Очистка сточных вод на естественной почве: коммунальные поля фильтрации и орошения, земледельческие поля орошения

     Поля представляют собой земельные участки или массивы, на которые сточная вода подводится, равномерно распределяется, фильтруется через слой почвы и в процессе фильтрации подвергается
биологической очистке.
    Поля орошения отличаются тем, что их используют для выращивания сельскохозяйственных культур. Сточные воды служат
для растений источником влаги и удобрения, поэтому урожайность на полях орошения значительно превышает обычную.
    Способность почвы разлагать органические вещества была широко известна в связи с внесением в нее органических удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и в этом смысле использовалась со времен глубокой древности. В области же обезвреживания сточных вод этот метод во второй половине XIX века занимал господствующее положение и только трудности отвода больших земельных площадей вблизи городов заставили в дальнейшем перейти к более интенсивным методам очистки.
    Почва пахотной земли содержит огромное количество микробов, обладающих минерализующей способностью, по С. П. Виноградскому, — сотни миллионов в 1 га; когда же для полей используются мертвые песчаные почвы, они заселяются микробами и обогащаются органическими веществами из самой сточной воды.
    Чистые морские пески, из которых были устроены поля орошения в Одессе, превратились в результате длительной эксплуатации в плодородные, богатые органическими веществами земли. Адсорбируясь почвой, микробы размножаются, извлекая питательные вещества из сточной воды, и образуют вокруг каждой структурной частицы почвы биологическую пленку, общая поверхность которой огромна. Сточная вода, протекая при фильтрации тонким слоем через промежутки (поры) между почвенными частицами, приходит с этой пленкой в тесное соприкосновение и содержащиеся в воде растворенные, коллоидные и мелкосуспендированные вещества адсорбируются и минерализуются микробами почвы. Аэробный характер процесса обеспечивается за счет кислорода воздуха в порах почвы.

    Для беспрепятственного и беспрерывного хода этого процесса соблюдаются следующие условия:

1) количество воды, поступающей за один раз на поля, находится в известном соотношении с влагоемкостью почвы, выражаемой общим объемом заполненных воздухом почвенных пор;
2) напуск воды производится с периодическими промежутками, чтобы воздух снова заполнил поры, а микробы переработали адсорбированные вещества;
3) сточная вода не содержит значительных количеств маслянистых веществ, так как, покрывая поверхность почвы, они препятствуют проникновению воздуха.
    На практике это достигается путем технического оборудования
полей, папуска воды в количествах, соответствующих фильтрующей способности различных почв, и в случае надобности — предварительной механической обработки сточной воды.

Коммунальные поля фильтрациии орошения

    Входят в систему городской канализации как сооружения очистки сточных вод и находятся в ведении коммунальных органов. Возможность устройства и эксплуатации полей на этой основе сохраняется до тех пор, пока их размеры позволяют оставаться в пределах городских земель или пригородной территории. Однако и в этих условиях подъему урожайности должно быть придано первостепенное значение. На полях орошения это одна из задач их эксплуатации, она успешно реализуется и коммунальными органами. Даже поля фильтрации не должны оставаться бесплодными, на них могут выращиваться кормовые травы и другие влаголюбивые культуры, подобно тому, как это делается на заливных лугах.
   Поверхность полей разбивается на участки-карты, последовательно заливаемые водой; система распределительных каналов позволяет подводить воду самотеком к любому участку.
   Карты представляют собой ровные обвалованные площади или имеют борозды и грядки типа огородных. В соответствии с этим орошение ведется или сплошным заливом, или по бороздам. В первом случае почвенные поры заполняются свежим воздухом по окончании фильтрации всей воды, покрывающей карту, а во втором — гребни грядок остаются сухими и через них воздух засасывается по мере фильтрации воды в более глубокие слои и освобождения от нее почвенных пор. Второй способ представляет значительные преимущества для поддержания благоприятного водно-воздушного режима почвы.
   Чтобы улучшить ход фильтрации, а также ограничить поступление сточной воды в грунтовый поток, на полях устраивают открытый или закрытый дренаж для отвода профильтровавшейся воды.
   Открытый дренаж устраивают в виде канав, проходящих вдоль границы участков и имеющих уклон в сторону главной дренажной канавы, выводящей профильтрованную воду за пределы полей в водоем. Открытого дренажа па малопроницаемых
почвах может оказаться недостаточно и тогда на самом участке на глубине 0,75—1 м прокладывают дренажную сеть из глиняных неглазурованных труб с прозорами между ними для поступления дренажной воды; объединяясь, они впадают в отводящий главный дренажный коллектор.
    Устройство дренажа не предотвращает поступление около 50% фильтрующейся воды в грунтовые воды, под влиянием чего
уровень последних повышается; с этим приходится считаться и при выборе места для полей, и в процессе их эксплуатации.
Зимой минерализующая и фильтрационная способность полей снижается. В сильные холода идет намораживание воды на по-
лях, а на поверхности почвы после оттаивания и фильтрации воды остается слой неминерализованного осадка. Поэтому весной
поверхность полей должна быть разрыхлена вспахиванием, а на небольших полях — перекапыванием, как это делается на огородах.
    Средние нормы нагрузки,  возрастают или снижаются в пределах 10—30% в зависимости от климатической зоны, а для полей фильтрации — и от глубины залегания грунтовых вод (3—1,5 м).

