СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОКОВ

Полезная модель относится к устройствам для обработки бытовых сточных вод и может быть использовано при очистке бытовых сточных вод отдельно расположенных объектов малонаселенных пунктов и индивидуальных жилых домов.
Эффективность биологической очистки достигается благодаря протекающим в почве и водной фазе сложным физическим, химическим и биологическим процессам, а утилизация воды с максимально возможной пользой осуществляется при повторном использовании ее в сельском хозяйстве, например, для орошения растений (см. Авторское свидетельство СССР N 1685881, кл. C02F 3/32), состоящее из искусственного водоема, ограниченного вертикальными экранами и углублением, снабженным аэратором, фильтрующей поверхностью. Устройство работает либо в постоянном, либо в периодическом режиме. Оно достаточно громоздко и занимает большую площадь. Обработка воды в нем выполняется за счет аэрирования и разовой фильтрации через почвенно-растительный фильтр. Эффективность водоочистки у такого устройства невелика из-за отсутствия предварительной очистки воды и того, что углубление, в которое поступает исходная сточная вода, будет быстро засоряться и в условиях постоянного увлажнения заиливаться.
Кроме того, не предусмотрены меры для нормального существования биологического сообщества в углублении в случаях временного прекращения подачи воды и связанного с ним пересыхания почвы. Устройство непригодно для использования в зимнее время, в условиях промерзания почвы и трубопроводов. Утилизация воды в устройстве идет в основном в грунт.
Известно устройство для обработки бытовых сточных вод от индивидуальных жилых домов, пригодное для работы с переменным количеством воды (см. Heeb J,, Zust В. Sand and plant filter systems. In Ecological Engineering for Wasterwater Treatment. Proceeding of the International Conference at Stensund Folk College. Sweden March 24-28, 1991 Ed. Etnier C., Guterstam B. Bokskogen, Sweden, 1991, p. 199). Это устройство состоит из подземного анаэробного фильтра с песчанно-гравийной загрузкой и дренажем, аэробного почвенно-растительного фильтра, трубопроводом для подачи воды на аэробный фильтр. Исходная сточная вода поступает на подземный анаэробный песчанно-гравийный фильтр, затем после фильтрации на нем часть воды уходит в грунт, а другая часть подается на горизонтальный аэробный почвенно-растительный фильтр и, пройдя одноразовую очистку на нем, выводится в грунт.
Утилизация воды в таком устройстве выполняется главным образом за счет сброса ее в грунт. Качество обрабатываемой и сбрасываемой воды никак не контролируется, поэтому она после обработки на фильтрах может содержать некоторое превышающее уровень ПДК количество примесей, не соответствующее экологическим нормам для сбрасывания в грунт.
Кроме того, в устройстве не предусмотрено ни накопление, ни хранение очищаемой воды. Неясны условия работы в зимнее время в условиях промерзания почвы, а летом возможно быстрое насыщение и заиливание не имеющего уклона почвенно-растительного фильтра.
Чтобы повысить эффективность очистки, надо увеличивать площадь почвенно-растительного фильтра и чаще менять почвенный слой под посадками растений. Это для потребителей с небольшими земельными участками неприемлемо.
При небольших земельных участках в настоящее время используются:
1. Выгребные ямы. Стоки вывозятся ассенизаторской машиной по мере заполнения.
Недостаток: зависимость от ассенизаторской машины. Вызов ассенизаторской машины по мере заполнения, т.е. часто и дорого.
2. Септики, представляющие собой подземный отстойник горизонтального или вертикального типа, состоящий из одной или нескольких камер, через которые протекает сточная жидкость. Во время нахождения стоков в септике происходит их очистка путем отстаивания и частичного сбраживания. Очищенные в септике стоки естественным путем дочищаются в сооружениях подземной фильтрации. Нерастворенные фракции на дне септика подлежат вывозу с помощью ассенизаторской машины.
Недостаток: зависимость от ассенизаторской машины. Септик должен быть расположен так. чтобы ассенизаторская машина могла к нему подъехать для выкачивания отстоя.
3. Аэрационные станции глубокой биологической очистки, представляющие собой аэробные реакторы (аэротенки) различной конструкции и комбинированные сооружения, включающие в себя септическую камеру, аэробный реактор и биофильтр.
Недостаток: зависимость от электричества. При отключении электричества прекращается подача кислорода, аэробные бактерии гибнут.
4. Биотуалеты разных видов, принцип действия которых основан на компостировании канализационных стоков в небольшом объеме с последующим опорожнением ящика.
Недостаток: ввиду очень малого объема можно использовать только в качестве туалета, стоки от раковины и ванны сливать нельзя. Находится в доме или другом обогреваемом помещении, из-за этого в доме возникает запах, как от самого биотуалета, так и при выносе ящика.
Известна система хозяйственно-бытовых стоков, содержащая многокамерный септик, вход которого соединен трубопроводами со сливом или (и) раковины для умывания или мойки, или (и) ванны душа, или (и) унитаза, а выход - с фильтрующей системой (см. http://slavyanin.org/node/1008).
