Очистка сточных вод посредством земляных фильтров
и вживленной в них ЭМ-культуры

Здравствуйте! Эффективна ли очистка сточных вод посредством земляных фильтров и вживленной в них ЭМ-культуры? Справятся ли такие фильтры с водами, образующимися от небольших поселений, например с численностью около 500 человек? И что произойдет со сточными водами в зимний период? Заранее благодарю, вы замечательно объясняете!

Здравствуйте, уважаемая Анна!

Большое спасибо Вам за интерес к нашему сайту.

Как такового понятия земляной фильтр не существует. Природные фильтры принято подразделять на шунгитные, диатомовые, цеолитные. Начнём с шунгита.

ШУНГИТ

Шунгитовый углерод - это окаменевшая древнейшая нефть, или аморфный, некристаллизирующийся, фуллереноподобный (т.е. содержащий определённые регулярные структуры, см. ниже) углерод. Его содержание в породе около 30%, а 70% составляют силикатные минералы - кварц, слюды. Кроме углерода в состав шунгита входят также SiO₂ (57,0%), TiO₂ (0,2%), Al₂O₃ (4,0%), FeO (2,5%), MgO (1,2%), К₂О(1,5%), S (1,2%).

Значительная часть углерода в шунгите напоминает молекулы фуллеренов – особой формы углерода, которая вначале была открыта в научных лабораториях при попытке моделировать процессы, происходящие в космосе, а позднее обнаружена в земной коре.

Благодаря этому шунгитовые породы обладают сорбционными, каталитическими и бактерицидными свойствами. Поэтому часто шунгит считается исцеляющим минералом, камнем жизни.

Фильтрующие элементы серии  "Шунгит"  предназначены для доочистки водопроводной питьевой воды централизованного водоснабжения (СанПин 2.1.4.559 - 96) и пищевых жидкостей.

Фильтр "Шунгит"  разработаны на основе природного минерала шунгита, в составе которого имеется до 40% природного углерода, обладающего свойствами активированных углей. Свыше 45% объема фильтрующего элемента занимают  поры, что обеспечивает  высокую производительность очистки воды фильтром.

По сравнению с другими водоочистителями фильтрующие элементы серии водоочистной фильтр "Шунгит" обладают рядом преимуществ:

• фильтр Шунгит задерживающая способность элемента обеспечивается структурой поверхности, что позволяет многократно восстанавливать его свойства, в том числе и в домашних условиях,

• фильтр Шунгит значительно снижает концентрацию в воде таких  элементов как бор, магний, калий, марганец, кобальт, литий, цинк, железо, свинец, мышьяк, медь

• фильтр Шунгит обеспечивает высокую производительность при высокой очистке воды. Водоочистка по железу до 0,1 мг/л.

• фильтр "Шунгит"  подвергаются многократной регенерации,

• ~100% очистка воды от взвешенных частиц

Размер пор: 10; 1; 0,2  мкм.bsp; мкм.

Геометрические размеры фильтрующего элемента имеют европейский стандарт-цилиндр  10”, 20”, 30”

Выписка из протокола испытаний химического состава воды после водоочистных мероприятий с помощью фильтра Шунгит.

до и после фильтрации Шунгитовым фильтром

• Элемент; ПО, мкг/л; Вода на входе в фильтр; Вода после фильтра
• Li/литий; 0,1; 2,3; 0,6
• В; 3; 23,6; не обнаружено
• Na/натрий; 7; 1463; 178
• Mg/магний; 5; 3285; 200
• Si/кремний; 36; 1140; 49
• К/калий; 220; 1800; не обнаружено
• Са/кальций; 10; 12900; 8261
• Fe/железо; 5; 712; 30,7
• Мn/марганец; 1; 1054; 72,5
• Cо/кобальт; 0,06; 0,7; не обнаружено
• Ni/никель; 1; 73,1; 1,2
• Си/медь; 1; 19,5; не обнаружено
• Zn/цинк; 2,6; 1050; 51,2
• Sr/стронций; 0,2; 566; 25,9
• Сd/кадмий; 0,09; 0,52; 0,28
• Sn; 0,16; 5,4; не обнаружено
• Ba; 0,2; 17,2; 1,4
• Рb; 0,2; 14,6; 0,29

Сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ96.В00352

ДИАТОМИТ

Диатомит (инфузорная земля) —это панцири древних диатомей, которые скапливались на берегах бывших морей и озер, где их и добывают в настоящее время. В Чехословакии место­рождение диатомита имеется в Борованах возле Чешских Будей-овиц, у Франтишковых Лазни и в Словакии. Самое крупное месторождение находится в Калифорнии (США), в Канаде, да­лее в Люнебургской долине (ФРГ), во Франции, в Италии и т. д. Сырой диатомит содержит примеси песка и грунта, поэтому его необходимо обработать. От органических веществ его освобож­дают, обжигая при температуре 600—700°С. Песок удаляют воз­душной сепарацией. Некоторые диатомиты с помощью плавки следует освобождать от алюминиевых примесей или очищать химическими средствами.

