Почва с полей аэрации

Поля аэрации – что это?

Поля аэрации, они же фильтрационные поля — особое гидротехническое сооружение, предназначенное для очистки и рекультивации канализационных сбросов и прочих сточных вод.

Техническое устройство и механизм работы

Поля фильтрации (аэрации) представляют собой одну из разновидностей водоочистных сооружений. Очистка стоков здесь происходит следующим образом:

Канализационные сточные воды в очистных сооружениях обеззараживаются, из них удаляются жировые компоненты, крупные механические примеси и прочий мусор.
Очищенная жидкость из канализационных отстойников выливается на поля аэрации, где под действием анаэробных бактерий происходит её окончательная очистка.
Просачиваясь сквозь грунт, сточные воды дополнительно фильтруются. В итоге до водоносных подземных горизонтов доходит полностью очищенная вода, пригодная для повторного употребления, в том числе и для пищевых нужд.

Поля аэрации представляют собой территории, специально отведённые под очистку жидких стоков. Состоят они из отдельных подготовленных участков, так называемых карт. Каждая карта занимает площадь от нескольких акров до 2-3 гектаров, в зависимости от общего объёма перерабатываемых стоков.

Поверхность карт практически плоская, чтобы избежать скопления канализационных стоков в одном месте. По периметру карты окружаются ограждающими валами высотой до 1м, препятствующими прорыву стоков за пределы фильтрационных полей.

Особенности

Сброс вод происходит не непрерывно, а с определёнными интервалами. Это необходимо для создания условий для аэрации — ухода из почвы влаги, и заполнения пор почвы воздухом. В противном случае аэробные условия внутри грунта создаваться не будут, и процесс биологической очистки сбросов не произойдёт.

Слой водонасыщенного грунта в момент слива стоков не должен превышать 30см летом, в зимнее время допустимо намораживание на полях льда толщиной до 70-80см.

Различные примеси — взвешенные и коллоидные вещества, — задерживаются грунтом, оседая на слое песка. После этого очищенная, отфильтрованная песком, вода уходит в нижние слои почвы, а все загрязнители остаются в верхних слоях. Под действием кислорода и микроорганизмов эти частицы перерабатываются в минеральные соединения, безопасные для окружающей среды и человека.

Фильтрационные поля, в отличие от прочих орошаемых полей не пригодны для ведения агрокультурной деятельности из-за высокого объёма проходимых через них сточных вод. Также это невозможно из-за необходимости регулярного перепахивания полей аэрации для насыщения грунта кислородом, и предотвращения забивки почвенных пор в результате заиливания.

В идеале полная вспашка территории требуется уже после каждого цикла сброса стоков, так как грунт в результате воздействия воды уплотняется, и доступ воздуха внутрь почвы затрудняется. Нормативные акты устанавливают размеры нагрузки фильтрационных полей. В сутки через каждый гектар должно проходить не более указанного объёма, в м3:

Для песчаных грунтов — от 70 до 130.
Для супеси — от 50 до 70.
Для суглинистых почв — 40-70 м3.

На глинистых почвах аэрационные карты не устраиваются из-за низкой способности глины пропускать сквозь себя и фильтровать сточные воды.

Если объёмы канализационных сбросов невелики, возможно устройство подземных фильтрационных полей. В этом случае предварительно очищенные стоки попадают под воду из отстойников-септиков через систему дренажных рукавов.

Процесс аэрации

В широком смысле аэрацией называют процесс насыщения воздухом или кислородом. Отсюда и происходит данное название: «аэро» в переводе с древнегреческого — «воздух». При аэрации поступающий воздух и содержащийся в нём кислород вступает в тесный контакт с водой. Цели этого бывают самые различные:

Насыщение воды кислородом, необходимым для жизнедеятельности обитающих в ней живых существ и растений.
Окисление содержащихся в воде примесей железа («обезжелезивание»).
Удаление вредных растворённых газообразных примесей — оксида углерода,сероводорода и т.д.

В случае с полями фильтрации, аэрация осуществляется при помощи регулярного вспахивания почвы. Поступающий в грунт воздух способствует развитию микроорганизмов, перерабатывающих органические канализационные остатки.

Проблема рекультивации

В больших городах и вокруг них достаточно остро стоит проблема рекультивации старых аэрационных полей. Как правило, они засыпаются привозным чистым грунтом, лишённым вредных примесей.

Если же санитарный надзор признаёт почву не опасной для окружающей среды, то отсыпку грунта могут и не производить. В дальнейшем старые фильтрационные поля используются для самых разных нужд. В одних случаях — для сельскохозяйственных или промышленных надобностей.

