Что относится к чёрным водам
Название указывает на происхождение стока, а не на его цвет. Чёрные воды образуются при пользовании смывными туалетами; в них также может поступать вода для подмывания. Количество воды и состав смеси зависят от устройства туалета и привычек пользователей. Влажные салфетки, прокладки и другие твёрдые гигиенические отходы не следует считать обязательной составляющей этого потока или материалами, предназначенными для смыва. [3]
Серые воды — бытовые стоки от мытья, стирки и других процессов без туалетного потока. После объединения серых и чёрных вод образуется смешанный хозяйственно-бытовой сток. Если туалет отдельно отводит мочу, оставшуюся смесь фекалий и смывной воды в терминологии санитарного справочника называют brownwater — «коричневыми водами». Содержимое сухого туалета без смывной воды также отличается от чёрных вод: это важно при выборе способа сбора и обработки. [2][3]
Основные компоненты и их значение
Фекалии и туалетная бумага вносят взвешенные вещества и органическое вещество, которое микроорганизмы способны разлагать. При попадании неочищенного стока в водоём это разложение расходует растворённый кислород и может ухудшать условия жизни водных организмов. Моча служит важным источником азота, фосфора и калия. Избыток азота и фосфора в принимающем водоёме способствует эвтрофикации — чрезмерному развитию водорослей и связанным с ним нарушениям экосистемы. [1][3]
Фекальное загрязнение может содержать болезнетворные бактерии, вирусы, простейших и яйца гельминтов. Поэтому для чёрных вод важна вся санитарная цепочка: герметичный сбор, транспортирование, обработка и обращение с остатками. Прозрачность воды после отстаивания и отсутствие резкого запаха не показывают, насколько надёжно удалены или обезврежены возбудители. [1][3]
Почему объём смыва меняет свойства стока
При меньшем расходе воды та же масса выделений оказывается в меньшем объёме: концентрация загрязнений повышается, хотя их суточная масса от этого не исчезает. Поэтому результаты анализа в миллиграммах на литр рассматривают вместе с расходом воды. Для расчёта нагрузки концентрацию умножают на объём стока за тот же период, согласуя единицы измерения. [1]
Например, если условные 10 г вещества смешаны с 10 л воды, концентрация равна 1 г/л. При разбавлении до 50 л она снизится до 0,2 г/л, но в систему по-прежнему поступят 10 г вещества. Это расчётный пример, а не норматив состава чёрных вод. Он объясняет, почему разбавление нельзя приравнивать к удалению загрязнения и почему установку рассчитывают одновременно на расход и на нагрузку. [1]
Как собирают и очищают
В обычной канализации туалетные стоки поступают на очистные сооружения вместе с остальными бытовыми водами. При раздельной системе их собирают собственным трубопроводом или в накопителе и обрабатывают на месте либо вывозят на подходящие сооружения. Раздельный сбор может уменьшить объём концентрированного потока для переработки, но требует отдельной инфраструктуры и регулярного обслуживания. [1][2]
Очистка сочетает процессы с разными задачами. Отстаивание и механическое разделение выделяют часть твёрдых веществ; биологическая обработка преобразует органику; специальные стадии удаляют или извлекают питательные элементы. Снижение количества возбудителей требует предусмотренных технологией условий обработки и, при необходимости, отдельного обеззараживания. Универсальной единственной стадии, решающей все эти задачи, нет. [1][3]
Септик обеспечивает главным образом осаждение твёрдых веществ и частичное анаэробное разложение. Его выходящий сток нуждается в последующей обработке в предусмотренной системе, а накопленный осадок — в удалении и надлежащем обращении. Септик сам по себе не превращает чёрные воды в воду, пригодную для любого использования. [3]
Что можно получить при переработке
При анаэробном сбраживании микроорганизмы разлагают часть органического вещества без доступа кислорода с образованием биогаза, содержащего метан. Газ можно использовать как топливо после необходимой подготовки. При этом остаются жидкость и осадок: получение биогаза не означает, что они полностью очищены или обеззаражены. [1][3]
Другие направления — извлечение питательных элементов, получение почвенных добавок из обработанной твёрдой фракции и повторное использование очищенной воды, например для смыва. Это возможности технологической системы, а не свойства исходного стока. Допустимость применения каждого продукта определяют по его качеству, назначению и применимым требованиям; для воды и осадка нужны отдельные критерии. [1][2][3]
По каким показателям оценивают систему
Для характеристики входящего стока измеряют расход, взвешенные вещества, органическую нагрузку, формы азота и содержание фосфора. Органическую нагрузку часто описывают через БПК — биохимическую потребность в кислороде — и ХПК, химическую потребность в кислороде. Эти показатели помогают оценивать работу очистки, но не заменяют санитарных исследований. [3]
Результат оценивают по качеству очищенной воды и остаточных продуктов, а также по устойчивости работы при меняющихся нагрузках. При сравнении решений учитывают расход воды и энергии, необходимость вывоза осадка, квалификацию обслуживающего персонала и наличие надёжного пути использования или удаления продуктов. Раздельный сбор полезен тогда, когда выстроена вся цепочка обращения со стоком. [1][2]