    Особенности и сочетания условий орошения в разных районах настолько разнообразны, что в нормы нагрузок можно вносить известные измепения на основе местного опыта. Глины и тяжелые суглинки непригодны для полей фильтрации, а поля орошения на тощих глинах хотя и приведены в нормах, малоэффективны и экономически, и в смысле результатов очистки. На полях орошения приходится считаться не только с минерализующей способностью почвы, но и с потребностями растений.         Дыхание их корневой системы ие может осуществляться при высокой влажности, поэтому нагрузки на поля орошения даются примерно вдвое меньше, чем на поля фильтрации. Кроме того, напуск сточной воды ограничивают после дождей и в по-
следний период созревания овощей. Вследствие этого при полях орошения нужны одновременно и фильтрационные участки для
направления на них сточной воды, когда ее поступление на поля противопоказано. Площадь таких участков — около 25 % площади полей орошения. Кроме того, надо учитывать не только потребность в орошаемой площади, но и в добавочной (15—25%) —для распределительной и дренажной сети, дорог, обвалований.
     Независимо от ассортимента культур нельзя производить орошение сплошным заливом, при котором овощи обильно смачиваются сточной водой. Единственно допустимый способ — орошение по бороздам. Эффект очистки на полях фильтрации и в еще большей степени на полях орошения чрезвычайно высок; окисляемость снижается в десятки, а БПК — в сотни раз, стойкость сточной воды достигает 99%, в большом количестве накопляются нитраты — свидетельство успешной нитрификации аммиачных солёй, количество бактерий падает с миллионов до 1500—2000. Никакой другой прием очистки не дает такого высокого эффекта, в частности, благодаря длительности воздействия физических и биохимических факторов. Увеличение же количества воды, поступающей в дренаж, уже на другой день после залива отражает не скорость фильтрации, а нарушение гидростатического равновесия в почве: новые порции выжимают в дренаж ранее содержавшуюся в порах воду.

Земледельческие поля орошения

     Земледельческие поля орошения — сооружения естественной биологической доочистки сточных вод—устраиваются на полях колхозов, совхозов, подсобных хозяйств и находятся в их ведении.

     Орошение сточными водами обычных сельскохозяйственных земель становится возможным благодаря двум условиям:

а) на поля даются малые нагрузки сточных вод в пределах 5—20 м3/га;
б) поступление сточных вод на поля происходит, как правило, круглосуточно и круглогодично.

     Это отличает земледельческие поля орошения (ЗПО) от коммунальных, где основная задача — очищать большое количество сточных вод на возможно меньшей площади отчуждаемых земель и от обычных орошаемых земель, где подача воды зависит от интересов вегетации. Перед подачей на ЗПО сточные воды должны пройти полную механическую и биологическую очистку. На ЗПО разрешается выращивание однолетних и многолетних трав, технических, кормовых, зерновых и силосных культур.
     Малые нагрузки на ЗПО позволяют, как правило, обходиться без дренажных систем.

Основные санитарные требования к устройству и эксплуатации полей фильтрации, полей орошения и земледельческих полей орошения сводятся к следующему:
а) полная биологическая очистка, а на ЗПО доочистка сточной воды как конечный результат ее фильтрации на полях;

б) предотвращение загрязнения открытых водоемов и подземных вод;

в) безопасность от непосредственного или через сельскохозяйственные продукты инфицирования и иивазирования населения и
персонала.
     Никакие другие сооружения не дают столь надежного и высокого уровня минерализации и нитрификации органических веществ. Кроме того, только почвенная фильтрация дает полное освобождение воды от яиц гельминтов, а общее число бактерий и титр кишечной палочки приближаются к воде природных незагрязненных водоемов. Однако это ценнейшее свойство нолей проявляется и сохраняется только при нормальных нагрузках на единицу площади в соответствии с минерализующей и фильтрующей способностью почв разного типа. В этом смысле малые нагрузки на земледельческие поля орошения позволяют в меньшей мере опасаться ухудшения результатов очистки в процессе длительной эксплуатации.
     Санитарная охрана водоемов достигается правильной планировкой полей, отсутствием больших уклонов и обвалованиями в
пониженных участках. Кроме того, в план полей орошения любого типа должны входить резервные площади для приема воды,
когда прекращается полив растений, после больших дождей и при авариях в оросительной системе. Эти участки могут использоваться для посева трав. Выпуск дренажных вод следует производить там, где это не может повредить санитарному использованию водоема.
     Сложнее обстоит дело с предупреждением загрязнения подземных вод. Подъем уровня грунтовых вод на полях под влияни-
ем орошения — общеизвестное явление. Поэтому для полей орошения должны выбираться площади со сравнительно низким стоянием грунтовых вод—не выше 2 м, а для земледельческих полей орошения, по санитарным правилам, не выше 1,25 м от поверхности земли. Нельзя также устраивать поля в местах выклинивания водоносных горизонтов и над трещиноватыми водоносными породами.
    Вопрос об эпидемической безопасности нужно решать с учетом нескольких обстоятельств. Поля прежде всего должны располагаться на некотором расстоянии от жилой зоны: коммунальные— в зависимости от размеров с разрывом 500—1000 м, а земледельческие — на расстоянии не менее 250—300 м.
    К обслуживанию полей допускается только постоянный персонал, а на земледельческих полях орошения создается постоянный состав поливных бригад. Всем работающим на полях делаются профилактические прививки и создаются необходимые условия личной гигиены.
   Наиболее важно избегнуть опасности заражения через выращиваемые на полях продукты, так как при этом могут затрагиваться интересы значительной группы населения. Проведение технических и агрокультурных мероприятий может ослабить эту опасность: отстаивание стоков перед поливом, посадка овощей по грядкам и полив по глубоким бороздам, прекращение орошения во время созревания овощей, соблюдение известных правил их сбора, мойки и транспортировки и т. п.    Однако все это не устраняет полностью опасности заражения и единственно надежно полное запрещение выращивания овощей и ягод, съедаемых в сыром виде, как это и предусматривается санитарными правилами

• Назад
• Вперёд