Система топас принцип работы: Септик Топас: принцип работы и установка — Info-Bestlife.Ru

Содержание

Принцип работы | О системе ТОПАС

Внимание! Заводская гарантия действует только на оборудование купленное у официального дилера.

Принцип действия и устройство

установок очистки сточных вод ТОПАС

Установка очистки сточных вод «ТОПАС» — это уникальное устройство для очистки бытовых сточных вод, разработанное российскими специалистами из компании «ТОПОЛ-ЭКО». Эта разработка основана на принципах, которые некоторое время казались фантастикой, но сегодня воплотились в жизнь! Система автономной канализации «ТОПАС» производит очистку бытовых сточных вод при помощи мельчайших микроорганизмов, которые абсолютно безопасны для природы и человека.

Не касаясь пока устройства системы очистки сточных вод «ТОПАС», мы в нескольких словах расскажем вам о преимуществах биохимического метода очистки воды.

В воде, прошедшей биохимическую обработку, полностью устраняются все органические вещества. Устройство очистного сооружения таково, что очищенная вода становится прозрачной, она не загнивает и не выделяет неприятного запаха.

Основная часть работы совершается специальными микроорганизмами, устраняющими из воды все вредные элементы.

Непосредственно устройство установки очистки сточных вод «ТОПАС» предельно простое, оно доступно показано на приведённой ниже схеме. Давайте рассмотрим устройство очистного сооружения подробнее, пройдя вместе со сточной водой весь путь внутри устройства.

Прежде всего, сточная вода попадает в приёмную камеру установки очистки сточных вод «ТОПАС». Согласно схеме устройства очистного сооружения, именно здесь происходит начальный, предварительный этап очистки. После этого уже немного очищенная вода закачивается в аэротенк при помощи эрлифта. Именно там происходит главное очистительное действо – органические соединения разрушаются окислением с использованием активного ила.

Устройство очистного сооружения «ТОПАС» предусматривает перемещение смеси чистой воды и активного ила во вторичный отстойник, называемый пирамидой. Там ил опускается на дно, а очищенная вода вытекает из очистного сооружения. Устройством очистного сооружения предусмотрено многократное использование активного ила. После отработанного цикла, он возвращается в аэротенк. Только после нескольких полных циклов отработанный ил утилизируется.

Установка очистки сточных вод «Топас» является очень экономичной системой, которая позволяет гарантировать полную очистку сточной воды. Ведь именно биологический метод очистки является самым эффективным и современным методом. Устройство очистного сооружения позволяет использовать всё несколько раз. Даже отработанный активный ил можно применять в качестве удобрения.

Описанная конструкция максимально эффективна и при этом достаточно проста и надежна. Наилучшим способом очистки бытовых сточных вод является биологический, ускоренный природный процесс.

Закажите профессиональный выезд специалиста для обследования объекта:

Звоните по телефону (473) 251-46-24

Ещё важно:

ТОПАС в наличие на нашем складе в Воронеже — доставка в любое удобное для вас время
Гарантия на ТОПАС 3 года — сервисный центр в Воронеже
Компания Гидросистемы — официальный дилер ТОПАС с 2008 г.

принцип действия автономной канализации Топас, как работает, схема работы

Содержание:

1. Как устроен септик Топас

2. О схеме и принципе работы
3. Как работает очистка в септике Топас
4. Активный ил, как важный элемент автономной канализации

Мир меняется. И на смену всему устаревшему приходят все новые и новые разработки. Это касается любой сферы жизнедеятельности человека. Казалось бы, такой простой вопрос для собственников загородных домов – как обустроить канализационную систему. Еще каких-то несколько лет назад в большинстве случаев решением становилась обычная выгребная яма. Чуть позже ее начали вытеснять более совершенные устройства по очистке стоков. И вот, главное достижение инженерной мысли – это септик.

Он не просто способен собирать сточные воды, но и прекрасно справляется с функцией их очистки и утилизации. Правда, септиков существует бесчисленное множество: от самых примитивных до ультрасовершенных. Как не ошибиться с выбором? Как вариант – довериться уже проверенным временем моделям септиков. Например, септик Топас. В чем же заключается принцип работы септика Топас? Разберемся подробно.

Как устроен септик Топас

Начнем с того, что такой септик – это целая локальная станция, которая способна осуществлять глубокую биологическую очистку любых сточных вод.

Причем этот современный агрегат можно подстраивать под запросы любого собственника участка. Модификация септика легко изменяется согласно требованиям и пожеланиям. Также широкий ассортиментный ряд моделей этой категории может решать любые задачи, даже в условиях твердого глинистого грунта или постоянно низких температур воздуха. Принцип работы септика Топас основан на том подходе, что он весьма неприхотлив. И, несмотря на это, показывает высокую степень производительности.

Так, подобный септик запросто может обслужить как, скажем, небольшую семью из трех человек, так и загородный дом с постоянным числом проживающих до 150 человек. Это колоссальные цифры, которые говорят о том, что септик запросто справляется с большим количеством сточных вод. Также септик без труда осилит до 24 кубометров стоков в сутки.

Или, скажем, справится с «залповым» сбросом сточных вод в объеме до 4500 литров. Поэтому септик Топас можно использовать и для обслуживания сразу нескольких домов, что облегчает задачу владельцам каждого дома в отдельности (прочитайте также: «Септик Топас: обслуживание и чистка своими руками»).

Более того, септик подойдет также для обеспечения работы канализации целых турбаз, курортных зон, жилых кварталов, предприятий. Все благодаря таким широким возможностям септика Топас, его высокой продуктивности.

Принцип работы септика Топас, по словам специалистов, имеет ряд весомых преимуществ.

А именно:

Этот септик очень компактен. Поэтому легко найти для него на участке место, а также несложно установить.
Степень очистки стоков доходит до 99%.
Не требуется большого количества электроэнергии для его эксплуатации.
Септик работает самостоятельно, в автоматическом режиме, без вмешательства человека.
Работа его происходит без звуков, гула или шума.
Отсутствуют неприятные запахи, свойственные работе многих канализационных систем.
Септик представляет собой полностью герметичный резервуар с отличной гидроизоляцией.

Если говорить о видах септика Топас, то обычно выделяют однокорпусные и двухкорпусные.

На фото можно увидеть двухкорпусную модель.

Важно отметить, что принцип работы автономной канализации Топас основан на использовании электроэнергии. И без нее нормальное функционирование системы окажется под вопросом. Даже больше – попытка запустить Топас без электричества чревата негативными последствиями, например, застоями и засорами в трубах.

Почему? Все потому, что септик Топас – очень сложное устройство. Электричество необходимо для работы отдельных его элементов. Вот, к примеру, насос, установленный в нем, функционирует только при подключении в сеть. Впрочем, этот механизм работы и обеспечивает устойчивое и качественное выполнение септиком своих задач.

О схеме и принципе работы

Теперь разберемся, как работает септик Топас. Уже говорилось, что такой септик запросто очищает стоки до 99%. Это очень высокий показатель. За счет чего он достигается? Септик имеет четыре рабочие камеры. Внутри каждой – свой способ очистки сточных вод, основанный на работе разных механизмов.

Кроме того, любой септик не обходится без микроорганизмов, которые «питаются» отходами, тем самым уничтожая грязные осадки в стоках.

Первая камера сточные воды собирает. Также производится их первичная очистка. Здесь установлены специальные фильтры, которые поглощают твердые частицы, неспособные раствориться в воде. Работа такого устройства как аэротенка заключается в том, чтобы не допустить застаивания частиц и всплывших на поверхность масляных пленок. Аэротенка выпускает в емкость потоки воздуха под давлением, в результате усиливается циркуляция содержимого в септике и происходит фильтрация.

В следующих камерах с помощью усилий бактерий идет активное разложение органических соединений и продолжается очистка воды. Причем, например, вторая камера имеет форму пирамиды. Это позволяет осадкам попадать на дно, а не застаиваться вдоль стенок корпуса.

Еще стоит обратить внимание, что схема работы септика Топас включает такое устройство, как эрлифт.

Этот небольшой агрегат в Топасе занимается транспортировкой ила, воды и других примесей в специально отведенный для каждого из них резервуар. Читайте также: «Монтаж септика Топас своими руками — подключение по проверенной схеме».

Как работает очистка в септике Топас

Выделяют четыре основных этапа работы конструкции:

Стоки попадают прямиком в первую камеру. Здесь происходит грубая первичная очистка. Сточные воды разделяются на ил, легкие частицы, которые всплывают к поверхности и, собственно, воду.
Ко второму этапу стоки подходят уже на 40% очищенные. Они перемещаются во вторую, пирамидальную камеру. Здесь на них активно воздействуют бактерии и микроорганизмы, поглощая органические частицы. Аэробные процессы заставляют стоки еще раз пройти через разделение на мелкие и более мелкие частицы, которые также всплывают к поверхности. А ил вновь опускается на дно.
Затем вода через эрлифт и с помощью насоса идет в третью камеру. На втором этапе она очистилась еще на 30%. Теперь ее ждет новая «атака» бактериями. Образующийся ил вновь опускается на дно. К слову, третья камера тоже обычно имеет форму пирамиды, что позволяет илу легко оседать, не задерживаясь на стенках. Кстати, от ила и вторую, и третью камеры нужно периодически чистить. Делать это легко, главное, не запускать! Ведь переполнившись илом, камера будет не способна выполнять свои функции. Это может привести к сбою всей канализационной системы.
Вновь с помощью насоса и эрлифта вода перемещается теперь уже в последнюю, четвертую камеру. Вода проходит оставшуюся доочистку. Далее через дренажную систему сбрасывается в грунт.

Активный ил, как важный элемент автономной канализации

Стоит отдельно остановиться на разговоре об активном иле. Каждая модель септика Топас имеет в своем «арсенале» такой ил. Ведь он является важным элементом в борьбе с загрязненными стоками. Можно даже без преувеличения сказать, что принцип действия септика Топас имеет в своей основе именно функционирование активного ила как важного элемента системы.

Чем он так важен? Все дело в том, что активный ил – не что иное, как масса живых микроорганизмов. Они играют важную роль в переработке сточных вод, в их разделении на ил, воду и легкие частицы. Иногда такой ил называют аэробными бактериями, что отражает ту же самую суть.

Специалисты отмечают, что все бактерии в септиках делятся на аэробные и анаэробные. Отличие в том, что аэробные бактерии действуют только под воздействие воздуха, а анаэробные «работают» без него. К слову, в Топасе есть воздушные пузырьки, они и активируют деятельность аэробных организмов.

Если вы хотите, чтобы ваш септик Топас долго прослужил, не стоит сбрасывать с канализационную систему большое количество «химии»: чистящих средств, щелочей, кислотосодержащих препаратов. Это может погубить бактерии. Кроме того, нельзя сбрасывать в канализацию любые твердые предметы, которые вообще не способны раствориться в септике. Пластик, керамика, полиэтилен – тоже под запретом для топаса.

Эти материалы способны нарушить качественное функционирование системы или просто засорить трубы. Ведь в септиках отсутствуют режущие элементы, которые могли бы измельчить такие твердые небольшие предметы.

