КАНАЛИЗАЦИЯ

МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ очистки СТОЧНЫХ ВОД

Методы почвенной очистки сточных вод основаны на способности самоочищения почвы; осуществляется такая очистка на полях ороше­ния или на полях фильтрации.

Полями орошения называются специально подготовленные и спла­нированные земельные участки, предназначенные для очистки сточных вод и для выращивания на них сельскохозяйственных культур.

Если земельные участки предназначаются только для очистки сточных вод, они носят название полей фильтрации.

Очистка сточных вод в обоих случаях происходит в результате со­вокупности сложных физико-химических и биологических процессов.

Сущность процесса очистки состоит в том, что при фильтрации сточных вод через почву в верхнем ее слое задерживаются взвешен­
ные и коллоидные вещества, образующие на поверхности частичек поч­вы густозаселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорби­рует на своей поверхности растворенные органические вещества, на­ходящиеся в сточных водах. Используя кислород, проникающий из атмосферы в поры почвы, микроорганизмы переводят органические вещества в минеральные соединения. Таким образом, наличие кисло­рода является необходимым условием нормального хода процесса. Так как с точки зрения кислородного режима верхние слои почвы (0,2—0,3 м) находятся в более благоприятных условиях, то именно в этих слоях и происходят наиболее интенсивное окисление органичес­ких веществ и процесс нитрификации. По мере углубления количество кислорода в почве быстро уменьшается и, наконец, наступает зона анаэробиоза, где окисление органических веществ, проникающих сю­да в виде растворов, происходит только за счет процесса денитрифи - кации, так как в зону анаэробиоза сточные воды попадают с большим запасом нитритов. Отсюда вытекают требования, которые предъяв­ляются к отводимой под поля орошения или фильтрации территории, к свойствам грунтов, а также к качеству и объему сточной воды, кото­рая может быть очищена на 1 га площади полей.

Почвенная очистка, в частности использование сточных вод для целей орошения, известна с древних времен. Особенно широкое при­менение она получила с середины XIX в., когда с развитием промыш­ленности и ростом городов увеличился объем подлежащих удалению с их территории сточных вод. Значительные площади, требуемые для полей орошения в связи с непрерывным увеличением объема сточных вод, и дороговизна пригородных земельных участков заставили в кон­це XIX — начале XX в. разработать искусственные методы очистки, не требующие больших площадей земли.

Степень очистки сточных вод на полях орошения и полях фильтра­ции значительно снижается в зимнее время в силу замедления и даже прекращения биологических процессов при низких температурах. В этот период поля всех видов работают преимущественно как накопители, за­держивая в почве сточные воды и находящиеся в них вещества путем поверхностного намораживания.

В России первые поля орошения были устроены в Одессе (1887 г.), затем в Киеве (1894 г.) и, наконец, в Москве (1898 г.). Однако в пос­ледующем при увеличении объема сточных вод эти* поля орошения были переведены на режим полей фильтрации, а в дальнейшем для большей части стоков заменены сооружениями искусственной биологи­ческой очистки.

В условиях социалистического хозяйства при отсутствии частной собственности на землю применение полей орошения может содейство­вать комплексному решению проблемы благоустройства городов и развития пригородного сельского хозяйства как базы снабжения на­селения овощами. Поэтому при выборе метода очистки сточных вод и местоположения очистных сооружений необходимо в первую очередь выявлять возможность использования сточных вод для сельского хо­зяйства и, лишь когда это не представляется целесообразным (по мест­ным условиям, санитарным требованиям или технико-экономическим соображениям), следует осуществлять биологическую очистку в искус­ственных условиях.

Как уже указывалось, при устройстве полей орошения преследуют две цели: а) санитарную — очистка сточных вод и б) селькохозяйст - венную — использование сточных вод как источника влаги, а содержа­щихся в ней веществ как удобрения.

Различают следующие виды полей орошения.

1. Коммунальные поля орошения, главной задачей которых являет­ся очистка сточных вод, а использование для сельскохозяйственных целей играет вспомогательную роль. В связи с этим коммунальные поля орошения получают максимально допустимые по условиям выращива­ния сельскохозяйственных культур нагрузки сточных вод. Эксплуа­тация полей этого типа находится в ведении коммунальных органов.

2. Сельскохозяйственные поля орошения, на которых использование сточных вод для сельского хозяйства и их очистка представляют единое целое. Поля этого типа устраивают на сельскохозяйственных (кол­хозных и совхозных) землях без изъятия их у землепользователей и оставляют в ведении последних. Сточные воды подаются на поля вне зависимости от времени года и метеорологических условий.

Сельскохозяйственные поля орошения устраивают в различных климатических районах, за исключением северных. Эти поля отлича­ются небольшой (5—20 м3/га) суточной нагрузкой сточных вод. Для устройства их не требуется предварительной горизонтальной плани­ровки орошаемых участков (можно ограничиться только выравнива­нием микрорельефа), что расширяет область их применения. Однако применение таких полей носнт пока ограниченный характер в связи с рядом серьезных организационных затруднений, возникающих при их эксплуатации.

Как уже сказано, бытовые сточные воды содержат значительное число патогенных бактерий и яиц гельминтов. Поэтому при устройстве и эксплуатации полей орошения любого типа должны соблюдаться определенные санитарные требования. В частности, запрещается оро­шать неочищенными сточными водами поля при выращивании на них овощей, употребляемых в пищу в сыром виде.

Предварительное отстаивание сточной воды обеспечивает выде­ление из нее 50—60% общего числа бактерий вместе с крупными взвешенными веществами в осадок; таким образом, отстоенная сточная вода в бактериальном отношении менее опасна. Путем искусственной биологической очистки сточных вод можно снизить число бактерий на 90—95%; санитарная опасность при орошении такой водой практически невелика.

Серьезным вопросом является распространение через овощи глист­ных заболеваний. Яйца гельминтов (глисты, паразитные черви и др.), попадая в почву и на овощи, сохраняют жизнеспособность длитель­ное время. Особенно устойчивы яйца аскарид. Отстаивание сточных вод позволяет снизить содержание яиц гельминтов на 50—60%, а в горизон­тальных отстойниках при скорости течения 1 мм/с — на 95%.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о до­вольно сильном загрязнении почвы патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов при орошении неочищенными сточными водами. Поэтому во всех случаях использования сточных вод в целях орошения необходимо предварительно их отстаивать и обрабатывать получаемый осадок при высоких температурах (50—55° С).

Концентрация питательных элементов (азота, фосфора и калия) в бытовых сточных водах зависит от нормы водоотведения. В них содер­жится 15—60 мг/л азота, 3—12 мг/л фосфора, 6—25 мг/л калия. Эти питательные элементы находятся главным образом в растворенном со­стоянии и частично во взвешенном. Так, растворенный азот составляет 85%, а 15% его находится во взвешенном состоянии; фосфор — соответ­ственно 60 и 40%; калий — 95 и 5%. Соотношение между основными элементами питания растений азотом, фосфором и калием, содержащи­мися в сточных водах, составляет 5:1:2, тогда как в навозе это соотно­шение 2:1:2. Таким образом, сточные воды являются удобрением с по­вышенным содержанием азота, способствующего развитию растений.

Для орошения могут быть использованы также производственные сточные воды, которые не содержат ядовитых веществ в объемах, вред­но влияющих на рост растений. Общее содержание солей не должно пре­вышать 3—4 г/л, в том числе питательных солей — 1—1,5 г/л. При боль­шем содержании солей в сточных водах требуется их специальная под­готовка (разбавление, нейтрализация и т. д.).