Химически чистый диатомит —это гидратированный кремне­зем (ЗЮг-пНгО). Он очень легкий и его плотность зависит от размерами состояния частиц. Кремнеземные частицы (остатки панцирей) очень различны по форме и размеру в зависимости от происхождения (диатомит приморский или континентальный) и способа обработки. Размер частиц рафинированного диатомита колеблется от 2 до 120 мкм. Аналитическое определе­ние и лабораторные анализы не дают точных данных для окончательной оценки диатомита; этими методами можно только приблизительно определить качество диатомита.

Фильтрующие элементы серии “Диатомит”  предназначены для доочистки водопроводной питьевой воды централизованного водоснабжения (СанПин 2.1.4.559 - 96) и пищевых жидкостей.

Фильтрующие элементы серии "Диатомит"  разработаны на основе природного минерала диатомита, состоящего в основном из окиси кремния и имеющий высокую( до 70%) собственную пористость, Свыше 45% объема фильтрующего элемента занимают поры, чем и обеспечивается высокая производительность фильтрации при минимальном размере пор.

• 100% очистка от взвешенных частиц

• Фильтрующие элементы серии "Диатомит" производят механическую очистку воды от взвешенных  частиц, подвергаются многократной регенерации. 

Размер пор:  0,2  мкм. Геометрические размеры фильтрующего элемента имеют европейский стандарт-цилиндр  10”, 20”, 30”

Сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ96.В00352    

ЦЕОЛИТ

Цеолиты – группа минералов вулканическо-осадочного происхождения, каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов. В настоящее время известно более 40 структурных видов природных цеолитов, наиболее распространенными из которых являются клиноптилолит, гейландит, филлипсит, ломонит, морденит, эрионит, шабазит, феррьерит, анальцим.

Цеолиты являются нестехиометрическими соединениями, составы которых изменяются в широких пределах, образуя ряды твердых растворов. Кристаллические структуры цеолитов состоят, как известно, из тетраэдров SiO₂ и AlO₄, соединенных вершинами в ажурные каналы, в полостях и каналах которых находятся катионы и молекулы H₂O.

В природе цеолиты образуют хорошо ограненные кристаллы различной симметрии и габитуса (изометричные, призматичные, игольчатые, таблитчатые) с различными проявлениями спайности (от совершенной до отсутствия ее) и размерами от долей микрона до 10 см (анальцим); обычно белые, иногда бесцветные и прозрачные, реже окрашенные в красноватые, коричневые и зеленоватые оттенки. Твердость – 3-5. Плотность 1900-2800 кг/м³. Крупнейшие скопления цеолитов возникают при метаморфизме вулканических туфов за счет изменения вулканических стекол главным образом кислого состава и при диагенезе осадков океанов и соленых озер. Промышленные месторождения цеолитов представлены преимущественно цеолитосодержащими туфами с содержанием цеолита до 60 – 95%. Остальные 5 – 40% породы обычно представлены кварцем, полевыми шпатами, глинистыми материалами, остатками незамещенного вулканического стекла.

Природный цеолит относится к устойчивым алюмосиликатам с каркасным строением кристаллической решетки, имеющим слоистую структуру.

Фильтрующие элементы серии «ЦЕОЛИТ»  предназначены для доочистки водопроводной питьевой воды централизованного водоснабжения (СанПин 2.1.4.559 - 96) и пищевых жидкостей.Фильтрующие элементы серии "ЦЕОЛИТ"  разработаны на основе природного минерала ЦЕОЛИТА, в составе которого имеется до 50% клиноптилолита и до 30% монтмориллинита обладающие  катион – обменной способностью., Свыше 45% объема фильтрующего элемента занимают поры, что обеспечивает высокую производительность и качество очистки. Фильтрующие элементы серии «Цеолит»» обладают рядом преимуществ:

• цеолиты позволяют производить очистку пищевых и технических жидкостей от ионов железа, кобальта, магния, кальция, меди, кадмия, цинка, никеля и других

• задерживающая способность элемента обеспечивается структурой, что позволяет многократно восстанавливать его свойства, в том числе и в домашних условиях

Вредные вещества (5-10 ) ПДК

Степень извлечения, %

1. Пестициды

90

2. Азот нитритов

100

3. Азот нитратов

92

4. Хлоридион

91

5. Фенолы

100

6. Железо общее

100

7. Фториды

89

8. Свинец

100

9. Стронций-90

96-98

10. Цезий 134 и 137

96-98

11. Плутоний

96-98

Размер пор: 10; 1; 0,2  мкм. Геометрические размеры фильтрующего элемента имеют европейский стандарт-цилиндр  10”, 20”, 30”

Сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ96.В00352 

Для биологической очистки сточных вод применяются специальные штаммы бактерий. Эти бактерии разлагают содержащиеся в сточных водах органические соединения на безопасные для жизни и здоровья человека вещества. Необходимо отметить, что биологическая очистка сточных вод является наиболее универсальной, и благодаря этому способу избавления от ненужных загрязнений достигается максимально возможная степень очистки.