Вокруг мегаполисов, испытывающий дефицит территорий, в последние годы вошло в практику застраивать бывшие фильтрационные поля жилыми комплексами. Среди наиболее показательных примеров — так называемые Люберецкие поля, расположенные в Подмосковье. С 2011 года здесь развёрнуто широкомасштабное жилое строительство многоквартирных домов эконом-класса.

Несмотря на то, что некоторые жильцы данного района жалуются на якобы негативное воздействие остатков канализационных стоков на окружающую среду, проверки санэпидемстанции не выявили никаких превышений по вредным веществам в почве и воздухе. Правда, наличие некоторых небезопасных для человеческого организма элементов — кадмия, свинца, цинка, — находится на критическом уровне.

Источник

Аэрация почвы и ее значение в жизни культурных растений

Необходимость свободной циркуляции воздуха в почве для обеспечения процессов нормального дыхания корневой системы растений; а также и для течения в почве аэробных биологических процессов не требует пояснений. Во всяком случае, указанный фактор должен быть причислен к одному из важнейших в жизни культурных растений. В связи с этим «воздушный режим» почвы неоднократно подвергался изучению со стороны многих исследователей. Одни из них (Ammon, Dеherain, Wollnyn др.) старались выяснить самый ход процессов газообмена почвы с атмосферой и влияние на эти процессы лежащих вне и внутри самой почвы условий (температуры и влажности окружающего воздуха, механического и структурного состава почвы, различных применяемых к этой последней технических приемов и пр.).
Работы эти нарисовали нам довольно ясную картину того, при каких условиях процессы аэрации почвы текут наиболее энергично и при каких они тормозятся.
Другие исследователи посвящали свое внимание изучению состава почвенного воздуха, причем останавливались или на учете СО2 как показателя совершающихся в почве окислительных процессов (Boussingault и Levy, Petenkoffer, Fleckn др., также Wollny) или же касались нахождения в почвенном воздухе различных других газообразных веществ — СН4 , NH3, H2S (Fodor), аргона и др. Имеется, далее, указание на содержание в почвенном воздухе эманации радия (Sanderson) и пр. И почти совсем не затрагивался в литературе вопрос о содержании в почвенном воздухе кислорода. Между тем именно этот вопрос и представляет собой наибольший интерес с агрономической точки зрения, ибо тем или иным содержанием в почвенном воздухе кислорода определяется обеспеченность процессов дыхания корней растения и нормальный ход в почве благоприятных биологических процессов аэробного характера.
Эта сторона вопроса оставалась в тени потому, что до самого последнего времени (отчасти под влиянием вышеупомянутых работ Wollny и Ddherain) считалось, что лишь в исключительных случаях культурные растения не находят в почве, на которой произрастают, достаточного количества нужного им кислорода: лишь почвы заболоченные или почвы сильно илистые, «припадливые» и т. п. — вот та среда, в которой потребный для растений кислород может оказаться фактором, находящимся в минимуме. Недостаток в таких почвах кислорода подтверждался косвенным путем — наблюдаемыми в них явлениями различных раскислительных процессов, накоплением малоокисленных форм гумуса и т. п. В подавляющем же большинстве случаев факт наличия в почвах достаточного количества потребного для растений кислорода как результата свободной циркуляции в таких почвах атмосферного воздуха не подвергался никакому сомнению (опыты водных культур, где корням растений приходится довольствоваться лишь воздухом, растворенным в воде, не раз приводились в подтверждение взгляда о полной обеспеченности кислородом даже и избыточно увлажненных почв).
Исследования Buckingham, а также обширная работа Russel и Appleyard (1914, Ротгамстедтская оп. ст.), затронувшая многочисленные вопросы, связанные с составом воздуха различных почвенных горизонтов и с динамикой его главных составных частей — углекислого газа, кислорода и азота (по временам года, в течение суток и пр., под влиянием разнообразных внешних условий — температуры, барометрического давления, ветра и т, п., на участках различного хозяйственного пользования и пр.), не внесли каких-либо существенных коррективов в установившиеся взгляды на характер и темп процессов аэрации большинства почв. И только в работах Тимирязевской с.-х. академии вопрос этот получил новое освещение.
