Вакуумная канализация — тема данного материала, актуального для многих жителей нашей планеты, ведь по данным ученых 11% жителей Земли, страдает от дефицита питьевой воды, в то время как в развитых странах сложилась ужасающая ситуация  традиционного расточительного водопотребления. В среднем ежедневно человек потребляет 120 литров воды, а использует он только   3 литра для питья. Остальное в виде слабо очищенных стоков сливается в отхожее место. Итого за год,  в масштабе одной страны  это выливается, в буквальном смысле, более  чем в миллиард тонн воды.  Именно в  этом, а не в росте водозабора  и заключается главная причина проблемы обеспечения  планеты пресной водой.

Пути решения проблемы предложили ученые Института междисциплинарного инжиниринга и биотехнологии Общества Фраунгофера (Штутгарт) в комплексном проекте «DEUS 21», где  представлены неординарные способы утилизации отходов человеческой жизнедеятельности.

Суть  этого проекта заключается в следующем:

• в вакуумной канализации,
• во вторичном использовании воды,
• в производстве биологического газа  путем переработки канализационных стоков,
• в дальнейшем использование  этого газа в системе отопления.

Вакуумная канализация,  в отличие от гравитационной и напорной, работает за счет создаваемой разницы давления в трубах и в приемных устройствах (унитазах).  Давление в трубах из-за  отсутствия воздуха равно нулю, а  в унитазе давление атмосферное. Работа этой канализационной системы  аналогична  работе обычного пылесоса, только в этом случае всасывается не пыль, а отходы жизнедеятельности человека.  С подобной системой  все хорошо знакомы по  авиационным перелетам.

Система вакуумной канализации стоков обладает  значительными преимуществами:

1. Минимальный расход воды при одновременной экономии труб, так как диаметр водопровода уменьшается в 2-3 раза. В стандартных  унитазах  одноразовый расход воды  составляет в однорежимном устройстве  6 литров,  в двухрежимных устройствах – 4 и 8 литров. В новой системе на один  смыв  уходит 0,5-1 литр.
2. Вакуумная система  обеспечивается небольшим количеством насосов  незначительной мощности.
3. Из-за малых  диаметров труб  канализация уже не будет местом обитания  тараканов, крыс и  других  бытовых  «спутников»  человека.

В этой же конструкции предусмотрено и устройство очистки  дождевой воды в  виде элемента ливневой канализации, состоящее из малогабаритной установки биологической анаэробной (бескислородной) очистки. Разработчики этого устройства гарантируют на выходе  качественную питьевую воду.  Хотя вряд ли кто-то  решится  использовать ее для этих целей, но для технических нужд  она вполне пригодна.  Поэтому допустимо  ее применение в системе водоснабжения, в том числе и горячего, отопления и для полива приусадебного участка.

Эта же вода,  попадающая в вакуумную  канализацию, в дальнейшем проходит вторичную переработку в отдельном, полностью анаэробном септике. В мембранном  безнасосном биологическом реакторе, который  является основным  конструктивным элементом  этого септика, происходит разложение бытовых  отходов, представляющих собой смесь   воды и других субстанций.  В результате этого разложения происходит  выделение  биологического газа – соединение метана и углекислого газа. В реакторе на вращающихся дисках  находятся керамические мембраны, благодаря движению   которых предотвращается образование бактериальной пленки, размножение микроорганизмов и стоковые потоки разделяются на фракции. Срок эксплуатации этого устройства  рассчитан  на многие десятилетия.

Перед выходом из реактора вода также пропускается  через отверстия этих мембран (размером от 0,2 мкм до 60 нм),  в дальнейшем происходит  отцеживание и взвешенные частицы, бактерии обратно возвращаются в биореактор. Биологический газ тут же поступает в специально предназначенный для этого топлива отопительный  котел.

Неординарность  предлагаемой системы в том, что биологический реактор способен пропускать через себя во много раз больший расход органических отходов на единицу воды, чем используемые  сегодня септики. При нормативно минимальном расходе воды процентное содержание органических отходов намного возрастает.

Для увеличения объема производимого газа, пользуясь устойчивой способностью биореактора перерабатывать стоки с различным содержимым, в вакуумную канализацию сливают и  органические отходы с кухни, очищенные от твердых частиц.  Твердые отходы поступают для переработки в специальный шредер, прикрепленный под раковиной, как когда-то ведро помойное. Неразлагаемые отходы в  виде  солей фосфора и аммония из мембранного биологического реактора  будут извлекаться не чаще одного раза в год и использоваться  как удобрение.

Предполагаемый срок окупаемости данной системы  в Германии с учетом текущей стоимости газа и воды 7-8лет,  а когда начнется ее массовое производство, гораздо меньший срок.

В заключении отметим, что перспективность данной разработки подтвердили и отечественные специалисты, однако заметили при этом, что например такие системы, как биостанции Топас, еще долго будут удерживать лидерские позиции на местном рынке ввиду своих потребительских свойств с учетом ценового фактора.