Теперь, зная все об устройстве септика Топас, вы сможете определиться, нужна ли вам такая система на участке. И если да, то остается лишь выбрать, какая модификация Топаса подойдет больше всего именно для вашего загородного дома.

характеристики, преимущества и недостатки, видео

Предлагаемые сегодня канализационные системы должны отвечать большому количеству требований. Наряду с высокой эффективностью они должны отличаться надежностью и безопасностью в работе. Среди представленных на рынке моделей особо стоит выделить систему Топас, представляющую собой автономный канализационный комплекс, который обладает всеми названными характеристиками.

Технические параметры канализационного комплекса Топас

Стоит отметить, что в последние годы Топас завоевал высокую популярность среди потребителей. Причина этого заключается в наличии у него большого количества значимых характеристик:

небольшие габариты – при размещении комплекса приходится выделять для него не более одного квадратного метра;
во время монтажа септика у владельца есть возможность выбрать для него место по своему желанию. Главное, чтобы там можно было обустроить канализационные стоки;
отсутствие сложностей с удалением воды, которая подходит для применения в качестве полива либо иных нужд;
простота эксплуатации и обслуживания системы. При возникновении необходимости в выполнении подобных работ владелец может справиться с этой задачей самостоятельно.

По мере использования системы в резервуаре будет собираться ил, который может служить в качестве органического удобрения.

Преимущества

Отличительной особенностью септика Топас является наличие набора определенных достоинств, за счет чего он выгодно отличается на фоне конкурентов.

крышка находится над уровнем земли, за счет чего у владельца не возникает проблем с доступом к внутреннему устройству септика;
в конструкции предусмотрен надежный корпус, который эффективно справляется с задачей сохранения тепла;
в системе предусмотрена возможность отвода очищенной воды естественным путем, что избавляет от необходимости использования насоса;
благодаря наличию в септике воды система остается на месте, что исключает резкие смещения и подъем ее над поверхностью.

Недостатки

В то же время канализационная установка Топас не лишена определенных минусов, которые должен учитывать каждый покупатель, решивший установить ее в своем загородном доме. Среди них наиболее значимыми недостатками являются следующие:

работа системы возможна только при наличии тока в электросети. В случае возникновения перебоев в подаче электроэнергии происходит отключение установки. Подобным минусом обладает подавляющее большинство автономных систем канализации;
высокая стоимость, причина чего обусловлена высокими затратами на производство асептика.

Принцип работы автономной канализации Топас

Действие канализационной установки Топас основывается на использовании биологического метода очистки сточных вод. Для удаления из загрязненных стоков фекалий используют аэробные бактерии. В плане своей реализации это процесс отличается достаточной простотой.

Унося вместе с собой органические загрязнения, сточные воды оказываются в септике, для транспортировки которых туда используется трубопровод. Попав в первый резервуар, они сталкиваются с активными бактериями, которые начинают производить очистку. Для ускорения процесса разложения в емкость в непрерывном режиме поступает кислород, обеспечиваемый аэротенком.

Благодаря снабжению кислородом создаются благоприятные условия для ускоренного разложения фекалий, жира, остатков пищи, отводимых в канализацию. Использование подобной системы позволяет очистить воду от загрязнения на 99% с минимальными затратами времени. На основании этих показателей можно с высокой степенью достоверности утверждать, что рассматриваемый септик обладает высокими экологическими характеристиками.

В плане уровня очистки стоков с использованием канализационной системы Топас обеспечивается полное удовлетворение требований действующих норм и стандартов. С помощью подобной установки можно эффективно организовать полный цикл очистки сточных вод. Стоит заметить, что во время очистки сточных вод, которая проходит непосредственно в самой установке, исключается взаимодействие воды окружающим пространством.

Особенности автономной канализации Топас

При правильном монтаже автономная канализация Топас способна эффективно выполнять свои задачи вне зависимости от климатических условий. Подобная особенность ее применения связана с наличием высоких экологических характеристик, а также отсутствием проблем в эксплуатации. Подавляющее большинство потребителей останавливают выбор на системе Топас, учитывая, что можно с ее помощью наиболее качественно и в короткие сроки решать проблему очистки стоков.

На текущий момент, на рынке септики Топас представлены в нескольких вариантах исполнения. Наибольший интерес проявляется как модификации топас 5 и топас 10. Присущие им эксплуатационные параметры дают возможность применять их в определенных условиях, для которых они создавались. Если говорить о модели топас 5, то основное предназначение заключается в обслуживании дач. Модификация топас 10 является востребованной канализационной системой среди собственников загородных домов. Если анализировать ассортимент септиков подобной марки, то в нём можно встретить и такие модели, при помощи которых можно эффективно решать задачу очистки стоков, возникающую на таких объектах, как гостиницы и коттеджные поселки.

Особенности септика Топас 5

Если оценивать все модели, которые представлены в ряду этого производителя, то модель Топас 5 отличается минимальным показателем мощности. В первую очередь подобная модификация пользуется популярностью среди собственников дач и небольших загородных домов. Рассматриваемая установка демонстрирует мощность на уровне 1 кубометр воды, который очищается без использования реагентов.

Среди особенностей этой модели следует выделить возможность использования в непрерывном режиме либо для эксплуатации в течение определенного времени года. Среди всех достоинств, которыми обладает подобный септик, следует выделить то, что ему под силу обеспечивать очистку воды высокого качества при соблюдении технологии монтажа. По мере работы септика наблюдается фильтрация твердого осадка, который аккумулируется на дне емкости.

Довольно часто владельцы подобных канализационных систем используют ил в качестве удобрения для выращиваемых культур на садовом участке. Обладая довольно высоким показателем мощности переработки, подобная модификация септика требует для работы небольшое количество электроэнергии. В плане энергозатрат она не отличается от обычной лампочки.

Если монтаж канализационной системы планируется выполнить в местах, где часто наблюдаются перебои в подаче энергии, то этот септик можно применять в сочетании с электрогенератором.

Рассматривая другие преимущества, присущие этой системе, следует выделить отсутствие необходимости в дополнительном добавлении в систему новых порций бактерий. Достаточно один раз их посадить туда, чтобы они начали самостоятельное размножение. Однако для этого им потребуется питательная среда, роль которой могут исполнять отходы жизнедеятельности человека, транспортируемые в емкость. Благодаря принципу самотека, положенного в основу работы септика, воды после прохождения системы направляются в сточную канаву или на дренажное поле.

На этапе создания модификации Топас 5 изначально предполагалось использовать ее для обслуживания стоков, отводимых из душевой кабины, унитаза и двух раковин. В то же время эту модель можно использовать и для загородного дома при условии, что количество проживающих в нем людей не превышает 5 человек.

Основной принцип отвода стоков

Иногда вблизи участка отсутствует естественный водоем или овраг, в который могли бы поступать канализационные стоки. В этом случае владельцу придется подумать о создании фильтрационной площадки. Чтобы этот элемент канализационной системы эффективно справлялся со своей задачей, следует обратить внимание на следующие моменты:

глубина промерзания грунта;
уровень поверхностных вод;
уровень грунтовых вод.

Еще до того как приступить к установке септика, следует решить вопрос с вариантом отвода очищенных вод. Применительно к модификации Топас 5 следует подумать о месте, в которое будет ежедневно выводиться 1000 литров. При наличии возможности в качестве места для отвода воды может использоваться канава. В случае ее отсутствия необходимо подумать о создании фильтрационного колодца.

Советы по эксплуатации септика Топас 5

Чтобы септик на протяжении длительного времени эффективно очищал сточные воды, нужно соблюдать правила инструкции по эксплуатации:

позаботиться о том, чтобы в систему не проникали агрессивные вещества в виде кислот, щелочей, спирта, лекарственных средств, так как это может привести к уничтожению бактерий;
запрещается выбрасывать в систему канализации гнилую пищу, поскольку это может стать причиной возникновения неполадок в работе септика;
если прекратилась подача электричества, необходимо свести к минимуму количество сбрасываемой воды. Если емкость будет переполнена грязными стоками, они в итоге окажутся на участке;
необходимо следить за тем, чтобы в стоки попадало минимальное количество песка и земли. Если в системе окажутся вещества неорганического происхождения, то это может ухудшить эффективность ее работы;
очень важно регулярно выполнять сервисное обслуживание системы очистки, основные мероприятия которого сводятся к замене фильтров и иных ключевых элементов.

Среди предлагаемых сегодня на рынке систем очистки канализации одним из наиболее предпочтительных вариантов является септик Топас. Подобные установки предназначены для обслуживания загородных домов, где они превосходно справляются со своей задачей. Во многом эффективность их работы связана с наличием большого количества преимуществ.

При использовании подобной автономной системы можно гарантировать высокий уровень очистки стоков, которые превращаются в воду, удовлетворяющую всем требованиям экологических стандартов. Обработанная подобным образом вода может находить применение в хозяйстве, что не будет сопряжено с каким-либо риском для здоровья. Применение находит и ил, который собирается на дне резервуара. Это вещество может применяться в качестве прекрасного удобрения. Доступные на многих сайтах видео инструкции по использованию септика Топас позволяют получить подробное представление о принципе работы системы очистки и сделать правильный выбор.

Септик Топас — принцип работы и устройство: видео и отзыв

Кажется, ещё совсем недавно, отстойные колодцы были единственным способом организации канализации в частных домах при отсутствии централизованной системы. Но всё это создавало определённые неудобства и трудности. Поэтому сегодня, когда уже есть другие варианты, абсолютное большинство отказалось от отстойников в пользу более современных решений. Септик Топас — один из лидеров в линейке современных очистительных систем. Каков принцип работы септика Топас и как он работает? Ознакомьтесь с устройством, принципиальной схемой, посмотрите видео о септике Топас и прочитайте мой отзыв о работе этой станции водоочистки.

Содержание статьи

1. Что такое септик Топас и принцип его работы

По вполне понятным причинам сейчас все настоятельно рекомендуют использовать экологичные очистные сооружения, которые работают более функционально, чем отстойные колодцы, которые используются только для приема и содержания сточных вод. Современные очистные установки идут на один шаг дальше — сточная вода собирается в приёмное отделение, а затем обрабатывается в системе биологической фильтрации, что на выходе даёт очищенную воду, абсолютно безопасную для окружающей среды. Такая вода может сбрасываться на грунт или набираться в отдельный резервуар и повторно использоваться, например, для поливки растений в огороде или саду. Принцип работы септика основан на многоступенчатой фильтрации сточных вод и их очистке активным илом в специальных условиях кислородного насыщения.

2. Общее устройство септика Топас

Давайте разбираться без сложных терминов и лишних деталей. Всё по порядку. Схема работы этой автономной канализации довольно проста. Сначала стоки из канализации попадают в первую, приёмную камеру — камеру предварительной очистки.

Приёмная камера септика Топас

Далее с помощью специального устройства (насоса — эрлифта) стоки из приёмной камеры через трубку перекачиваются во вторую камеру — аэротенк (на фото ниже это короткая зелёная гофрированная трубка слева). При этом происходит механическая очистка стока. Механическая очистка (первый этап) производится за счёт фильтрации стоков в приёмной камере (видите на фото большую серую трубу, которая напоминает канализационную? В своей нижней части в ней проделано большое количество отверстий, которые не дают возможность попасть к эрлифту крупным фракциям стоков).

