагают ограничения на относительное положение друг-друга. Выполнять эту работу должны специалисты, знающие, как минимум, нормативную базу по санитарно-защитным зонам и зонам санитраной охраны. В противном случае может оказаться, что выбранные места расположения инфраструктуры неприемлемы с точки зрения законодательства и экспертиза не даст положительного заключения на проект, что не позволит получить разрешение на строительство, или, что хуже, приведет к конфликту с надзорными органами на уже построенном объекте.
Также необходимо, сообразуясь с рельефом и окружением объекта, выбрать и согласовать точку сброса (желательно не слишком удаленную от очистных, и позволяющую производить сброс самотеком — иначе потребуются затраты на создание выпускного коллектора с канализационной насосной станцией (КНС), поворотными колодцами и т.п.).
Помимо ограничений на относительное расположение ЛОС и ВЗУ, создание санитарных зон и близости приемлемой точки сброса, следует также располагать ЛОС на максимальном удалении от жилых построек и сообразовываться с розой ветров: правильно построенные и корректно эксплуатируемые очистные сооружения не создают запахов, но никто не застрахован от технических сбоев, особенно в начальный этап заселения жилой застройки, когда фактические условия на объекте неблагоприятны для работы очистных: людей живет мало, проходит много ремонтов помещений (и, не смотря на все увещевания, в бытовую канализацию смываются строительные отходы и большие количества бытовой и строительной химии), служба эксплуатации еще не имеет опыта работа на данном конкретном оборудовании, или попросту еще не сформирована. Например, ни один застройщик жилой недвижимости не заинтересован в распугивании потенциальных покупателей на объекте неприятным запахом с еще не вышедших на стационарный режим очистных сооружений.
Наша организация старается максимально «страховать» наших Заказчиков на данном этапе жизненного цикла объекта, помогая Заказчику поддерживать ЛОС в рабочем состоянии и без запаха, несмотря на тяжелые условия работы очистных сооружений хозяйственно-бытовой канализации в этот период.
Для решения задачи «безболезненной» эксплуатации очистных сооружений в переходных режимах, важным фактором является проектная компоновка системы. Кроме самых маленьких сооружений, ЛОС следует выполнять в несколько параллельных линий, чтобы иметь возможность вводить сооружения в эксплуатацию в несколько очередей, по мере роста заселенности объекта и увеличения нагрузки на очистные.
Такое решение также создает резервирование, возможность ремонта отдельных линий без остановки всех сооружений, и (!) возможность увеличения мощности очистных при расширении застройки территории без повторных затрат времени и денег на согласования и перепроектирование (что актуально на ряде объектов жилой застройки, застраиваемых и сдаваемых очередями, а также на развивающихся промышленных предприятиях, вводящих в эксплуатацию новые корпуса и линии). В этом случае проект выполняется на максимальную мощность, с запасом, а реально строиться только часть сооружений необходимой в данный момент мощности, что позволяет не производить лишние капитальные затраты на начальном этапе строительста.
Такой экономичный по кап.затртам и инвестициям вариант строительства ЛОС возможен, если проектная документация изначально создается так, что предусматривает «очередный» порядок строительства и ввода в эксплуатацию очистных сооружений.
Санитарно-защитные зоны (СЗЗ)
Любые очистные сооружения в обязательном порядке должны иметь санитарно-защитную зону: это «пустая» территория вокруг очистных сооружений, назначение которой служить защитным «буфером» между очистными сооружениями и окружающей застройкой (жилой, промышленной, коммерческой) от потенциальных загарязнений, а также, например, при аварийном разливе стока.
Размер СЗЗ определяется в соответствие с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитиые зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» в зависимости от типа и размера очистных сооружений (нормативы для очистных сооружений канализации приводятся в разделе 4.5.).
СЗЗ в обязательном порядке должна быть обустроена, озеленена, огорожена информационными знаками.
При этом в сантиарно-защитной зоне не допускается размещение парков — эту территорию нельзя использовать для рекреационных и жилых объектов. Проект зон СЗЗ должен содержать (помимо нормативного и расчетного обоснования размера защитной зоны) так же и проект ее обустройства: технически обоснованного и выполненного в соответствие с санитарными правилами.
Очистные сооружения и их СЗЗ не должны пересекаться с поясами и полосами санитарной охраны, например, источников водоснабжения (Водозаборов) и магистральных водопроводов.
В том числе по этой причине «посадку» очистных сооружений следует производить комплексно, вместе с другими инфраструктурными объектами (например, Водозаборным узлом), чтобы исключить конфликты между санитрно-защитными зонами и поясами санитарной охраны, что не позволит пройти экспертизу и получить разрешение на строительство этих объектов.
Зоны санитарной защиты, как и пояса санитарной охраны, могут быть обосновано сокращены — для этого выполняются соответствующие отдельные разделы проектов, которые также должны пройти экспертизу.
Правовое регулирование и поднадзорность
Проектирование и строительство очистных сооружений канализации должно выполняться в соответствие с СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения.» (актуализированный СНиП 2.04.03-85), а также с учетом СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитиые зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов».
