6.3. Система очистки сточных вод

сельскохозяйственного производства

Массы животноводческих отходов содержат большое количество болезнетворных организмов. В целях обеззараживания их применяют по возможности длительное хранение, в лагунах (открытые пруды отстойники), в отстойниках – накопителях, в навозохранилищах. Также используют биологические пруды, башни, аэротенки, метантенки. В лагунах происходит биологическое аэробное или анаэробное разложение навозной жижи. При аэробном разложении жидкий навоз аэрируется с помощью турбин – аэраторов более 3 месяцев при обеспечении концентрации кислорода 1 – 2 г/л, а осевший осадок вычищают раз в 2 – 3 года. Система проста, дешева, но при этом необходимо обеспечить температуру выше 18⁰ C (т.е. работоспособна только в летнее время), а потери аммиачного азота (N) в лагуне достигают 90%. При механической аэрации на 1 кг навоза молочного скота требуется

0,74 м³ (мясного – 0,44 м³) аэробной лагуны, а в лагунах с естественной аэрацией соответственно 4,15 (3,56) м³. В аэробных лагунах происходит частичное разложение органики, уничтожение большинства патогенных микроорганизмов и неприятного запаха, обеспечивается сохранение минеральных веществ в легкоусвояемых формах для растений, уменьшение загрязненности. Лагуна, в данном случае, углубление в рельефе.

При дефиците площадей целесообразно использовать систему очистки стоков в виде бассейна-перегнивателя глубиной до 1,5 м, в котором происходит механическая (под действием силы тяжести: - см. тему 1) и биологическая очистка стоков. Бассейн состоит из двух изолированных отделений с размерами в соотношении 1:3. Малое отделение является первичным отстойником, а в большом осветленные сточные воды подвергаются естественному самоочищению. Осадок из малого отделения удаляют через 2 года.

В анаэробных лагунах при выдерживании определенного режима (pH 6,7 – 7,5; температура 30 – 38⁰ C) потери питательных веществ меньше, но они опасны с санитарной точки зрения (различные виды бактерий сальмонелл выживают в них до 3 лет). На 1 кг свиного навоза необходимо обеспечить 1,2 м³ (на 1 кг навоза крупного рогатого скота – 0,6 м³) объема анаэробных лагун. Очистку анаэробных лагун производят через 5 – 8 лет. Время начала эксплуатации новых лагун в Подмосковье – март-апрель. Новую лагуну заполняют водой наполовину и первые два месяца загружают на четверть проектной мощности, а в последующие 6 месяцев – до нормальной. Ежегодно измеряют толщину осадка: быстрое его наслоение свидетельствует о неправильной эксплуатации системы.

При очистке сточных вод сельскохозяйственных ферм широкое применение нашли биологические пруды следующих типов: пруды полной очистки животноводческих стоков; пруды доочистки стоков, предварительно прошедших биологическую обработку; рыбоводные пруды. Схема системы очистки стоков вод, используемых в рыболовно – биологических прудах приведена на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Схема очистки стоков свинокомплекса в

рыболовно – биологических прудах:

1 – приемный резервуар; 2 – установка разделения; 3 – площадка биотермического обеззараживания; 4 – вертикальный отстойник; 5 – карантинные емкости; 6 – установки термического обеззараживания стоков; 7 – пруд-накопитель; 8 – водорослевой пруд;

9 – рачковый пруд; 10 – рыбоводный пруд; 11 – пруд накопитель чистой воды.

Жидкий навоз из свинарников направляют самотеком по каналам в приемный резервуар 1, а из него перекачивают в установку разделения 2. Твердую фракцию складируют на площадке биотермического обеззараживания 3 и используют в последствии в качестве органического удобрения. Жидкую фракцию направляют в отстойник 4 для отставания и осветления. Осадок из отстойника обезвоживают с помощью центрифуги и также складируют на площадке 3. Осветленные стоки из отстойника и фугат (водную фракцию) с центрифуг направляют в карантинную емкость 7, на выдержку в течение недели. После этого стоки поступают в цепь биологической очистки состоящей из каскада прудов: пруда водорослевого 8, пруда рачкового (кормового) 9, пруда рыбоводного 10 и пруда-накопителя чистой воды 11.

Эффективность очистки стоков в каскаде прудов опытного хозяйства Московской области характеризует таблица.

Характеристика эффективности очистки каскада прудов

Примечание. Коли-титр – минимальное количество материала (воды, почвы и др.), в котором содержится 1 кишечная палочка; показатель фекального загрязнения исследуемой среды.

В пруде – накопителе 7 осветленные стоки выдерживают независимо от времени года; здесь происходит анаэробное сбраживание органических веществ стоков микроорганизмами. Из пруда – накопителя частично минерализованные стоки поступают в водорослевый пруд 8, в котором часть органических веществ потребляется на питание фитопланктон. За счет фитосинтеза происходит обогощение сточной воды кислородом, что приводит к дополнительному распаду органического вещества, освобождению биогенных элементов и накоплению планктоновых водорослей. В рачковом пруду 9 из-за наличия богатого питательного субстрата происходит массовое развитие ветвистоусых и веслоногих рачков (в частности, дафний, циклопов), червей (в частности коловраток) и личинок насекомых-корм для рыб. Далее из рачкового пруда стоки, содержащие кормовые зообиомассу и биомассу фитопланктона, поступают в рыбоводный пруд 10, обеспечивающий благоприятные условия для развития личинок и мальков карпа (карася). Очищенные в рыболовно - биологических прудах стоки поступают в пруд очищенной воды 11, воду из которого подают на орошение полей. Но и такая система не обеспечивает полного освобождения от патогенных микроорганизмов.

Научные разработки в области создания новых более оптимальных систем и сооружений в области биохимической очистки сточных вод непрерывно осуществляют исследователи многих стран.

Вопросы для самоконтроля.

1. Каков состав активного ила?

2. В чем отличие аэробных и анаэробных методов очистки сточных вод?

3. Опишите устройство полей орошения.

4. Опишите устройство биохимических фильтров.

5. Охарактеризуйте процессы протекания в аэротенках?

6. Что представляет собой метантенки?

7. Почему целесообразно очищать совместно промышленные и бытовые воды?