Аэротенк Топаса с активным илом — «сердце» станции очистки

Что происходит во второй камере — аэротенке? В аэротенке стоки подвергаются аэрации, то есть компрессор пропускает через камеру пузырьки воздуха, наподобие как это делает компрессор в аквариуме. Кроме этого, именно в этой камере, идёт обработка стоков активным илом (точнее бактериями, которые в нём содержаться), который довольно быстро подвергает разложению все составляющие стоков (в принципе аэрация нужна в основном для насыщения кислородом активного ила, что позволяет ему лучше взаимодействовать с компонентами стоков и быстрее их разлагать). После этого стоки, практически очистившись, попадают во вторичный отстойник.

Вторичный отстойник септика Топас

После попадания во вторичный отстойник очищенные стоки перемещаются в другое отделение. С поверхности вторичного отстойника наиболее чистая вода собирается в приёмник напоминающий отдельную коробочку и по Г-образной трубке перетекает в отсек дренажного насоса (такая комплектация дополнительным отсеком дренажного насоса производится по желанию заказчика).

На фото дополнительно скомплектованный отсек дренажного насоса

По мере заполнения дренажного отсека, дренажный насос откачивает воду наружу через трубку (белая трубка). Для определения уровня срабатывания дренажного насоса, к насосу присоединён выключатель типа «лягушка».

Необходимо обязательно сказать, что такой принцип работы и комплектация рекомендованы при отсутствии возможности фильтрации (сброса) очищенных стоков непосредственно в грунт (например глинистая почва, отсутствие уклонов и т.д.). Имеется ввиду слив стоков на грунт из отсека дренажного насоса. Если же такая возможность имеется, то сброс очищенной воды происходит из вторичного отстойника по отдельному выходу через специальный дренажный патрубок ! При этом, при недостаточном поступлении стоков в приёмное отделение, часть очищенной воды всё равно перекачивается из вторичного отстойника в камеру стабилизации активного ила, а оттуда, переливом, опять в приёмное отделение. Таким образом происходит круговая очистка стоков.

Внешний вид устройства станции

3. Как сделать дренаж для Топаса?

Так как мы довольно редко бывали в доме, где был смонтирован Топас, то сначала мы обошлись небольшой и не глубокой ямкой для приёма очищенных стоков и этого вполне хватало. Но обильные дожди и наше временное, но длительное проживание, а значит и постоянное использование Топаса, привели к тому, что вода из выкопанной не далеко от станции ямки, стала плохо впитываться в грунт и дренировать, а точнее почти совсем перестала впитываться.

Сооружение временного дренажа

Первым делом, я просто прокопал канавку побольше, чтобы увеличить площадь впитывания. Побольше мягко сказано. Я увеличил площадь впитывания в несколько раз. По началу это дало определённый ожидаемый эффект, но, к сожалению, не надолго.

На фото: не глубокая траншея в роли временного дренажа для отвода стоков из станции

Как показала дальнейшая эксплуатация моей дренажной траншейки, её явно было не достаточно и конструкция дренажа не отвечала необходимым требованиям. Во-первых, вода, выливаясь из станции под напором, размывает берега канавы, таким образом грунт сползает в воду и канава становится мельче. Во-вторых, сложно выдержать необходимый для стока уклон, так как грунт суглинок во влажном состоянии представляет собой жижу, а в начале канавы, где грунт размывается сильнее всего, образуется болото, где скапливается основная часть воды. Дальше этого болота вода перетекает очень медленно и дренажная канава работает совсем плохо.

Поэтому я решил пока (то есть временно) уложить в свою канаву дренажную трубу и посмотреть, как будет работать дренаж в таком виде. А следующей весной всё разберу, что совсем несложно, и сделаю правильный дренаж. Пока труба, вроде бы, справляется, болота нигде нет.

На фото улучшенный с помощью дренажной трубы временный дренаж для отвода воды

Что я буду делать и как я планирую делать капитальный дренаж на постоянной основе?

В идеале нужно сделать заглублённый солидный дренаж, выкопав траншею шириной не менее 1 метра и глубиной также не менее метра, в траншею засыпать песок и щебень, уложить геотекстиль, чтобы глина с боков не проникала в дренаж, а также уложить специальную перфорированную дренажную трубу, длиной около 15 метров. Но в этом году я полноценный дренаж не планировал делать, так как нужно закупить достаточно много материалов, подумать куда деть как минимум 15 кубов лишней глины. А вот в следующем обязательно сделаю всё как положено.

4. Почему Топас: отзыв после полтора года работы

Если подойти к названиям по профессиональному, то сейчас на рынке можно выделить два класса оборудования автономной канализации: септик и аэрационная установка. В двух словах разница между ними в том, что в септике процессы происходят естественным образом, благодаря этому септик устроен очень просто, и ему не требуется электричество. Однако очистка стоков септиком не идеальна, со временем в нём накапливается ил, который нужно откачивать, например, ассенизаторской машиной. Аэрационные установки устроены сложнее, в них компрессор прогоняет воздух в определенном программой режиме через содержимое установки, что повышает степень очистки, таким образом, нет необходимости откачивать ил из установки (ну если только вы совсем редко пользуетесь канализацией, то иногда излишний ил удалять придётся — но опять же с помощь встроенного насоса и очень редко).

Отзыв о работе Топас

Топас выбрал именно потому, что не нужно откачивать, а значит можно поставить где удобно, а мне было удобно поставить его позади дома. Также в пользу выбора сыграло то, что модель уже проверенная и в интернете много отзывов и советов по эксплуатации. Что касается модели, то был выбран Топас-8 с принудительным выводом очищенной воды. Модель на 8 человек выбрана в первую очередь потому, что у нас большая ванная, которой мы пользуемся каждый вечер. Топас-8 в отличие от младшей модели Топас-5 спокойно переносит слив ванной. Принудительный вывод воды удобнее, чем самотёчный, так как есть больше способов отвода очищенной воды от станции.

Как владелец этой автономной канализации, после 1,5 лет её эксплуатации, ни чего плохого сказать о её работе не могу! Даже при желании не смог бы что-нибудь вспомнить негативного. Более того приобретал Топас основываясь на опыте 4-ёх летней эксплуатации сего агрегата моим соседом, отзывы которого и сподвигли меня сделать именно такой выбор. Ни чего не могу сказать об аналогах, так как практическое взаимодействие имел только с Топасом. Один раз я заменил сигнальную лампочку в защитном светильнике и всё. Сосед, тот менял и сам светильник (треснул почему-то).

По обслуживанию устройства: отдельная история. Если кратко, то теперь делаю это сам. Ничего сложного в этом нет, можно и без мойки высокого давления, хотя у меня такая есть и я ей пользуюсь. А от услуг специалистов одной очень важной организации по обслуживанию станций очистки я отказался через пол года после заключения договора с ними. Но об обслуживании чуть позже. А так, если без излишних рассуждений, хорошая вещь — рекомендую.

5. Септик Топас : принцип работы видео

Посмотрите короткое видео в котором рассказывается о принципах работы станции биологической очистки.

Септик Топас — принцип работы и устройство: видео и отзыв

Общие сведения

Производительность у септиков Топас разная. При покупке ориентируются на цифру в названии модели. Например, Топас 5 предназначен для очистки бытовых стоков от пяти человек, а Топас 9 – от девяти при условии суточного водопотребления на каждого человека 200 литров. Это усредненный объем воды, принятый в нормативах. То есть, модель 5 способна переработать за сутки 1 кубометр стоков.

Однако нужно учитывать и такое понятие, как пиковый или залповый сброс. Это объем жидкости, который может поступить в приемную камеру сооружения за короткий промежуток времени. Размеры этой камеры, отличающиеся у каждой модели, должны быть достаточными для единовременного приема большого объема воды, так как принцип работы септика Топас подразумевает поэтапную переработку стоков с их перемещением в следующий отсек только после первичного отстаивания.

У Топас 5 объем приемного отсека равен 220 литрам Источник ruza.burenie-skvazhin-cena.ru

Имея в доме несколько санузлов, нужно учитывать, что объем полной ванны уже может наполнить септик, поэтому не стоит одновременно сливать две и более, при этом запуская стиральную машинку и перемывая посуду в раковине.

Как работает

Чтобы понять, как работает септик Топас, нужно изучить его устройство. Оно аналогично для всех бытовых моделей, отличаются лишь объемы отсеков и их взаимное расположение.

Схема устройства сооружения Источник tildacdn.com

Всего в общем корпусе под крышкой находятся четыре отдельные камеры для поэтапной очистки канализационных стоков и коробка, предназначенная для размещения компрессоров и блока управления.

В приемную камеру А стоки сливаются по идущей из дома трубе 1.
На дне камеры расположены аэраторы 16, подключенные к компрессору 6 и генерирующие воздушные потоки.
Грязная жидкость под действием воздуха перемешивается с измельчением крупных включений.
При заполнении отсека А срабатывает поплавковый датчик 9.
Наиболее крупные не измельченные фракции задерживаются фильтром 2 и остаются в приемном отсеке до растворения, а насос 3 перекачивает жидкость в следующую камеру – аэротенк Б.
На пути в аэротенк установлен волосоуловитель 7, не пропускающий в него нерастворимые загрязнения – волокна ткани, волосы, пленки.
В этом отсеке также есть аэраторы, функция которых – насыщать содержимое кислородом для поддержания жизнедеятельности аэробных бактерий, присутствующих в любых бытовых стоках.

Аэробные бактерии – это примитивные одноклеточные микроорганизмы Источник cleanshop.ru

Микроорганизмы активно перерабатывают сточную жидкость, очищая её и отделяя от ила.
Пока ещё смешанная с иловыми массами вода переливается во вторичный отстойник В, где тяжелый ил оседает на дно, а отстоявшаяся жидкость выливается наружу по трубе 8, предварительно пройдя последний этап очистки через тонкий фильтр 13.

На заметку! У септика Топас принцип работы может отличаться в зависимости от способа отведения очищенной воды. Если её невозможно сливать самотеком, станцию оборудуют дополнительным дренажным насосом.

Ил, осевший на дно аэротенка и вторичного отстойника, перекачивается в последний отсек Г, откуда его периодически откачивают и утилизируют.

Иловые массы можно закладывать в компост для переработки в удобрение или вывозить ассенизаторской техникой. Осветленные на 96-98% стоки используют как техническую воду – для мытья дорожек, автомобилей, полива декоративных растений, кустарников и деревьев. Зеленные растения, а также овощные и ягодные культуры в период их созревания поливать такой водой нельзя, так как она не является бактериологически безопасной.

Очищенную воду сливают в дренажные канавы или накопительные емкости для последующего использования Источник eko-centr.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах

Из чего сделан

Основными требованиями к стенкам септиков, заглубляемых в грунт, являются их прочность, устойчивость к почвенной влаге и содержащимся в стоках агрессивным веществам. Всеми этими качествами обладает листовой полипропилен, из которого изготавливается как корпус, так и внутренние перегородки Топаз септик. Как работает этот полимерный материал в жестких условиях эксплуатации, можно посмотреть на примере полипропиленовых труб, которые прокладывают и под землей, и в бетонной стяжке.