Наводящими фактами к тем положениям, которые были выдвинуты названным исследователем в этой области, послужили опыты, организованные на некоторых полях Московской обл. с минеральными удобрениями, давшие ряд неожиданных результатов. Так, эти опыты показали, что внесение с минеральными удобрениями в почву всех необходимых для растений питательных веществ отражается крайне слабо на урожае этих растений: в подавляющем большинстве случаев полной удобрение давало прибавку урожая всего лишь на 160—240 кг на гектар, повышая общий урожай лишь до 800—900 кг на гектар. На основании полученных массовых данных было сделано заключение, что низкий уровень урожаев на исследуемых полях Московской обл. вызывается не недостатком питательных веществ, но что существует некоторый неизвестный фактор, который держит урожай на известном низком уровне и наличность которого не дает минеральным удобрениям возможности проявить свое действие в полной мере. Другими словами, было сделано заключение, что в первом минимуме на исследованных полях находятся не питательные вещества, а какой-то другой фактор произрастания, а именно, повидимому, недостаток в почве потребного для растений количества воздуха. Это и было подтверждено соответствующими наблюдениями и опытами.
Таким образом, если для засушливого юга ведущим фактором жизни культурных растений является, как мы видели выше, почвенная влага, на сбережение и возможно более экономное расходование которой направлены все сельскохозяйственные операции, то таковым же моментом для некоторых северных почв может являться почвенный воздух, регулирование которого путем соответствующих технических приемов может оказаться одной из главнейших задач полеводства северных районов.
Положение это установлено пока по отношению к почвам Московской обл. Однако имеется много оснований предполагать, что в районах более северных с аналогичным явлением приходится встречаться еще более часто.
Из вышеизложенного явствует, что перед агрономической наукой выдвигается ныне новая задача — изучение условий обеспечения культурных растений кислородом в почве — и в связи с этим задача разработки соответствующих технических приемов регулирования почвенного газообмена.
В целях изучения количества воздуха в почве и его состава в отношении кислорода сконструирован особый прибор — бур, позволяющий брать точно определенный объем почвы и герметически закрывать взятую пробу, в каковом виде почва и поступает затем в лабораторию для изучения заключающегося в этой пробе воздуха и его анализа.
Помощью такого прибора и аппарата был подвергнут исследованию воздушный режим для целого ряда полей, находящихся в различных условиях хозяйственного использования (черный пар, ранний, поздний на участках опытного поля Тимирязевской с.-х. академии, а также некоторые яровые поля). Исследования эти показали, что колебания в количествах кислорода на единицу объема почвы в течение вегетационного периода, при различном культурном состоянии почв, бывают иногда настолько резки, что, принимая во внимание обеспеченность испытуемых почв питательными веществами и влагой, вполне естественно объяснить разницу в получаемых при этом урожаях именно запасами и составом почвенного воздуха. Приведем для иллюстрации данного положения некоторые относящиеся сюда цифры. Ho прежде укажем — в целях придать более конкретный смысл и значение всем нижеприведенным цифрам, — что вообще потребность корней растений в кислороде, как то показали соответствующие исследования, оказывается колоссальной, превышающей, можно сказать, все имевшиеся до тех пор предположения. Так, на 1 г сухого вещества растение должно потребить в среднем 1 мг кислорода в сутки. Такая большая потребность в кислороде вынуждает корневую систему отнимать таковой даже от окисленных соединений почвы, что может в свою очередь повлечь за собою образование в почве нитритных соединений и хлороз растений.
Сопоставляя отмеченную выше потребность с теми запасами кислорода, которые имеются в различно обрабатываемых почвах и которые приводятся нами ниже, приходится действительно притти к заключению, что «никакие запасы кислорода в почве не в состоянии удовлетворить потребности корней в кислороде» и что необходимы какие-то серьезные меры к усилению газообмена почвенного и атмосферного воздуха. Обращаемся, однако, к цифрам.
Так например, 20 апреля, когда все поля, освободившись от снега, уже настолько просохли, что допускали возможность их обработки, определения общего количества воздуха и кислорода на разных полях показали:

Источник

Как создать поле аэрации: Инструкция +Фото и Видео

Полем аэрации или фильтрации называют участок земли, на котором происходит распределение стока очищенных канализационных вод из автономной канализации для осуществления их последующей доочистки.

Поле аэрации — это одна из разновидностей водоочистного сооружения, обеспечивающая безопасный вывод сточных вод и их очистку, основанной на естественной биологической фильтрации использованных канализационных стоков в почве.

Рассмотрим: 1. Механизм фильтрации. 2. Достоинства и недостатки полей аэрации.

Общие сведения

Поле аэра́ции (фильтрации) — это земельный участок, на поверхности которого распределяются сточные воды для их очистки, используя метод биологической очистки.

Аэрацией называется насыщение воздухом или кислородом. При аэрации воздух и содержащийся в нём кислород взаимодействуют с водой.

Аэрация используется в самых различных целях:

Вода насыщается кислородом, который необходим для жизнедеятельности живых существ и растений.
Примеси железа, которые содержатся в воде , окисляются («обезжелезивание»).
Вредные газообразные примеси – оксида углерода, сероводорода и других- удаляются

Устройство поля фильтрации и механизм работы

Очистка стоков на поле аэрации происходит так:

Канализационные воды обеззараживаются в очистных сооружениях путем удаления из них жировых компонентов, крупных механических примесей и прочего мусора.
Эта жидкость из канализационных отстойников попадает на поля фильтрации, где происходит её окончательная очистка в результате воздействия анаэробных бактерий.
Проходя сквозь землю, сточные воды еще раз фильтруются. До водоносных горизонтов под землей доходит очищенная вода, которая пригодна для повторного употребления и для пищевых нужд.

Поля фильтрации состоят из отдельно подготовленных участков, карт. Карта занимает территорию от нескольких акров до 2-3 гектаров. Размеры дренажной площадки зависят от объема подаваемых сточных вод.

Поверхность карты почти плоская, чтобы избежать скопления стоков в одном месте. По периметру карта окружается валами высотой до 1м. Они препятствуют прорыву стоков за пределы полей аэрации.

Поле аэрации для септика создают на почвах различного типа:

Фильтрация проводится в дренажной подушке из щебня. Сточные воды подаются на нее по трубам. На поверхность дренажа в трубах делаются пропилы для попадания воды. Вся конструкция засыпается землей. Трубопровод не должен быть виден на поверхности.

Особенности фильтрации

Сброс вод происходит с определённой частотой. Это необходимое условие для создания фильтрации – уход влаги из почвы и заполнения пор грунта воздухом. Если эти условия внутри почвы не создаются, то не происходит биологическая очистка сбросов.

Слой почвы во время слива стоков не должен превышать 30см летом, зимой допускается образование льда на полях до 70-80см.

Различные примеси остаются в почве, попадая в слой песка. Затем очищенная вода попадает в нижние слои грунта, а примеси остаются в верхних слоях. Под взаимодействием кислорода и микроорганизмов частицы превращаются в минеральные соединения, безопасные для человека и окружающей среды.

Аэрационные поля не пригодны для ведения сельскохозяйственной деятельности из-за высокого содержания сточных вод, из-за необходимости регулярного вспахивания полей аэрации, чтобы насытить грунт кислородом для и предотвратить забивку почвенных пор в результате заиливания.

Полная вспашка территории необходима после каждого сброса стоков, так как почва в результате воздействия воды становится уплотненной, и доступ воздуха внутрь грунта замедляется.

Размеры нагрузки на фильтрационные поля устанавливаются нормативными актами. В сутки каждый гектар должен пропускать не больше указанного объёма, для каждого вида грунтов:

Для песчаных– от 70 до 130м3.
Для супеси – от 50 до 70.м3
Для суглинистых почв – 40-70м3.

На глинистых почвах фильтрационные карты не устраивают из-за слабой способности этого вида почв фильтровать сточные воды.

При небольших объёмах сбросов устраивают подземные фильтрационные поля. Очищенные стоки идут под воду из отстойников-септиков.

Достоинства и недостатки полей фильтрации

Минус биологической фильтрации – это использование земельного участка не в полной мере. На этом участке земли невозможны будут ни посадки деревьев, ни строительство хозяйственных сооружений.

Достоинство этой системы — это ее экологическая и биологическая безопасность. Биологическая фильтрация дает возможность не использовать химическую очистку канализации и получать естественным путем удобрения для сада и огорода.

Так же у хозяев частного дома есть возможность сэкономить на постоянной откачке канализационных вод. При использовании в качестве септика твердой герметичной емкости, в которой канализационные стоки очищаются бактериями, улучшается качество очистки.

Проблема рекультивации

В мегаполисах и вокруг них остро стоит вопрос рекультивации старых фильтрационных полей. Они засыпаются привозной почвой, лишённой вредных примесей.

Санэпидемстанция проверяет почву на опасность для окружающей среды. Если данный участок признают не опасным, то отсыпку грунта могут и не делать. Бывшие поля фильтрации используются для разных нужд, в то числе для сельскохозяйственных или промышленных надобностей.

Большие города, испытывающие нехватку территорий, в последние годы застраивают старые поля фильтрации жилыми комплексами. Наиболее показательный пример – Люберецкие поля, находящиеся в Подмосковье. С 2011 года там организовано строительство жилых многоквартирных домов.

Люди, проживающие в этом районе, жалуются на вредное влияние остатков стоков на окружающую среду. Так замеры санитарного надзора не обнаружили превышений нормы по содержанию вредных веществ в почве и воздухе. Но присутствие некоторых небезопасных химических веществ находится на критическом уровне.

Источник