Действующие очистные станции канализации были запроектированы и построены, в основном, в советское время и ориентированы на доведение качества очищенных сточных вод по БПК5 и взвешенным веществам до уровня 15 мг/л, удаление фосфатов не предусматривалось, а различные формы азота (нитриты, нитраты, азот аммонийный) не соответствуют нормативам ПДС, что компенсируется штрафными платежами. Из других показателей чаще всего есть нарушения в сбросах сточных вод по ионам тяжелых металлов, СПАВ, нефтепродуктам. Поскольку традиционные очистные станции канализации имеют в комплексе сооружений первичные отстойники, а в первичных отстойниках из сточной жидкости выводится с осадками до половины органических примесей сточных вод, то неизбежно наличие в очищенной сточной жидкости либо избытка нитратов, либо остаточное содержание азота аммонийного на недопустимом уровне. Объективно подходя к возможностям традиционной технологии очистки городских сточных вод и конструкций сооружений механической, биологической и химической очистки воды, можно сделать заключение, что без применения очень дорогостоящих методов и устройств для доочистки стоков невозможно приведение в соответствие качества очищенных сточных вод и нормативных требований СанПиНа России к качеству стоков, сбрасываемых в рыбохозяйственные водоприемники. Корректировать необходимо всю технологическую цепочку сооружений для очистки сточных вод, что позволит резко сократить затраты на доочистку, на доведение качества очищенной сточной жидкости до уровня нормативов сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения без учета разбавления стоков водой водоема. Совершенно специфично формирование сточных вод в индивидуальном жилье, при коттеджной застройке без централизованной трубной канализации. Основываясь на знании всех факторов, влияющих на формирование потока сточных вод, неравномерность его состава и расходов, на эффективность выделения из сточных вод механических примесей, процеживанием через сетки, выявлена целесообразность разделения интервала производительностей очистных станций канализации от 2 до 200 тыс. м3/сут. В основу конструкции очистных станций заложен процесс аноксидно-аэробной биологической очистки сточных вод прикрепленными и свободноплавающими микроорганизмами с использованием волокнистой синтетической загрузки типа «Ерш». Рассмотрим несколько диапазонов, в которых набор сооружений для очистки сточных вод, переработки и подготовки к утилизации осадков сточных вод своеобразен и оригинален. Технология очистки сточных вод в комплектно-блочных очистных станциях типа «Ерш» производительностью от 10 до 5000 м3/сут. При суточном объеме сточных вод более 10 м3/сут залповые сбросы высококонцентрированных стоков менее опасны, но неравномерность поступления стоков по часам суток очень высока, поэтому очень актуально усреднение расходов сточных вод по часам суток. Накопительная емкость усреднителя расходов, как правило, компонуется в единый комплекс оборудования как стандартный элемент целостной конструкции. Обязательным элементом комплектной установки рассматриваемого диапазона производительностей является устройство фильтрующее самоочищающееся (УФС), располагаемое над усреднителем расходов. Исходная сточная жидкость из канализационного коллектора с помощью насосной установки с погружным насосом подается на УФС и далее делится на два потока: на аэробную биологическую очистку и в емкости усреднителя. Процесс аноксидно-аэробной биологической очистки сточных вод осуществляется в три этапа прикрепленными и свободноплавающими микроорганизмами. На завершающих этапах очистки сточных вод используются зернистые фильтры доочистки стоков с пуролатовой загрузкой, обеспечивающие доведение качества воды до уровня, при котором можно применять УФ-обеззараживание очищенных стоков. С помощью реагента «Аква-Аурата» производится связывание фосфатов в нерастворимое соединение и их удаление на фильтрах. Для переработки осадков сточных вод на установках типа «Ерш» предусмотрены аэробные минерализаторы-илоуплотнители и установки ИФГ в виде кассет с фильтрующими капроновыми или полипропиленовыми мешками и доведение осадка до влажности 83–85%. Технология очистки сточных вод на очистных станциях башенного типа «Ерш» производительностью от 1 до 25 тыс.м3/сут. При увеличении производительности очистной станции до 500 м3/сут начинают проявляться в значительной степени недостатки низкого слоя воды, связанные с размерами блоков перевозимых автомобильным или железнодорожным транспортом. Площадь зеркала воды в емкостных сооружениях становится нерационально завышенной. В то же время мировая промышленность освоила выпуск воздухонагнетателей с давлением воздуха на выходе до 10 м водяного столба. Это позволяет увеличивать в аэробных биореакторах башенного типа слой жидкости до 7–8 м, а следовательно, снижать площадь зеркала воды, расходы электроэнергии, тепла, воды. Как и на очистных станциях контейнерного типа, стоки от КНС поступают вначале на процеживание в УФС, затем часть направляется в технологическую цепь биологической очистки, а часть в усреднитель-накопитель. Биотехнология очистки сточных вод включает: анаэробно-аноксидную, аэробную биологическую очистку и доочистку прикрепленным на ершовой насадке биоценозом. В качестве вторичных отстойников задействуются тонкослойные илоотделители. Для переработки осадка целесообразно использовать биологический метод удаления фосфора из сточных вод с соответствующей технологией переработки избыточного активного ила в биогумус. Габаритные размеры очистной станции производительностью 