Для внешних стенок корпуса используют листы с минимальной толщиной 18-20 мм, так как они испытывают серьезное давление грунта. Перегородки, формирующие внутренние камеры, делают из листов с меньшей толщиной. Друг с другом их соединяют методом полуавтоматической сварки. Также применяется гибка листов для уменьшения количества швов.

Сварка полипропилена Источник tibb-ev.de

Как и все другие виды пластиков, полипропилен не разрушается от воды и агрессивных канализационных стоков. Он пластичен и может возвращаться к первоначальной форме после незначительных деформаций. А его низкая теплопроводность и способность удерживать тепло позволяет обходиться без дополнительной теплоизоляции корпуса.

Чем оборудован

Устройство септика Топас таково, что он работает только при подключении к электричеству, питающему различное оборудование. В стандартный набор входят:

поплавковый переключатель;
компрессоры;
блок управления;
циркуляционный насос;
перекачивающий насос.

Модели с принудительной откачкой очищенной воды также оснащаются дренажным насосом.

Все электрооборудование отличается высоким качеством и экономичным энергопотреблением. Например, для перекачки жидкости из септика используют насосы Wilo немецкого производства, а для нагнетания воздуха компрессоры Airmac мощностью 60 Вт, которые при попеременной работе потребляют всего 45 кВт электроэнергии в месяц.

Воздушный компрессор Airmac DB-60 Источник amursk.tarabaza.ru

Остальные комплектующие также принадлежат к известным брендам. Они легко демонтируются для обслуживания, ремонта или замены, поэтому система Топаз, отличающаяся от аналогичных станций простотой и надежностью конструкции, и пользуется такой популярностью.

Как сделать дренаж для Топаса?

Сооружение временного дренажа

На фото: не глубокая траншея в роли временного дренажа для отвода стоков из станции

На фото улучшенный с помощью дренажной трубы временный дренаж для отвода воды

Что я буду делать и как я планирую делать капитальный дренаж на постоянной основе?

Модификации и маркировка

Станции очистки Топас производятся в разных модификациях, что позволяет выбрать оптимальный вариант как по стоимости, так и по условиям монтажа и эксплуатации. Изменения в конструкции не оказывают влияния на общий принцип работы.

Количество компрессоров

Установка работает в двух режимах:

прямой режим переработки и очистки стоков;
обратный режим регенерации активного ила.

Когда в приемный отсек поступает жидкость, септик работает в прямом режиме. При опустошении приемного резервуара поплавковый переключатель запускает обратный режим, позволяющий поддерживать жизнедеятельность аэробных бактерий, населяющих активный ил.

Септики стандартной комплектации оснащены двумя компрессорами, каждый из которых отвечает за свой рабочий цикл. Более бюджетная станция Топас-С оборудована одним компрессором и электромагнитным клапаном, отвечающим за перераспределение воздуха при смене режимов.

Установка с одним компрессором стоит дешевле Источник septik-dlia-dachi.ru

К минусам однокомпрессорной схемы относится более высокая вероятность поломки оборудования, работающего без перерывов и «за двоих». Кроме того, для корректной работы электромагнитного клапана в условиях нестабильной подачи электричества рекомендуется устанавливать стабилизатор напряжения.

Вентиляция системы канализации в загородном доме

К сожалению, не все хозяева загородных домов, находящихся в стадии строительства знают, что такое фановая труба, зачем она нужна, и какие функции она выполняет. Между тем, речь идет о трубе, которая соединяет стояк канализации загородного дома с атмосферой.

Если такая труба отсутствует в системе канализации вашего дома, то спадающие вниз по стояку фекалии создают выше себя разрежение. При этом вода из вышестоящих в конструкции сифонов, унитазов и раковин загадочным образом исчезает, издавая характерный чмокающий звук. Практически одновременно с этим сквозь пустой сифон внутрь дома начинают поступать весьма неприятные запахи из системы канализации.

Если речь идет о малоэтажном доме (строении до 2 этажей), то согласно действующим строительным нормативам в этом случае монтаж канализационных систем без использования фановых труб считается допустимым. Это связано, прежде всего, с небольшим объемом разовых стоков. Дело в том, что в малоэтажных строениях необходимость в применении фановой трубы может возникнуть только тогда, когда сток может в какой-то момент полностью перекрыть собой диаметр канализационной трубы.

В типичном загородном доме максимальный разовый сток формируют унитаз и ванна в момент выпуска из них воды.

При этом любой грамотный специалист подтвердит тот факт, что унитаз во всех случаях монтируется на трубе, диаметр которой составляет 110 мм. При этом диаметр спускного отверстия в сливном бачке унитаза не может превышать этого значения. Более того, в большинстве случаев диаметр спускного отверстия сливного бачка унитаза составляет всего 70 мм. Таким образом, сток от одного унитаза никогда не перекроет канализационный стояк диаметром 110 мм.

Канализационная система ванны монтируется, как правило, с диаметром трубы 50 мм, а затем переходит в стояк диаметром 110 мм. Аналогично ситуации с унитазом, проходное сечение сифона ванны во всех случаях составляет менее 50 мм.

Другие сантехнические приборы формируют незначительные разовые стоки, которые никаким образом не могут повлиять на общую ситуацию.

В тоже время описанная ситуация кардинально меняется в том случае когда в загородном доме присутствуют сразу несколько сантехнических узлов и возникает высокая вероятность их одновременного использования.

Использование фановой трубы обязательно во всех следующих случаях:

В коммуникационных конструкциях загородного дома присутствуют канализационные стояки, диаметр которых составляет 50 мм.
Загородный дом имеет в своей конструкции более двух жилых уровней, снабженных системами водоснабжения и канализации.
В загородном доме присутствует бассейн, или другое оборудование, которое выпускает в общую канализационную систему разовый сток значительного объема.

При монтаже фановой трубы необходимо соблюдать два достаточно простых правила:

Диаметр фановой трубы ни в коем случае не должен быть меньше, чем диаметр стояка, на котором она будет монтироваться!
Конечная часть фановой трубы должна располагаться там, откуда все неприятные запахи будет легко и естественно уноситься ветром.

В большинстве случаев фановые трубы создаются из канализационных труб подходящего диаметра, и фактически представляют собой продолжение основного канализационного стояка.

На практике монтаж фановой трубы завершается ее вводом в заранее предусмотренный в проекте под эти цели вентиляционный канал.

В редких случаях, например, когда в проекте предусмотрено или реально смонтировано недостаточное количество вентиляционных каналов, фановая труба монтируется и выводится горизонтально сквозь стену. А чтобы она не испортила дизайн жилища, снаружи ее прикрывают декоративной розеткой.

Именно монтаж и применение фановой трубы позволяет решить и еще одну неожиданную проблему. Дело в том, что довольно часто в домах даже с правильно работающей канализационной системой и качественной вентиляцией в санузлах появляется запах фекалий.

Откуда же он берется? В большинстве случаев появление неприятного запаха в санузле связано с тем, что сифоны сантехнических приборов имеют малый размер. Исходя из этого, запас воды в них невелик. Если подобным сантехническим прибором, или, например, душевой кабиной не пользоваться 3-5 дней, то вода в них высыхает, и воздух канализации начинает беспрепятственно попадать в санузел.

Все та же фановая труба не только всасывает в себя воздух, но и во многом позволяет организовать эффективную вентиляцию всей канализационной системы загородного дома. Теплый воздух, поднимающийся по стояку, который имеет выход в атмосферу, сам по себе создает небольшое разрежение. За счет его появления канализационный запах не попадает в санузел, а воздух в самом санузле частично уходит в атмосферу, через сухой сифон.

Вывод из всего сказанного выше очевиден: если среди коммуникаций вашего загородного дома присутствует фановая труба, то при высыхании сифона запах в санузле будет гораздо более деликатным.

Видео описание

Наглядное сравнение моделей Топас и Топас-С показано в видеоролике:

Высота ввода трубы

Уровень входа канализационной трубы в санитарное гидротехническое сооружение зависит от многих условий: расстояния от дома до септика, рельефа участка, высоты стояния грунтовых вод, глубины промерзания и т.д. Чтобы вписаться в любые условия, разработано несколько модификаций устройства с разной высотой.

Стандарт – подходит для ввода трубы на расстоянии не более 0,8 м от поверхности земли.
Лонг – корпус с удлиненной горловиной и входом сливной трубы на высоте 0,8-1,4 м от земли.
Лонг Ус – модификация с усиленными стенками корпуса, выдерживающими давление грунта на большой глубине, с возможностью врезки трубы на высоте более 1,4 м.

Разница между модификациями Топасов заключается в уровне ввода трубы Источник septik-good.ru

Для справки! Усиленная модификация имеет стандартные размеры, но позволяет наращивать горловину для установки на нужную глубину.

Способ выброса стоков

По сути, канализация Топас не септик в прямом смысле слова, так как не требует доочистки сточных вод с устройством полей фильтрации и прочих дополнительных сооружений. Это очистная установка, проводящая полный цикл переработки: чистота жидкости на выходе достигает 98%, поэтому её можно без опасений сливать в канавы или использовать для полива.

В зависимости от того, на какой высоте расположена точка выхода очищенной воды по отношению к накопительной емкости или дренажному каналу, она вытекает самотеком либо принудительно перекачивается насосом. Модификации, оборудованные таким насосом, имеют дополнительный индекс Пр в маркировке.

Устройства с принудительной перекачкой оборудованы дополнительным отсеком для установки дренажного насоса Источник моссептик.рф

Запах в септике: откуда он берется?

Зачастую неприятный запах создают сами микроорганизмы, находящиеся в очистном устройстве. В основном это происходит из-за быстро поступающей сточной воды, которая не успевает отфильтровываться в септике. В результате бактерии погибают и начинают разлагаться, создавая крайне неприятный запах.

Также, неприятным запахом сопровождается и сам процесс взаимодействия микроорганизмов, при котором происходит выделение тепла и углекислого газа. Без системы вентиляции неприятный запах поднимется на поверхность.

Ил, который оседает на дне, начинает бродить и издавать неприятный запах, который усиливается при образовании из него микроорганизмов, интенсивно воздействующих на быстрое разложение.

Наверное, самая распространенная причина появления неприятного воздуха – это использование пенящихся средств и продуктов с большим содержанием хлора. Дело в том, что при их попадании в канализацию, они уничтожают полезные микроорганизмы, находящиеся в очистном устройстве.

Если долгое время ничего не предпринимать, то неприятно пахнуть будет не только возле самой очистной системы, но и в доме в районе ванной и туалета.

8(900) 905-99-66 в г.Рязань: 8(4912) 99-18-14

Монтаж и обслуживание

Для монтажа и подключения установки не требуется грузоподъемная техника и сложные инструмента, эти работы можно выполнить самостоятельно.

Станция биологической очистки Топас устанавливается вертикально и не занимает на участке много места. Для её монтажа отрывают котлован такой глубины, чтобы после установки корпуса на песчаную подушку толщиной 15 см над уровнем земли возвышалась только верхняя часть с крышкой высотой 18-20 см.