При попадании  в почву, вредная органика сточных вод подвергаются окислению микроорганизмами, с конечным образованием  углекислого газа и воды. Одновременно с процессами переработки органики сточных вод, имеет место синтез биомассы бактерий.

Микроорганизмы разделяются на два основных вида бактерий: аэробные (развивающиеся в богатой кислородом среде) и анаэробные (для размножения которых не требуется присутствие кислорода).

Принцип биологической очистки сточных вод состоит в следующем:

-попадающие в сепаратор сточные воды из жилого дома подвергаются сбраживанию и частичному отстаиванию в среде, в которой отсутствует содержание кислорода;

-осветленные стоки доставляются в систему почвенной фильтрации для дополнительной очистки;

-благодаря активному илу, содержащемуся в насыщенной кислородом среде, происходит последующая очистка сточных вод; при этом компрессором подается дополнительное количество кислорода.

Методы очистки сточных вод с участием аэробных бактерий разделяются по типу емкости, в котором происходит окисление стоков.  При этом ёмкостью может быть и  биопруд, и биологический фильтр, и поле фильтрации. Однако суть самого метода очистки сточных вод, а именно минерализация органики остается неизменной. В естественных условиях очистка сточных вод происходит на полях фильтрации и в биопрудах.

Аэробное оксидация в биопрудах является процессом минерализации органики сточных вод под действием бактерий,  живущих в воде. Биопруды являются водными объектами, в которых создано благоприятные для жизни  микроорганизмов условия, такие как малая глубина, большое количество водорослей, насыщающих воду кислородом и т.п.

Препятствием более широкого использования биопрудов и полей фильтрации является их сезонная работа, небольшая производительность по очистке стоков, необходимость отвода крупных площадей земли.

В процессе очистки сточных вод в  биологических фильтрах обработка стоков микробами проходит в искусственных сооружениях. В данных сооружениях в течение длительного времени могут поддерживаться оптимальные параметры для жизни микроорганизмов - значения температуры, рН, концентрации кислорода в воде и т.д.  Очистка сточных вод в биологических фильтрах имитирует очистку микроорганизмами стоков на почве.

Биологический фильтр  - это заполненная крупно зернистым материалом емкость. На частицах данного материала живут колонии микроорганизмов. Биологические фильтры легче обслуживать, нежели аэротенки. Они более надежны и способны переносить перегрузки по загрязнению и объему сточных вод. Как для любых биологических сообществ, для устройств биологической очистки стоков существуют предельные концентрации загрязнений, при превышение которых микроорганизмы могут погибнуть.

Очистка сточных вод  в аэротенках  аналогична очистке в  водоемах. Аэротенк - это емкость глубиной до 5-6 метров, которая имеет устройство нагнетания воздуха. Внутри аэротенка живут колонии микроорганизмов - на хлопьях ила. Данные колонии перерабатывают органику сточных вод. После аэротенков чистая вода подается в отстойники. В отстойниках происходит осаживание активного ила с его последующим частичным возвращением  обратно в резервуар.

В случае, если сточные воды содержат  высокие концентрации органики, наиболее перспективным методом очистки стоков является анаэробный метод. Преимущество данного метода очистки заключается в меньших эксплуатационных расходах, так как в этом случае нет необходимости проводить аэрацию воды. 

Анаэробные реакторы, как правило,  представляют собой металлические резервуары, содержащие минимальное количество сложного нестандартного оборудования. Однако  жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов связан с выделением в воздух метана, что требует организации специальной системы наблюдения его концентрации.

Указанные выше методы очистки сточных вод применимы, если концентрации определенных загрязняющих агентов не превышает допустимые величины. Как правило, необходимо проводить три-четыре ступени предварительной очистки стоков. Кроме этого  для сброса очищенных сточных вод в водоемы после биоочистки бывает необходима их доочистка - например, при помощи озонирования.

Существуют и так называемые особые, некондиционные сточные воды, которые проблематично очистить с использованием современных технологий очистки стоков. Данные сточные воды подвергаются утилизации – закачке в естественные подземные резервуары. Однако утилизация сточных вод подобным способом возможна лишь в том случае, когда используемый для утилизации стоков подземный горизонт  изолирован от горизонтов, используемых для хозяйственного и питьевого водоснабжения.

Вообще, биологическая очистка сточных вод - процесс, требующий внимания и аккуратного использования всех устройств. Поскольку очистка производится живыми микроорганизмами, аэробными бактериями, то вполне естественно, иногда приходится подстраиваться под их возможности. Так что сложно сказать как поведут себя такие фильтры в холодный зимний период.

С уважением,

К.х.н. О.В. Мосин