1000 м3/сут в плане 15x18 м при высоте 11 м. Шаг колонн каркаса здания — 6 м. Стеновые панели имеют размер 3x6 м. Очистные станции диапазона производительностей от 5 до 25 тыс. м3/сут конструктивно аналогичны диапазону 1–6 тыс. м3/сут, но имеют биореакторы диаметром 5 м, что существенно отражается на объеме строительно-монтажных работ на площадке строительства очистной станции. Переработка выделяемых осадков, ввиду большого объема ведется верми- и биокомпостированием. Стоки от КНС поступают на процеживание в УФС, а затем расчетным расходом направляются в первичный отстойник, остальная часть в усреднитель-накопитель сточных вод. В первичном отстойнике сточная жидкость смешивается с возвратным активным илом и разделяется на два потока. Поток осевшего ила отводится в анаэробный биореактор, а поток сточной жидкости перетекает в денитрификатор биореактора I ступени. В биореактор I ступени подают и анаэробно обработанный активный ил, и циркуляционнуюиловую смесь из аэротенка. В биореакторе I ступени обязательно наличие насадки для удерживания прикрепленных микроорганизмов и взвешенных веществ сточных вод. В результате жизнедеятельности гидролитических бактерий накопленные на насадке взвешенные вещества обеспечивают постоянное поступление растворенных в воде органических веществ — продуктов гидролиза и тем самым стабилизируют нагрузку на свободноплавающий активный ил. Процессы денитрификации обеспечивают подщелачивание исходной сточной жидкости, дают газовые пузырьки молекулярного азота, разрыхляющие сгустки взвешенных веществ на насадке и способствуют массообмену между биоценозом прикрепленных на насадке микроорганизмов и очищаемой сточной жидкостью. Особого внимания заслуживают системы воздухообеспечения биологических процессов, вентиляции помещений ОСК и обезвреживания отработанного воздуха из биореакторов очистки и доочистки сточных вод. Поэтому очистные станции IV диапазона производительностей могут располагаться вблизи селитебной территории. Технология очистки сточных вод на очистных станциях рулонного типа «Ерш» в диапазоне производительностей от 25 до 200 тыс.м3/сут. Модульная производительность одной секции биореакторов 12,5–17 тыс. м3/сут с расчетным часовым расходом не более 800 м3/ч. При глубине слоя воды в биореакторе не более 9 м диаметр емкости для биореактора I ступени с часовым временем пребывания должен составлять 10– 11 м. Вторая ступень биореактора биологической очистки сточных вод работает с ведением процессов нитри-денитрификации и временем пребывания 4–5 ч (характерном для нормы водоотведения 300 л/чел сут и при нагрузке на биомассу активного ила не более 200 г БПКП/кг•сут). Объем аэротенка на уровне 3500 м3 можно получить при диаметре сооружения не менее 28 м и глубине слоя воды до 9 м (за вычетом объема биореактора первой ступени, расположенного внутри биореактора второй ступени). Безусловно, при изменении состава сточных вод необходима корректировка расчетов и привязка модуля к конкретному составу сточных вод. Набором числа задействованных секций можно наращивать производительность очистной станции. При производительности 50 тыс. м3/сут в блоке имеются четыре параллельно работающие секции. Разработан комплекс сооружений, входящих в блок-модуль на производительность 50 тыс. м3/сут. В этом комплексе имеется здание решеток и песколовок, скомбинированное с КНС и воздуходувкой, сооружения для биокоагуляции и сорбционной очистки исходного стока возвратным активным илом с последующим отстаиванием или флотацией и выводом осевшего ила в анаэробный биореактор, 4 секции биореакторов I и II ступеней, блок емкостей тонкослойных илоуплотнителей с противоточным движением осветляемой воды и отделяемого активного ила, блок емкостей биореакторов доочистки сточных вод, совмещенный с помещениями реагентного хозяйства для связывания фосфатов в нерастворимые в воде вещества, и фильтровальный зал для удаления взвешенных веществ до уровня остаточных концентраций 1,5–3,0 мг/л. Это гарантирует остаточное содержание фосфора не более 0,2 мг/л. Биореакторы I и II ступеней, где диктует глубину слоя воды растворение в воде кислорода воздуха, имеют слой воды 9 м, а биореакторы доочистки сточных вод имеют глубину слоя воды не более 5 м, поскольку такая глубина благоприятна для жизнедеятельности фильтраторовседиментаторов — основных обитателей биореакторов доочистки сточных вод. В отдельном здании сблокированы помещения мастерской, складские помещения. В комплексе блока-модуля имеется здание АБК и химбаклаборатории. Обособленно размещен в блок-модуле цех сгущения и мехобезвоживания осадков с реагентным хозяйством для кондиционирования осадков перед обезвоживанием и биокомпостированием обезвоженных осадков в смеси с наполнителем из измельченных отходов (опилки, трава, солома и т.п.). Накопление и созревание компоста из осадков производится в башнях по типу силосных резервуаров. Сгущение осадков сточных вод осуществляется с помощью флотационных илоуплотнителей, гарантирующих 94–95%-ю влажность уплотненного избыточного активного ила и регенерационной иловой смеси из биореакторов доочистки сточных вод. Станции полной биологической очистки типа «Ерш» для глубокойочистки бытовых и близким к ним по составу промышленных сточных вод, в перечисленных диапазонах и предложенной конструкции обеспечивают остаточные концентрации биогенных элементов на уровне нормативов ПДС для рыбохозяйственных водоемов. Благоприятные гигиенические условия труда обслуживающего персонала позволяют сократить размеры зон обслуживания и сокращают вдвое объемы емкостных сооружений.