Размер котлована должен быть на 20-30 см больше септика Источник septik-centr76.ru

С помощью проушин на корпусе установку спускают в яму на веревках, выравнивают и врезают трубы. Затем засыпают пустое пространство за стенками песком, одновременно заполняя камеры водой.

Пусконаладочные работы с подключением и проверкой работы оборудования лучше доверить специалистам.

Видео описание

Как происходит установка и подключение, смотрите в видео:
Исправная и бесперебойная работа станции возможна только при регулярном обслуживании. Договор на обслуживание можно заключить с компанией-поставщиком, но его несложно проводить и своими силами. Для этого раз в 3-4 месяца нужно удалять ил из последней камеры, промывать фильтры, эрлифты и стенки отсеков, очищать волосоуловитель. И через каждые два года менять мембраны компрессоров.

Очистка стенок водой под высоким давлением Источник perm.net-zasoru.ru

Также в очистке нуждаются форсунки аэраторов, а раз в 8-10 лет воздуходувные устройства требуют замены на новые.

Коротко о главном

Как видите, устройство Топас 5 и других станций очистки сточных вод этой марки довольно простое. Канализационные стоки, попадая в них, проходят несколько этапов переработки – перемешиваются до однородного состояния, фильтруются, подвергаются воздействию аэробных бактерий, отстаиваются с разделением на очищенную воду и ил. На выходе получается техническая вода и иловые массы, вполне пригодные для удобрения почвы. Подобрать устройство можно по уровню установки и способу вывода стоков наружу, для чего выпускаются разные модификации одинаковой мощности.

Оценок 0

Прочитать позже

Вентиляция септика

Согласно правилам и требованиям СНиП, предъявляемым к частным отходным устройствам, они должны быть обязательно оснащены вентиляцией. Многочисленные бактерии, присутствующие в очистном сооружении, активно воздействуют на сточные воды, образуя при этом неприятный запах.
К сожалению, многие владельцы загородных домов и дачных участков пренебрегают этими правилами и считают вполне достаточной установку обратных клапанов или гидравлических затворов, что не дает полного избавления от резкого запаха.

Принцип работы топас. По какому принципу работает септик Топас и как он очищает стоки?

Септик Топас: принцип работы, установка, обслуживание

Один из способов организации индивидуальной канализации частного дома, коттеджа или дачи — монтаж автономной установки очистки сточных вод. Сокращенно такие очистные станции называют АУ, а в разговоре чаще используется более привычное для понятие «септик», хотя это и не совсем правильно. Сегодня речь пойдет о такой установке, выпускаемой кампанией Топол Эко. Их продукция называется септик Топас, имеет широкое распространение и неплохие отзывы.

Модификации

Содержание статьи

Септик Топас внешне представляет собой пластиковый ящик с крышкой. Корпус установки сделан из полипропилена, благодаря чему не корродирует, не гниет, не вступает в реакцию с содержимым или с окружающей средой.

Внешний вид септика «Топас»

Выпускаются данные станции разной производительности, рассчитанные на переработку разного количества стоков. В частных домах и коттеджах проживает одновременно от 4-х до 20 человек. Для таких случаев используют станции Топас 4, Топас 6 и т.д., до Топас 20. Для обслуживания гостиниц, групп домов есть более производительные рассчитанные на 30, 40, 50, 75, 100 и 150 человек.

Разработаны модели для разного уровня грунтовых вод: для низкого и высокого. При высоком уровне грунтовых вод стоит выбирать септик Топас с припиской — Пр. Эти модели снабжены дополнительным насосом для откачки влаги в дренажную систему, ливневую канализацию, отдельную емкость с возможностью ее дальнейшего использования, и т.п.

Модификации септика Топас в зависимости от глубины заложения канализационных труб от дома

Есть модификации для разной глубины заложения труб канализации:

до 80 см подходят модели с пометкой «стандарт»;
при глубине от 80 до 140 см — Лонг (Long), имеют удлиненную горловину;
для закопанных глубже 140 см -240 см — Лонг Ус.

Для еще более глубокого залегания установок нет. При выборе установки сначала надо определиться с максимальным количеством человек, которые могут единовременно проживать в доме. В соответствии с этим выбирать производительность агрегата. Далее учитывают уровень грунтовых вод в месте установки септика Топас, а также глубину, на которой должны находится подводящие коммуникации (зависит от глубины промерзания грунта в регионе).

Способы организации автономной канализации для частного дома описаны тут.

Устройство и принцип работы

Эта автономная очистная станция внутри разделена на четыре отсека, в каждом из которых происходит свой этап очистки. Стоки последовательно проходят все четыре стадии очищения, на выходе, как говорит производитель, степень очистки составляет 98%. Переработка отходов происходит при помощи аэробных бактерий, которые живут при наличии кислорода. Для обеспечения их жизнедеятельности в каждом отсеке есть аэраторы, накачивающие воздух.

Устройство септика Топас

Работает септик Топас по следующему принципу:

Стоки попадают в приемную камеру, где начинается их переработка бактериями. Пока идет заполнение, в камеру подается воздух — для активизации деятельности бактерий. В процессе нерастворимые частицы оседают на дно, жиросодержащие частицы поднимаются на поверхность. В этом отсеке находится фильтр крупных фракций — это труба большого диаметра, в которой проделаны отверстия. Внутри этой трубы установлен насос, который прокачивает ту воду, которая прошла через фильтр. Таким образом в следующий отсек сток попадает уже без крупных загрязнений — они остаются в приемнике и их продолжают перерабатывать бактерии. На этом этапе стоки очищаются примерно на 45-50%.
Из приемной камеры частично очищенная вода перекачивается во второй отсек — аэротенк. При заполнении аэрация переключается сюда, что позволяет поднять частицы загрязнения выше поверхности воды. Так как форма камеры пирамидальная, то оседают они быстро. В этом отсеке остается еще порядка 20-30% загрязнений. При помощи насосов и специальных эрлифтов полуочищенные стоки попадают в третью камеру, а излишки ила со дна перекачиваются в камеру-стабилизатор.
Третья и четвертая камера по строению похожи на вторую. Тут по тому же принципу происходит окончательное очищение стоков.
Осветленную воду из последнего отсека, самотеком или при помощи насосов, направляют в грунт, в емкость где хранится вода для технического использования, в фильтрационную колонну и т.п.

Как вы поняли, вся работа септика Топас основана на жизнедеятельности бактерий. Они требуют определенных условий — наличия кислорода, положительной температуры. Кислородом снабжают бактерии аэраторы, потому очень важно обеспечить установку непрерывным электропитанием. После отключения питания бактерии могут прожить 4-8 часов. Если за это время не возобновиться подача воздуха, придется заселять установку новыми.

Недостатки и особенности эксплуатации

Септик Топас при правильной работе очищает стоки хорошо, при регулярном обслуживании от него не пахнет. При правильно подобранном объеме он обеспечивает комфортное существование городского уровня даже на даче. Все это так, но есть и недостатки:

Зависимость от наличия электроэнергии.
Необходимость регулярного обслуживания (2-4 раза в год, перечень и описание работ ниже).
Ограничение по залповому сливу. Каждая модель септика Топас может единоразово принять определенный объем стока. Сливать больше этого объема нельзя. Это может стать проблемой при большом количестве гостей.
Не все можно сливать в автономную канализацию. Нельзя крупные фрагменты, которые не проходят через решетку слива, нельзя чтобы в стоки попадали газеты, какие-либо нерастворимые фрагменты. Очень плохо влияет на бактерии дезинфицирующие средства, которые могут попасть туда в большом количестве.
Необходимо позаботиться о том, куда будете сливать/девать очищенные стоки. Использовать их для полива огорода или сада нельзя, только для технических нужд — полить газон, клумбу и т.п., вымыть машину. Еще вариант — поставить станцию доочистки и сбрасывать в сточную канаву (если есть такая поблизости), вывести очищенный сток в фильтрующую колонну или яму, заполненную щебнем — для дальнейшей доочистки и всасывания в грунт.
В домах сезонного проживания (на дачах) необходимо на зиму консервировать систему, иначе бактерии погибнут.

Так что определенные ограничения при использовании имеются. Тем не менее, эти установки дают лучший эффект чем обычные септики.

Установка и ввод в эксплуатацию

Установка септика Топас начинается с разметки участка — необходимо определить оптимальное положение установки. Рядом не должно быть больших деревьев, кустарников, расположить надо так, чтобы не очень далеко пришлось тянуть канализационные трубы из дома, но, в то же время, очищенные воды было удобно отправлять на дальнейшую переработку.

Установка

В выбранном месте копается котлован. Его размеры — на 30-40 см больше чем габариты корпуса септика. Глубина должна быть такой, чтобы на поверхности оставалась только крышка люка. При этом надо помнить, что на дно котлована насыпается 10 см слой песка.

Котлован выкопан, надо выровнять дно, насыпать песка

Котлован выкапывают до требуемой глубины, дно выравнивают, затем насыпают песок по 5 см толщиной, проливают и выравнивают каждый слой. Последний требуется выровнять «в горизонт» — при помощи правила или ровного бруска, на который устанавливают уровень.

К котловану от дома копается траншея. Ее глубина зависит от уровня выхода домашней канализации. Ширина траншеи — не менее 25 см, но в такой работать очень сложно, потому обычно получается шире. Копая траншею, помните, что труба должна идти от дома в сторону септика с уклоном 2 см. на 1 метр. Делать уклон больше или меньше не рекомендуется. При большем уклоне вода будет уходить быстро, а твердые частицы останутся в трубе, меньший уклон не обеспечит требуемой скорости движения стоков.

На выровненное дно насыпается песок

Дно выкопанной траншеи выравнивается, на нее насыпается 10 см слой песка, уплотняется и выравнивается, формируя заданный уклон. На песок укладывается канализационная полипропиленовая труба для наружного использования. Ее диаметр — 110 мм. При соединении отрезков, кроме уплотнительных колец стыки промазываются силиконовым герметиком для наружных работ.

Трубопровод подключается к выходу сточка, укладывается с заданным уклоном в траншею. Уклон проверяется при помощи уровня. Труба засыпается песком (не грунтом), который служит для компенсации давления грунта при морозном пучении. Засыпают так, чтобы верх трубы был прикрыт песком.

Труба укладывается на дно траншеи и засыпается песком

В ту же траншею, вдоль канализационной трубы, укладывают питающий кабель, который идет к септику Топас. Берут обычно кабель ВВГ 4*1,5 мм. Его укладывают в трубу ПНД (полиэтиленовая труба низкого давления) диаметром 20 мм. Заведенный в защитную оболочку кабель укладывают в траншею, заводят в дом, где кабель оконечивается вилкой. Второй край кабеля надо будет подключить к септику.

Уложен питающий кабель в защитной оболочке

Следующий этап установки автономной канализации Топас — установка устройства в подготовленный котлован. Его надо опускать осторожно, без ударов. Полипропилен, хоть и прочный материал, но это все-таки пластик, так что при ударе может треснуть. Опустить септик Топас можно вручную или при помощи крана-манипулятора. Чтобы можно было надежно зафиксировать веревки, в ребрах, идущих по периметру корпуса есть дырки. В них протягивается веревка. Одна внизу, вторая посредине высоты. Веревка должна охватывать две противоположные стороны корпуса.

