Развитие систем водоотведения с очистными сооружениями началось после установления норм очистки сточных вод при спуске в реку, разработанных в Англии в 1876 году. Достижения науки и техники в области водоотведения способствовали повышению степени благоустройства и защиты окружающей среды в населенных пунктах до уровня современной цивилизации. Кроме того, развитие техники строительства водоотводящих сетей и очистных сооружений в настоящее время помогают решить проблему отведения бытовых сточных вод владельцам загородных домов и в коттеджных поселках, в таких местах, где подключение к центральной системе канализации либо не рентабельно, либо вообще невозможно. До недавнего времени утилизация бытовых стоков в местах поселениях людей, где нет центральной системы канализации решалось довольно просто, но небезопасно в экологическом отношении - при помощи выгребных ям. Теперь эту проблему можно решить наиболее цивилизованными методами: при помощи индивидуальных компактных очистных систем канализации, которые предназначены для очистки бытовых и схожих по своему составу промышленных сточных вод от отдельно стоящих домов или от группы зданий. Уже довольно давно, наибольшим признанием в Европе, а теперь и в России пользуются локальные очистные сооружения, принцип действия которых основан на биологическом методе очистки бытовых сточных вод. Процесс биологической очистки бытовых стоков заключается в биохимическом разрушении микроорганизмами органических веществ (загрязнений органического происхождения). Микроорганизмы (бактерии) используют эти вещества как источник питания. В процессе их дыхания, вредные органические вещества окисляются, и происходит их распад на безвредные. Биологическая очистка проистекает либо в аэробных условиях (в присутствии растворенного в жидкости кислорода), либо в анаэробных условиях (без участия кислорода). В зависимости от типа очистного сооружения, при аэробных процессах создается активный ил или биологическая пленка. А при анаэробных условиях образуется септический или сброженный осадок. (Подробнее эти процессы описаны в журнале С.О.К. номер 12 2002 г.). В обоих случаях скорость процесса очистки зависит от массы, или точнее от поверхности участвующих микробов (так называемая фильтрующая поверхность), от их контакта с загрязняющим воду веществом. На всех очистных сооружениях работающих в аэробных и анаэробных условиях, механизм очистки сточных вод сводится к двум процессам: 1) адсорбция загрязняющего воду вещества на активном компоненте (активном иле, биологической пленке или на септическом иле и т.д.); 2) минерализация загрязнений микроорганизмами. Первый процесс протекает быстро (за 10-15 минут). Длительность второго процесса (десорбции) зависит от условий работы сооружения, интенсивности перемешивания “свежего” материала с агентами-минерализаторами (бактериями), от подачи кислорода и многих других факторов. Для анаэробной обработки осадков сточных вод применяются следующие очистные сооружения: септики, двухъярусные отстойники и метантенки. В них с различной скоростью протекает минерализация органических веществ осадка сточных вод. Такие сооружения как аэротенки, биофильтры, биологические пруды, поля орошения и поля фильтрации (почвенные методы очистки) по своему техническому оформлению различны, но все они рассчитаны на использование аэробного окислительного процесса, который протекает за счет кислорода воздуха, поступающего на активный субстрат. В таких сооружениях скорость очистки гораздо выше, чем при анаэробной обработке стоков. Итак, для уничтожения веществ загрязняющих сточные воды при использовании микроорганизмов, необходимо создать условия, благоприятствующие жизнедеятельности бактерий. Понятно, что чем лучше будут эти условия, тем качественнее и интенсивнее будет проходить очистка воды. Как говорилось выше, основными факторами, влияющими на степень и скорость окислительных процессов в очистном сооружении, являются фильтрующая поверхность, контактирующая с загрязненной водой, и интенсивность подачи кислорода. Наиболее эффективное сочетание этих условий достигается в сооружениях биологической очистки бытовых стоков, называемых аэротенками. Аэротенк представляет из собой резервуар, как правило, прямоугольной формы, в который постоянно осуществляется подача воздуха из атмосферы за счет воздухонагнетательных машин (этот процесс называется аэрация). На дне аэротенка уложены пористые пластинки, через которые, воздух поступивший в очистную создает турбулентное течение. Благодаря этому активный ил аэротенка находиться постоянно во взвешенном состоянии, тем самым, увеличивается фильтрующая поверхность. Кроме того, в условиях интенсивной подачи воздуха значительно повышается скорость размножения аэробных бактерий и как следствие, скорость и качество минерализации загрязнений (т. е. непосредственно процесс очистки). При разработке компактных очистных сооружений одной из наиболее сложных задач, стоящих перед их создателями, было достижение именно компактности этих сооружений. Решить эту проблему удалось чешскому инженеру-новатору Яну Тополу, который смог сочетать вышеизложенные процессы в небольших емкостях. Его интеллектуальный продукт широко известен во всем мире под названием “Установки глубокой биологической очистки бытовых сточных вод ”ТОПАС”. Установки очистки сточных вод (УОСВ) “ТОПАСИ” обладают рядом явных преимуществ:
- Высокая степень очистки (более 98%)
- Пластиковый корпус, обеспечивающий отсутствие коррозии, морозоустойчивость, сведенные к минимуму потери тепла необходимого для биосреды
- Высокая надежность и простой монтаж с минимальными инженерными работами
- Минимальные габариты и вес (например, модель ''ТОПАС-5'', рассчитанная на 5 постоянных пользователей имеет размеры 1х1х2,3 м и весит всего 250 кг)
- Дистанционная сигнализация аварийных состояний
- Отсутствие запаха
- Полный отказ от ассенизационной машины
- Возможность установки в подвалах домов
- Длительный срок эксплуатации (более 30 лет)