Сооружения почвенной очистки (поля орошения и поля фильтрации) и биологические пруды. Устройство, принцип работы, дорускаемые нагрузки на сооружения.

В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах. Их отличают сравнительно низкие  строительные  и  эксплуатационные  затраты,  буферная  способность при залповых сбросах сточных вод, колебаниях рН, температуры, достаточную степень изъятия из воды биогенных элементов. К недостаткам  относится  сезонность  работы,  низкая  скорость  окисления загрязнений. Поля орошения и поля фильтрации относятся к почвенным методам  очистки  и  в  зависимости  от  производительности  разделяются  на  малые, средние и крупные.

Почва - это  сложный  комплекс  органических  и  неорганических веществ,  заселенный  большим  числом  различных  микроорганизмов. Число бактерий в 1 г почвы достигает сотен миллионов. В почве отсутствуют благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры, вследствие чего она представляет собой надежный и мощный фактор обезвреживания  сточных  вод.  В  результате  почвенной  очистки  одновременно решаются две задачи - минерализация органических веществ и обеззараживание.

Очистка  на  полях  орошения  и  фильтрации  используются  преимущественно  для  очистки  бытовых  и  городских (смешанных)  сточных вод.

Поля  орошения  являются  сельскохозяйственными  угодьями, специально  предназначенными  для  очистки  сточных  вод  и  одновременного выращивания растений. На полях фильтрации очистка производится без участия растений. Они применяются в основном в качестве резервных участков для принятия сточных вод, когда невозможна подача воды на поля орошения. Очистка сточных вод на полях орошения основана на воздействии  почвенной  микрофлоры,  кислорода  воздуха,  солнца  и  жизнедеятельности  растений.  В  очистке  сточных  вод  в  той  или  иной  степени участвует активный слой грунта толщиной 1,5-2 м. Минерализация органического вещества происходит в основном в верхнем полуметровом слое  почвы.  При  этом  повышается  плодородие  почвы,  что  связано  с обогащением  почвы  нитратами,  фосфором  и  калием.  Однако  общий солевой состав стоков не должен превышать 4-6 г/л для предотвращения засоления почвы. На полях орошения применяют различные виды распределения очищаемой воды: сплошной залив, залив по бороздам и полосам, дождевание, подпочвенное орошение. Сточные  воды  подаются  на  поля  орошения  периодически  с  интервалом 5 дней. В зимний период для местностей с холодной зимой на них производится намораживание сточных вод. Для сбора сточной воды, используемой на полях орошения, служат пруды-накопители вместимостью, равной шестимесячному накоплению в них воды.

При использовании почвенных методов очистки необходимо учитывать  тип  грунта (тяжелые  грунты - глины,  суглинки,  плотные  известняки - исключаются), рельеф местности, уровень залегания грунтовых вод и другие почвенно-климатические условия.

Биологические пруды - искусственно созданные или естественные водоемы, в которых очистка сточных вод идет под воздействием природных процессов самоочищения. Они могут применяться как для самостоятельной очистки, так и для глубокой доочистки сточных вод, прошедших биологическую очистку. Представляют собой неглубокие водоемы (0,5-1 м),  хорошо  прогреваемые  солнцем  и  заселенные  водными организмами. В  процессах,  протекающих  в  биопрудах,  наблюдается  полный природный  цикл  разрушения  органических  загрязнений.  Воздействие на  работу  прудов  различных  факторов  может  создавать  в  них  как аэробные, так и аэробно-анаэробные условия. Пруды, постоянно работающие в аэробных условиях, называются аэрируемыми, а пруды с переменными условиями - факультативными.

Аэробные условия в прудах могут поддерживаться либо за счет естественного  поступления  кислорода  из  атмосферы  и  фотосинтеза, либо за счет принудительной подачи воздуха в воду. Поэтому различают пруды с естественной и искусственной аэрацией. Время пребывания воды в прудах с естественной аэрацией составляет от 7 до 60 суток. Вместе со сточными водами из вторичных отстойников выносится активный ил, который является посевным материалом. Эффективность очистки в прудах определяется временем года, в холодный период она резко снижается.

Пруды  с  искусственной  аэрацией  имеют  значительно  меньший объем  и  требуемая  степень  очистки  в  них  обычно  достигается  за 1-3 суток. Аэрирующие  устройства  могут  быть  механического  и  пневматического типа. Существуют разные варианты устройства прудов: серийные  или  каскадные  и  непроточные.  Как  правило,  устраивают  от двух  до  пяти  последовательно  работающих  секций,  из  которых  последняя предназначена для отделения ила. В биологических прудах необходимо присутствие водных растений,  которые  оказывают  благоприятное  влияние  на  процесс  очистки. Иногда в последних ступенях серийных прудов разводят рыбу, что позволяет избежать образования ряски. В непроточные пруды сточная вода подается после отстаивания и разбавления.  Продолжительность  пребывания  воды  в  них  составляет 20-30 суток. Качество очистки в непроточных прудах выше, чем в серийных.

В зимнее время пруды обычно опорожняются и могут быть использованы  как  накопители.  Один  раз  в  два-три  года  рекомендуется производить перепашку дна и посадку растительности. Биологические  пруды  обладают  небольшой  стоимостью  строительства и невысокими эксплуатационными расходами, в то же время они отличаются низкой окислительной способностью, сезонностью работы,  большой  занимаемой  площадью,  неуправляемостью,  наличием застойных зон, трудностью чистки.