Недостатком этой системы является сложность утилизации, так как твердые канализационные стоки нужно выносить из дома в компостную яму. Кроме этого, запахи от компостного туалета распространяются по всему дому.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система утилизации хозяйственно-бытовых стоков, содержащая вход в систему, соединенный трубопроводами со сливом или (и) раковины для умывания или мойки, или (и) ванны душа, или (и) унитаза, септик, выход которого соединен с фильтрующей системой, дополнительно содержит компостный ящик, установленный в септике с возможностью его многократной выемки и установки, вход в компостный ящик является входом системы, а выход компостного ящика является входом в септик (см. патент на полезную модель №134923, кл.: C03F 3/30, опубл. 2013 год).
Недостатком этой системы утилизации хозяйственно-бытовых стоков является применение ручного труда при обслуживании. Компостный ящик надо вручную нести к месту очистки и промывки. Вес ящика с содержимым до 50 кг. Недостатком также является низкое качество очистки стоков, неполное использование канализационных стоков.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является: повышение качества очистки, полное без отходное использование канализационных стоков без выкачивания отстоя ассенизаторской машиной.
Поставленный технический результат достигается тем, что система утилизации хозяйственно-бытовых стоков, содержащая вход в систему для хозяйственно-бытовых стоков, септик, выход которого соединен с фильтрующей системой, компостный ящик, установленный в септике с возможностью его многократной выемки и установки, вход в компостный ящик является входом системы, а выход компостного ящика является входом в септик, дополнительно содержит биореактор и фекальный насос, расположенный в компостном ящике, вход биореактора через шланг соединен с насосом, при этом система может дополнительно содержать газгольдер, вход которого связан с биореактом системой перекачки газа из биореактора в газгольдер, при этом компостный ящик может содержать разделительную перегородку, при этом выход септика может быть соединен с фильтрующим колодцем, при этом верхняя часть септика через вентиль может быть соединена со сборником летучих газов.
На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая система утилизации хозяйственно-бытовых стоков.
Система утилизации хозяйственно-бытовых стоков содержит септик 1. В приемной камере 2 септика под входной трубой 3 установлен компостный ящик 4 с возможностью его многократной выемки и установки (узлы установки и крепления, в качестве которых могут быть использованы, например, уголки на чертеже не показаны). Вход (труба 3) в компостный ящик 4 является входом системы, а выход компостного ящика является входом или в септик, или фильтрующую систему (вариант фильтрующей системы на чертеже не показан). Вход (труба 3) в систему соединен трубопроводами со сливом или (и) раковины для умывания или мойки, или (и) ванны душа, или (и) унитаза (последние на чертеже не показаны). Размер и форма компостного ящика могут быть разными. Размер определяется количеством пользователем и частотой, с которой производится его чистка, а также возможностью достать компостный ящик вручную, или с использованием элементарных ручных приспособлений, например, лебедки. Узлы установки и крепления компостного ящика, в качестве которых могут быть использованы, например, уголки на чертеже не показаны. Выход 5 компостного ящика выполнен в виде тройника, внутри которого установлен биофильтр 6. Как вариант, компостный ящик может быть помещен, кроме септика, сразу в фильтрующую систему.
Система утилизации промышленно-бытовых стоков монтируется вне дома в земле таким образом, чтобы исключалось попадание в нее как грунтовых, так и вод от таяния снега. Для исключения промерзания системы в зимнее время используются теплоизоляционные крышки 7 и 8 (ручки на крышках не показаны). После снятия этих крышек обеспечивается выемка и установка компостного ящика.
Кроме этого система утилизации промышленно-бытовых стоков содержит биореактор 9, газгольдер 10 и фекальный насос 11, расположенный в компостном ящике 4. Вход биореактора 9 через шланг 12 через вентиль, установленный на входе в биореактор (вентиль на чертеже не показан) соединен с насосом 11. Выход биореактора 9 соединен со входом газгольдера 10 через систему перекачки газа из биореактора в газгольдер (на чертеже указанная система не показана), при этом компостный ящик 4 содержит разделительную перегородку 13.
Септик 1 может быть соединен с фильтрующей системой 14.
При отсутствии в доме фанового стояка, для недопущения запаха канализации от септика, крышки 7 и 8 септика 1 герметично фиксируются к септику. Верхняя часть септика 1 через вентиль 15 может быть соединена со сборником 16 летучих газов, роль которого может играть, например, полиэтиленовый мешок.
Система работает следующим образом.
При поступлении стоков из входной трубы 3, твердые фракции остаются в компостном ящике 4. Благодаря перегородке 13 в компостном ящике 4 в первой камере компостного ящика обеспечивается отделение и удержание легких фракций стоков (жира). Дополнительная фильтрация происходит в биофильтре 6.
При определенном заполнении компостного ящика 4 открывается сответствующий вентиль и включается насос 11 и органика поступает в биореактор 9 для получения биогаза и удобретения. Биогаз в последствии транспортируется в газгольдер 10 и в дальнейшем используется потребителем по своему усмотрению. При этом после откачки содержимого компостного ящика 4 до определенного уровня фекальный насос 11 отключается и соответствующий вентиль перекрывается. Содержимое компостного ящика содержит концентрированную органику, с содержанием свободной воды менее 50%. Таким образом значительно уменьшаются затраты на получение биогаза. Здесь следует отметить, что содержимое компостного ящика 4 может удаляться как вручную, так и автоматически при помощи насоса.
При отсутствии газгольдера, газ из биореактора может быть использован, например, для освещения.
Благодаря указанной совокупности существенных признаков обеспечивается без отходное использование канализационных.
Полное без отходное использование канализационных стоков без выкачивания отстоя ассенизаторской машиной является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.