Продеваем толстую надежную веревку

Держа за эти веревки установку аккуратно опускают в котлован. Затем, уложив на крышку уровень проверяют насколько ровно стал септик Топас.

Аккуратно опускаем в котлован

Между стенками корпуса и котлована остается зазор в 20-30 см. Его необходимо заполнить песком. Постепенно, по кругу засыпаем стенки, одновременно заполняя септик водой. При этом следим, чтобы уровень воды и уровень песка были примерно равные. Насыпав слой в 40-50 см, песок проливают водой. При этом он уплотняется, опускается ниже по уровню. Так, постепенно, заполняется котлован до верху. После этого можно считать, что септик Топас установлен, начинается монтаж и подключение его оборудования.

Про энергонезависимые септики читайте тут.

Монтаж оборудования

Сначала подключаем кабель электропитания. Для этого на входной коробке снимаем защитную крышку, жилы подключаем на монтажную пластину в соответствии со схемой. Концы проводников зачищаются от изоляции на 0,8-1 мм, вставляются в соответствующие гнезда, фиксируются зажимными винтами.

Подключение кабеля электропитания

Следующий этап — подключение канализации от дома. Ее подводят к самому корпусу септика. В том месте, где труба будет входить в корпус, обводят трубу, рисуя окружность. Затем при помощи электролобзика выпиливают отверстие.

Выпиливаем в корпусе отверстие

Отверстие промазывается силиконовым герметиком. В него вставляется отрезок трубы с раструбом на конце так, чтобы раст

руб оказался снаружи, к тому же он должен плотно прилегать к корпусу (можно пристукнуть кулаком, чтобы он хорошо стал). Полученный стык герметизируется наплавлением ленты полипропилена толщиной 7 мм.

Заплавляем стык полипропиленом

К установленному отрезку трубы подключается подведенная из дома канализация (не забывайте промазывать стыки силиконом).

Подсоединяем канализацию от дома

Далее устанавливаем насосы. Внутри корпуса есть разметка: цифры «1» и «2» на розетках, на патрубках и на полочке. ТАкие же цифры есть на корпусах насосов.

Разметка на корпусе

Устанавливаем насосы согласно этой разметке, подключая к их входам патрубки (видны на фото выше). На патрубки устанавливаем гибкие муфты, надеваем второй конец на вход насоса, вилку включаем в розетку на корпусе с такой же цифрой.

Патрубки подключаем к насосам

Провода не путаем

Собственно, на этом можно считать, что септик Топас смонтирован. Остается провести пробный пуск. Для этого включают автономную канализацию Топас в сеть, начинают наливать в приемный отсек воду (пока без стоков). Пока отсек не наполнится, поплавковый датчик находится внизу, воздух полается в приемную камеру. Когда уровень воды достигнет определенной отметки, поплавок всплывет, подача воздуха переключится на аэротанк — второй отсек-пирамиду. Далее остается только начать пользоваться канализацией, отслеживая результаты очистки. Сразу скажем, что в первый месяц при интенсивном использовании стоки могут выходить мутноватые. Это потому, что бактерий пока еще мало и они не до конца справляются со своей задачей. По истечении месяца положение должно исправиться.

Обслуживание

Установки автономного очищения сточных вод, к которым относится септик Топас, часто называют канализацией без откачки. Это не значит, что установке вообще не требуется обслуживание. Речь идет о том, что нет необходимости вызывать машину-ассенизатор, но удалять ил периодически необходимо. Как часто? 1-4 раза в год, в зависимости от интенсивности использования.

Так выглядит септик Топас

Еще периодически необходимо удалять из приемного отсека фрагменты, которые бактерии не могут переработать. Эту операцию проводят сачком, открыв крышку. И еще одна процедура — очистка фильтра крупных фракций и эрлифтов. От их состояния зависит эффективность работы установки.

Очищение фильтров

Еще одна операция, которую надо проводить регулярно — очищение фильтров на насосах. Для этого надо открутить большие пластиковые гайки, которые находятся на верхней части насосов. Сняв гайки, можно поднять крышки, под которыми находятся фильтры. Если фильтры чистые, с ними ничего делать не надо, если есть загрязнение, их моют в холодной проточной воде, сушат и устанавливают на место.

Для очистки фильтров открутить гайки

Удаление излишков ила

Излишки активного ила, которые образуются при работе, попадают в камеру-стабилизатор, где они минерализуются. Из этого отсека их необходимо периодически удалять. Рекомендованная частота процедуры — раз в три месяца, но многие определяют, что подошло время по появлению запаха, который говорит о том, что ил скопился. Удаление происходит при помощи насоса (эрлифта), имеющегося в камере стабилизации. Процесс этот несложный, все что надо:

Отключить питание (тумблером).
Надеть перчатки, подставить ведро.
Открыть заглушку.
Шланг опустить в ведро, включить насос.
После очищения камеры заполнить камеру чистой водой, закрыть заглушку.

Проводить эту операцию можно при помощи фекального насоса. В этом случае откачку можно делать 1 раз в год.

Очищение фильтра и эрлифтов

В процессе работы фильтр и эрлифты загрязняются, что сказывается на эффективности очистки стоков. Для восстановления их надо чистить. Делают это при помощи мощного потока воды, форсунки воздухоочистителя очищают вручную — при помощи иголки. Порядок работы про очищению септика Топас такой:

Выключить электропитание.
Отсоединить шланги подачи воздуха, насосы вынуть из корпуса.
Окатить струей воды под давлением — снаружи и изнутри.
При чистке воздухоочистителя форсунки прочистить иглой.
Установить все на место, долить водой до рабочего уровня, включить и проверить работу.

Это все необходимые работы по обслуживанию септика Топас.

stroychik.ru

Принцип работы септика Топас

Для организации утилизации стоков загородного дома, дачи или коттеджа существует большое разнообразие вариантов. Выгребные ямы и накопительные емкости – не самый лучший способ ввиду низкой гигиены и экологичности. На смену старому методу построения канализационной системы пришли инновационные очистные технологии, среди которых особой популярностью пользуется септик Топас. Принцип работы септика Топас основан на биологических особенностях микроорганизмов (анаэробных бактерий).

Устройство и принцип работы

Самым распространенным вариантом для небольшого дома является модель Топас 5, которая отвечает запросам семьи из 4-5 человек и имеет оптимальные для небольшого участка и строения технические параметры и особенности установки. Станция биологической очистки Топас – это система с предварительным отделением крупнофракционных взвесей. Она может использоваться круглый год, не зависимо от интенсивности использования. Существует несколько модификаций данной установки с одинаковыми длиной (1,1 м) и шириной (1,2 м), но различным весом – от 250 до 310 кг и высотой – от 2,5 до 3,1 м.

Особая компактность не создает проблем для поиска места установки септика, а низкий энергорасход (1,5 кВт в сутки) не требует монтажа дополнительного оборудования для качественной работы Топас. Данная канализационная система рассчитана на переработку 1 м3 стоков в сутки.

Конструктивное устройство канализационного септика обеспечивает очистку воды в несколько этапов. Септик представляет собой систему, включающую 4 отсека:

Приемная камера;
Аэротенк;
Стабилизатор ила;
Вторичный отстойник.

Важно! Степень очистки сточных канализационных вод, проходящих через септик Топас, составляет до 98%.

Поступающие по канализационной трубе, бытовые стоки оказываются в приемной камере, фильтры в которой отделяют мелкие фракции отходов от крупных. Далее прошедшая через фильтры вода поступает при помощи аэрлифта (специальный насос) в аэротенк. В этом отсеке происходит самый важный этап очистки — при помощи аэробных бактерий.

В аэротенке происходит насыщение воды кислородом (аэрация) и ее очистка при помощи аэробных бактерий. Следующий отсек (стабилизатор ила), на выходе выдает уже очищенную воду, которая вытекает самотеком, или при помощи дренажного насоса. Активный ил, оседающий в отсеке стабилизации, снова и снова попадает в аэротенк, и уже после нескольких прохождений этой процедуры удаляется из стабилизатора.

Внимание! Отходы работы очистной станции в виде стабилизированного ила – главное условие обслуживания Топас 5, а также эффективное удобрение для приусадебного участка.

Очищенная вода в виде стоков выводится в специальную канаву или емкость и может использоваться для полива растений. Такой простой принцип работы и устройство септика Топас 5 позволяет получать без вмешательства человека, на основе процессов биологического разложения, высококачественную и экологичную очистку канализационных стоков.

Преимущества и недостатки

Канализация Топас, принцип работы которой описан выше, имеет в процессе эксплуатации неоспоримые преимущества перед другими очистными системами:

Высокая эффективность очистки (98-99%) при обеспечении высокого уровня гигиеничности и экологичности;
Простота обслуживания системы, которое можно производить самостоятельно без специальной техники и привлечения специалистов;
Низкий расход потребляемой энергии;
Отсутствие неприятных запахов и низкий уровень шума;
Компактность и прочность конструкции и простота монтажа;
Широкий выбор моделей.

Одним из основных недостатков станции Топас 5 является ее не самая низкая цена, а также необходимость в обеспечении бесперебойной электроэнергии. Но эти недостатки на фоне преимуществ не значительны, так как эффективность установки и недорогое обслуживание окупиться за короткий срок. А установка на участке устройства бесперебойной подачи электричества устранит второй недостаток.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильная установка и грамотное обслуживание септика Топас – залог его эффективной работы.

Монтаж

Монтаж Топас 5 должен производиться квалифицированными специалистами, с опытом установки таких систем.

Первым этапом является поиск подходящего места, которое должно отвечать следующим требованиям:

Очистные сооружения должны быть расположены на оптимальном расстоянии от жилых строений – от 5 до 15 метров;
Если есть необходимость в установке на более дальнем расстоянии ввиду особенностей почвы, то ревизионный колодец необходимо устанавливать на наружном трубопроводе канализации;
Колодец необходим в том случае, если изгибы подводящей трубы составляют более 30°, оптимальный вариант – отсутствие поворотов трубопровода.

Система устанавливается в предварительно выкопанный котлован, стены которого для предотвращения осыпания грунта, необходимо укрепить деревянной опалубкой.

Септик устанавливается на песчаную подушку, которая в высоту составляет около 150 мм и должна быть выровнена по монтажному уровню. На такую же высоту очистная система должна возвышаться над поверхностью земли, что обеспечит удобство ее обслуживания и защитит от весенних паводков.

Внимание! Если Септик устанавливается в почвах, насыщенных грунтовыми водами, то целесообразно выполнить его крепление на предварительно залитое бетонное основание.

Далее в стенке емкости системы необходимо сделать отверстие для подвода трубопровода. Потом установку опускают в подготовленный котлован. Трубу укладывают в траншею, ведущую от дома к системе.

Важно! Глубина канавы должны быть ниже, чем точка нулевой температуры грунта в зимний период, в противном случае трубопровод необходимо утеплить.