Для Заказчика объекта последний документ важнее, т.к. существенно влияет на планировочные решения объекта в целом (документ не очень большой, мы рекомендуем с ним ознакомиться).
Соответственно, с точки зрения проверок контрольно-надзорных органов, очистные сооружения, в первую очередь, будут поднадзорны Роспортебнадзору.
Также объект может проверять и Экологический надзор.
Лучшей «защитой» от таких проверок (помимо, конечно, корректно эксплуатирующихся и качественно построенных очистных сооружений) является грамотно выполненная, в должном объеме (по постановлению №87 Правительства РФ) проектная документация, прошедшая экспертизу. Качественный проект снимает большую часть, как технических, так и регуляторных вопросов.
Соответственно, Заказчику, нанимая проектную организацию для очистных сооружений, следует удостовериться, что она владеет специальной нормативной базой для такого рода инженерных объектов, чтобы не возникло проблем на этапе прохождения экспертизы, или, что хуже, не выяснилось несоответствие санитраным правилам уже построенного объекта.
Это может привести к большим штрафам, принудительной реконструкции и даже, в худшем случае, закрытию объекта.
В заключение, приведем выдержку из СНиП, утверждающую необходимость профессионального подхода к проектированию и строительству очистных сооружений.
«Обязательным условием современного промышленного проектирования является внедрение передовых ресурсосберегающих, безотходных и малоотходных технологических решений, позволяющих максимально сократить или избежать поступлений вредных химических или биологических компонентов выбросов в атмосферу, почву и водоемы…»
Выводы
Строительство ЛОС еще на этапе предпроекта требует серьезной подготовительной работы со стороны специалистов, знающих применимую законодательную базу и технические особенности таких инфраструктурных объектов, как ЛОС и ВЗУ.
Поэтому следует как можно раньше привлечь к работе специализированную проектную организацию, владеющую спецификой строительства данного типа объектов.
Необходим тщательный анализ условий конкретной местности, качественные изыскания, — поскольку ошибки, сделанные, на этом, предпроектном, этапе, позже исправлять будет дорого, если вообще возможно.
Аккуратная реализация проекта на этапе строительства также важна для любого типа ЛОС (строить надо строго по проекту!), и критична если речь идет о сооружениях из пластика. “Случайные” отступления от проекта свойственные некоторым строительным организациям, в случае ЛОС могут иметь очень серьезные технические и финансовые последствия для Заказчика, т.к. такие объекты являются поднадзорными.
В следующем разделе приводится полный перечень работ, необходимых для создания локальных очистных сооружений канализации.
Заключение: перечень работ, необходимый для строительства ЛОС. Работы выполняемые нашей организацией
Перечень работ для создания локальных очистных сооружений хозяйственно-бытовой канализации
- Предпроектные изыскания, анализ возможностей сокращения СЗЗ
- Согласованная «посадка» очистных на генеральный план
- Разработка проекта в соответствие с требованиями постановления №87 Правительства РФ
- Прохождение экспертизы проекта
- Получение согласований и разрешения на строительство
- Изготовление обрудования
- Общие и специальные строительные работы, монтаж оборудования
- Пуско-наладка и вывод очистных на рабочий режим
- Ввод в эксплуатацию и обучение персонала
Какие работы выполняет наша компания
Нашей организацией накоплен значительный опыт проектирования и строительства ЛОС в разных исполнениях и материалах, на всех этапах сооружения объекта, и полностью «под ключ».
Как проектная организация, мы можем выполнить весь проект очистных сооружений, или помочь сделать корректную «посадку» очистных сооружений на ген.плане, выполнить согласование зон санитарной защиты (обоснование и согласование их сокращения при необходимости), а также обеспечить (сопроводить) прохождение экспертизы проекта, получение разрешения на сброс и разрешения на строительство.
Для больших и нестандартных задач расчеты и подбор оборудования производится индивидуально, после сбора исходных технических данных, геологических изысканий.
Наша компания рассчитывает, проектирует и производит очистные сооружения хозяйственно-бытовой канализации и сопутствующее оборудование (КНС, колодцы) из стали, стеклопластика, полиэтилена и железобетона.
Для сравнительно небольших и стандартных задач, мы предлагаем ряд типового оборудования (которое может применяться, например, для небольших поселков, малоэтажной застройки, и городских микрорайонов, для бытовой канализации производственных площадок и т.п.). Наши специалисты помогут Вам выбрать правильный комплект оборудования, подскажут, на что обратить внимание при монтаже и, при необходимости, выполнят для Вас расчеты и те или иные разделы проектной документации.
Также мы предлагаем создание ЛОС «под ключ»: проектирование, производство оборудования, строительство (ген. подряд) очистных сооружений хозяйственно бытовой канализации — вместе со всей сопутствующей обвязкой и сооружениями, поставкой технологического оборудования, КНС, колодцев, трубопроводов и пр., далее монтаж или шеф-монтаж, общестроительные работы, инженерный надзор, пуско-наладка, и все прочие работы «под ключ», включая предпроектные изыскания, получение всей разрешительной документации и ввод в эксплуатацию.