Потом производят соединение септика с трубопроводом, силовым кабелем, обеспечивают установку компрессора. Все соединения должны быть герметичными и дополнительно заделаны входящим в комплект установки пластиковым шнуром, при помощи строительного фена.

Канаву для трубы со стоками готовят на следующем этапе, она может идти как под наклоном (при самотечном методе), так и без наклона (при принудительной эвакуации).

Далее септик необходимо засыпать песком, иногда смесью песка с цементом, в зависимости от типа грунта. Фракции засыпаемой смеси должны быть не слишком крупными, чтобы не повредить внешние стенки установки. Одновременно с этим емкость системы заполняют водой, для уравновешивания давления внутри установки и снаружи. Утрамбовывают засыпаемую смесь через каждые 30 см ручным методом. Плодородный грунт укладывают в пространство между верхним уровнем септика (30 см) и котлованом. Сверху прикрывают дерном, для обеспечения восстановления ландшафта.

На последнем этапе производится засыпка траншей с помещенными в них отводами.

Эксплуатация

После проведения мероприятий по установке системы необходимо выполнить пуско-наладочные работы. Дальнейшие мероприятия по обслуживанию септика – это:

Чистка мембран компрессора раз в 2 года;
Замена аэрационного оборудования после 10-12 лет эксплуатации;
Чистка стабилизатора и удаление иловых масс при регулярном использовании очистительных сооружений не реже 1 раза в 3 месяца;
Ежегодное обслуживание станции, которое включает откачку осадков и иловых масс из всех отсеков системы и промывку каждой емкости чистой водой;

Кроме перечисленных процедур, необходимо по мере загрязнения производить очистку фильтровальных установок от крупных фракций отходов, проверять поплавковый механизм на работоспособность, очищать отсек насосной установки, прочищать шланги и трубки, входящие в комплектацию системы.

Возможные неисправности и их устранение

Септик Топас 5 – надежная станция биологической очистки канализации, ее эффективная работа может быть нарушена при выходе из строя некоторых составных элементов, что может быть вызвано:

Затоплением септика;
Неисправность дренажного насоса;
Загрязнением аэрлифта;
Повреждением мембраны компрессора.

Затопление септика может быть вызвано неисправностью дренажного насоса, промерзанием трубопровода выводящего чистую воду, из-за неправильности монтажа очистного стока. Чаще всего проблемы устраняются заменой или чисткой необходимых компонентов. Кроме того, чистку необходимо осуществлять и при наличии неприятного запаха из септика.

От того, как работает септик Топас, зависит надежность и экологичность канализационной системы дома, поэтому необходимо производить правильное и своевременное обслуживание установки и не нарушать правила эксплуатации.

Особенности работы септика

Важным условием качественной работы системы является ее постоянная эксплуатация. Длительные перерывы в работе станции не дают возможности эффективно функционировать аэробным бактериям, условием жизни которых является наличие загрязненной воды с органическими примесями, которыми эти микроорганизмы питаются. Без питания они гибнут, и система перестает работать надлежащим образом. При этом производитель дает гарантию на работу установки в течение 50 лет при правильных условиях установки и эксплуатации.

В систему канализации Топас 5 нельзя сливать такие отходы как:

Строительный мусор, песок;
Агрессивные моющие средства;
Чистящие химические вещества;
Крупные отходы;
Щелочь, кислоту, лекарственные средства и гниющие отходы.

Заключение

Септик Топас – эффективная биологическая система для канализации, которая при грамотной эксплуатации может длительное время работать в автономном режиме, обеспечивая необходимые мероприятия по отводу и очистке отходов человеческой жизнедеятельности.

Приобрести септики данной модели вы можете на сайте topas-site.ru или в специализированных магазинах вашего города.

bouw.ru

Принцип работы септика Топас: как проводится очистка стоков

Септики Топас – это уникальная установка для очищения стоков, в которой загрязненная жидкость проходит несколько этапов очистки. Если в обычных септиках перегнивание отходов происходит без доступа кислорода, то в септиках Топас основная стадия очистки проходит при подкачке воздуха, то есть в нем используются другой тип микроорганизмов – аэробные бактерии. Они способны быстро и качественно разрушить любые органические загрязнения. Рассмотрим принцип работы септика Топас и разберемся, как в нем проходит очищение стоков.

При постройке местной канализации крайне важно чтобы схема включала эффективно работающую очистную установку. Примером такой установки может послужить септик аэробного типа Топас.

Способ очистки стоков, используемый в септике этого типа, весьма продуктивен, он позволяет получить на выходе воду, которая на 98% очищена от примесей. Кроме того, этот способ очистки абсолютно безопасен для людей и окружающей среды. Септик во время работы не выделяет неприятного запаха и не создает шума.

Микроорганизмы, используемые в септиках Топас, способны за относительно короткие сроки удалить все загрязнения из стоков, при этом их присутствие препятствует загниванию воды и размножению в ней болезнетворных бактерий. Рассмотрим, как функционирует топаз септик – принцип работы этой установки заключается в поэтапной и последовательной переработки сточных вод.

Что такое активный ил?

Каждый, кто интересовался септиками Топас, наверняка, слышал о том, что в нем используется активный ил. Что это за субстанция, и какую роль она играет в деле очищения стоков? Активный ил – это колония микроорганизмов – бактерий, инфузорий, амеб и пр.

Всех «обитателей» септика можно поделить на две категории. Одним для осуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород, другие отлично себя чувствуют без доступа воздуха.

Совет! Приобретать отдельно бактерии и засыпать их в септик Топас нет необходимости. Микроорганизмы есть в окружающей среде – воздухе, почве, самих стоках, поэтому они неизбежно попадут в септик, а там, в благоприятных условиях, начнут активно расти и размножаться.

Для хорошего качества очистки стоков необходимо, чтобы схема очистки включала «работу» и анаэробных бактерий, и аэробных. Сначала стоки «обрабатывают» анаэробы, затем жидкость попадает в аэротенк, где среда активно насыщается кислородом, что создает прекрасные условия для существования аэробов.

И на последней стадии очистки снова вступают в работу бактерии, которые существуют без поступления воздуха. Только такая схема очистки позволяет добиться разложения 98% примесей, содержащейся в стоках, и на выход поступает технически чистая вода, не имеющая запаха и не представляющая угрозы для окружающей среды.

Совет! В обычных септиках используется только один вид бактерий – анаэробы, поэтому уровень очищения стоков в них составляет всего 50-70%, кроме того, в отстойниках накапливается осадок, который нужно будет периодически удалять при помощи ассенизаторской техники. Если же используется септик Топас – принцип работы которого основан на использовании микроорганизмов двух видов, то вода очищается намного лучше, да и ассенизаторов вызывать не требуется, производить очистку камер от излишков ила можно при помощи встроенного или дополнительного дренажного насоса.

Как происходит очистка стоков?

Сегодня многие домовладельцы приобретают септик Топас, рассмотрим, каков принцип действия этой установки. В работе этого септика выделяют две фазы, в каждую из которых работает только один из двух компрессоров, установленных в корпусе станции. Переключение компрессоров происходит при помощи датчика наполнения приемной камеры.

Первая фаза очистки

Условно эта фаза названа первой, так как при стартовом запуске септика цикл работы начинается с нее. Работа происходит так:

При подводящей трубе происходит поступление стоков в первую камеру, которая носит название приемной.
Поступление стоков происходит до тех пор, пока стоки не достигнут определенной отметки и не сработает поплавковый датчик.
После срабатывания датчика включается первый компрессор, который подает воздух в аэратор второй камеры (аэротенка). Одновременно происходит перекачка стоков из приемной камеры во вторую.
Из второй камеры стоки перекачиваются в отстойник, где происходит оседание активного ила. После чего, отстоянная и очищенная вода перетекает на выход.

Продолжается первая фаза очистки до тех пор, пока уровень стоков в приемной камере не понизится до определенного уровня и не сработает поплавковый датчик. С этого момента наступает вторая фаза работы септика. Таким образом, на первой фазе стоки проходят три стадии:

В приемной камере их обрабатывают анаэробные микроорганизмы.
Во второй – включаются в работу аэробы.
Во вторичном отстойнике вновь задействуют бактерии, живущие без доступа воздуха. Вода здесь отстаивается и самый чистый верхний слой подается на выход.

Вторая фаза очистки

этот цикл начинается с включения второго компрессора, подающего воздух в аэратор, установленный в приемной камере;
стоки из аэротенка поступают в стабилизатор ила, тут осаждаются тяжелые фракции, а более легкие снова перемещаются в приемную камеру, чтобы принять участие в новом цикле переработки стоков.

Вторая фаза продолжается до момента, когда уровень жидкости в приемной камере снова поднимется на метки, что приведет к срабатыванию датчика и переключению компрессора. Если стоки перестают поступать (например, ночью), то объем жидкости в септике остается постоянным. В этом режиме первая и вторая фаза будут чередоваться, а вода будет перетекать из камеры в камеру, очищаясь от примесей.

Как стоки перемещаются из камеры в камеру?

При описании схемы работы септика упоминалось, что стоки в процессе очистки постоянно перемещаются между камерами. Происходит это при помощи эрлифтов. Эрлифт – это простейший насос, который представляет собой длинную трубу из пластика с присоединенным шлангом для подачи воздуха.

При работающем компрессоре в трубу поступает воздух, который устремляется вверх по трубе, увлекая вместе с собой жидкость. Достигнув верха трубы, жидкость под давлением воздуха выплескивается. А поскольку конец трубки эрлифта изогнут в нужном направлении, то стоки попадают в ту или иную камеру.

Чтобы получить более наглядное представление о принципе действия станции, стоит посмотреть, как работает установка – видео, на котором демонстрируются обе фазы процесса, можно найти на сайте производителя станции Топас – Эко-Топол.

septikmaster.ru

Принцип работы Топас

Принцип работы станций ТОПАС основан на процессе мелкопузырчатой аэрации бытовых сточных вод и связанной с ней глубокой биологической очисткой, в основе которой стоит биохимическое разложение сточных вод микроорганизмами.

Ниже, как в Википедии, по полочкам, изложена информация по технолоигии и химии процесса очистки в станциях канализации.

Принципиальная технологическая схема

Для более подробного описания работы станции ниже приведена ее принципиальная схема.

Рис. 1. Принципиальная схема Топас

1. Приемная камера или уравнительный резервуар

Неочищенные стоки по канализационной магистрали (1,2) поступают в приемную камеру (A) установки, где происходит их подготовка – измельчение и частичное окисление за счет аэрации – принудительного насыщения сточных вод кислородом воздуха, возникающего при работе одного из двух установленных в специальном отсеке (I) воздушных компрессоров.

Затем, равномерно перемешанные стоки через фильтр крупных фракций, который не дает проходить дальше крупным механическим и не разлагаемым загрязнениям, главным насосом перекачиваются в камеру аэротенка (B).

2. Аэротенк

Нужно отметить, что все насосы осуществляющие перекачку между камерами в ТОПАСе выполнены по принципу эрлифта (или мамут-насоса), где перекачивание идет за счет подачи воздуха в трубку, опущенную в перекачиваемую жидкость В аэротенке происходит основная очистка стоков активным илом – растворенной в воде биомассой состоящей из разных видов микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности разлагают вещества, составляющие сточные воды. Условием образования активного ила является процесс аэрации в камере аэротенка, за который отвечает второй воздушный компрессор.

3. Вторичный отстойник

После аэротенка смесь очищенных стоков и активного ила поступает в следующую камеру – вторичный отстойник (C), где ил оседает на дно под действием силы тяжести, а осветленные очищенные стоки, представляющие собой технически чистую воду, поступают на выход из станции (3). Между камерами аэротенка и вторичного отстойника установлен уловитель жирных пленок (жироуловитель), который удаляет возможные жировые накопления из вторичного отстойника обратно в аэротенк для дальнейшей переработки.

4. Стабилизатор ила

Осевший на общее дно камер аэротенка и вторичного отстойника ил откачивается в стабилизатор ила (D), где также, оседает на дно, постепенно накапливаясь до удаления.

Для поддержания высокой степени очистки в приемной камере установлен датчик уровня (поплавковый переключатель), который регулирует переключение режимов аэрации в аэротенке и приемной камере в зависимости от уровня стоков в последней.

Фазы работы

Химия процесса

Выше приведена вкратце принципиальная технологическая схема работы установки. Теперь немного о химии процесса и фазах работы…

Очистка сточных вод это сложный многостадийный процесс, в котором участвуют множество микроорганизмов составляющих активный ил. Рассмотрим основные этапы очистки происходящие в станциях глубокой биологической очистки.

1) Биохимическое окисление органических веществ

Во время аэрирования в приемной камере и аэротенке происходит разрушение содержащихся в сточных водах органических веществ. Как это происходит?

Аэробные бактерии, отвечающие за окисление органики, вырабатывают специальные вещества – ферменты, которые помогают окислить органику сточных вод. Часть ферментов выделяется клеткой бактерии наружу (экзоферменты), где они окисляют растворенные органические вещества до состояния, когда окисленное вещество сможет проникнуть в клетку бактерии. Вторая часть ферментов находится в самой клетке (эндоферменты) и доокисляет, то, что попало внутрь. Этот механизм можно сравнить с приемом пищи человека: сначала еда прожёвывается, измельчаясь, а затем уже подготовленная переваривается в желудке.

Процесс биохимического окисления необходим для двух целей:

— для питания клетки бактерии за счет выделившейся энергии. Можно представить схематично, как

— для образования новых клеток

2) Нитрификация и денитрификация

Важным этапом очистки сточных вод являются процессы нитрификации/денитрификации.

a. Нитрификация – процесс окисления аммонийного азота отдельной группой нитрифицирующих аэробных бактерий при помощи ферментов. В сточных водах аммонийный азот представлен в основном в виде продуктов жизнедеятельности человека аммиака и мочевины, а так же в меньшей степени в виде других соединении органической природы (аминокислоты, белки), которые окисляются с образованием того же аммиака. Процесс, как и биохимическое окисление, проходит при аэрации сточных вод в аэротенке, схематично его можно представить следующим образом:

b. Денитрификация – процесс восстановления нитратов образованных на стадии нитрификации до молекулярного азота денитрифицирующими анаэробными бактериями. Является частью анаэробного дыхания, грубо говоря, нитраты и продукты их восстановления используются вместо кислорода для окисления органических веществ. Процесс протекает без участия кислорода, поэтому денитрификация идет в аэротенке при отключенной аэрации.

3) Удаление фосфора

Фосфор в сточных водах находится в нерастворимых соединениях, органических соединениях и в виде растворимых соединений (фосфатов и полифосфатов), последние и необходимо удалять. Часть фосфора расходуется на образование новых клеток микроорганизмов активного ила, так как фосфор наравне с азотом является биогенным элементом (необходимым для нормальной жизнедеятельности и воспроизведения) Часть переходит в нерастворимые соединения путем образования комплексов с Са2+, Mg2+, Fe3+, Al3+ находящимися в сточных водах. В результате, качественно, мы имеем очистку по фосфору около 30 %.

Степень очистки

В результате протекающих процессов и при соблюдении технологии имеем следующие показатели очистки:

topas-service.ru

Принцип работы септик топас

Услуга по выкачке сливных ям существует и процветает не зря. Частные дома и дачные поселки лишены возможности использовать такое благо цивилизации, как общая канализация. Но, технологии неумолимы своим развитием, и на рынке появилось предложение установки выгодного и экологичного септика отечественного производства под названием Топас. Принцип работы данного устройства заключается в использовании живых микроорганизмов для очистки сточных вод. Но, обо всем по порядку.

По утверждению производителя септика, система септика способна очистить сточную воду практически на все 100%. При этом, можно получить сразу две выгоды – удобрение в виде ила и хозяйственную воду для нужд по обслуживанию двора и дома. Все это будет при условии, что система правильно, а также грамотно установлена.

Принцип работы и устройство септика Топас

При благоустройстве местной канализации очень важно подобрать и установить максимально эффективную очистную систему. Септик Топас выступает как очиститель использует так называемый активный ил – вещество, которое, по сути, является совокупностью всевозможных бактерий, микроорганизмов исполняющих роль очистителей. Колонию живых организмов в септике можно разделить на два вида.

Устройство септика Топас

Первому – для активной жизнедеятельности нужно наличие большого количества кислорода. Второй – наоборот, прекрасно обходится без воздуха. Важно знать, что отдельно приобретать бактерии и внедрять их в септик не нужно. Все они уже прекрасно уживаются в природном окружении попадая с водой в систему, где продолжают свое существование.

Принцип работы септика Топас базируется на поочередной работе сначала анаэробных, то есть тех бактерий, которые живут без воздуха, а потом аэробных микроорганизмов. Исключительно таким образом можно добиться очистки сточных вод от всех примесей и нечистот. Этот способ полностью экологичен, а значит, не несет вреда ни человеку, ни окружающей среде. При работе система абсолютно бесшумна, а также не выделят неприятного запаха. Бактерии за очень короткие сроки справляются с очисткой воды, а само их пребывание исключает процесс загнивания и застаивания воды в середине септика.

Что внутри септика

Если открыть крышку заглянув внутрь устройства, то можно увидеть, что вся «начинка» поделена на четыре сектора. Отдельно установлены два компрессора, которые продвигают воду по отсекам накачивая в нее кислород.

Как устроен септик Топас

Сектор номер один – приемная. Стоки посредством канализационных труб накапливаются в этом отсеке до определенного уровня, на котором установлен переключатель. Как только он срабатывает, запускается работа компрессора, и вода начинает поступать в отсек номер два. Между этими двумя секторами установлен фильтр грубой очистки, а также устройство фильтрации от волос.

Сектор номер два – называется аэротенк. Туда поступают стоки уже немного очищенные и подвергаются атаке бактерий, которые работают над крупными частицами, расщепляя их и очищая от органических загрязнений. Для этого, посредством подачи кислорода, им помогает компрессор. Он также заставляет постоянно двигаться стоки, смешивая их, таким образом, с активным илом.

Вся эта жидкость, заряженная илом, перетекает в сектор номер три. Эрлифт подает ее на пирамиду, которая установлена по центру сектора. В ней стоки приходят в спокойное состояние расслаиваясь на воду и иловый осадок. Тяжелый ил вместе со всеми нечистотами устраивается на дне, а новообразовавшийся отправляется в отсек номер один, чтобы продолжить работу по очистке.

После этого разделения стоки приобретают вид осветленной воды, переходят в отсек номер четыре оставаясь там до того момента, когда достигнут уровня с выходным отверстием и не покинут систему навсегда.

Особенности конструкции

Все эти четыре сектора связаны между собой таким образом, что при обильных поступлениях сточных вод обработка их ускоряется, а при слабых – улучшается посредством многоразового прогона нечистот через фильтры. Улучшенная работа системы называется второй фазой работы, когда сточные воды беспрерывно циркулируют внутри системы с помощью компрессора.

Как работает септик Топас

Принцип работы и устройство септика Топас предполагает постоянное перемещение внутри системы сточных вод, что происходит с помощью эрлифтов, который уже упоминался. Что представляет собой эрлифт? По сути, это самый простой насос в виде пластиковой трубки, к которой присоединен шланг, подающий воздух. Когда компрессор запускается в работу, по трубе начинает циркулировать воздух, который поднимается вверх, захватывая с собой стоки. Под давлением воздуха стоки выплескиваются из отсека в отсек. Эрлифт имеет изогнутую форму на конце, что контролирует направление, в котором движется жидкость.

Поскольку устройство септика предполагает наличие в нем живых микроорганизмов, нужно отметить, что частое использование в хозяйстве агрессивных химикатов может вызвать их гибель, а это приводит к бесполезности очистной системы. Производители советуют воздержаться от применения технического масла, отходов после переработки овощей, фруктов, щелочных и кислотосодержащих средств, а также растворителей.

Также стоит следить за тем, чтобы в канализационные трубы не попадали отходы из пластика, стекла, керамики, полиэтилена и прочих твердых волокнистых веществ. Система не оснащена режущими элементами, которые могли бы перерабатывать подобный мусор, поэтому его наличие может вывести септик из строя. Если произошло отключение электричества, необходимо ограничить потребление воды. То, как работает септик Топас, предполагает непрерывное потребление электричества, поэтому его отсутствие может привести к тому, что все сточные воды, находящиеся внутри системы септика, перельются попадая непосредственно в грунт.

При правильной установке и эксплуатации система способна прослужить правдой и верой более 50 лет. Для того, чтобы этот срок значительно не сократился, правила эксплуатации необходимо соблюдать без отклонений, особенно если учесть, что их не так много и сложностью они не отличаются.

Особенности обслуживания септика Топас

Очистная система Топас – это полноценное техническое устройство, которое нуждается в правильном и своевременном уходе. Главное, чем отличается данный септик от своих аналогов, – это простота, а также надежность. Производители создали систему, руководствуясь принципом, чем проще, тем надежнее. В сущности, ничего сложного в устройстве септика нет, но, тем не менее, фильтры легко перерабатывают любые бытовые отходы, а также продукты жизнедеятельности.

Установка Топас

Для того, чтобы система исправно функционировала, нужно периодически проводить очистительно-профилактические работы. Их не так много, и особых хлопот или трудозатрат они не причинят. Итак, раз в год необходимо прочищать отстойник. Это можно сделать обычным насосом, или же воспользовавшись ассенизаторской машиной. При этом ил, который извлекается, отлично подходит для удобрения почвы.

Раз в три года необходимо проводить замену фильтров и мембран. Эта процедура отличается особой легкостью и незатейливостью. При помощи отвертки и ключа замена проводится за считанные минуты и не требует помощи со стороны. Аэрационная система также нуждается в периодической замене. Приблизительно раз в 12 лет нужно вспоминать о том, что септик может быть уже несколько перегружен крупными непереработанными частицами и, во избежание выхода его из строя, нуждается в профилактическом осмотре и обновлении некоторых деталей.

Плюсы и минусы

Использование септика Топас влечет за собой ряд неоспоримых преимуществ. Помимо того, что система прекрасно справляется с очисткой стоков, она отличается также простотой в обслуживании. Все необходимые профилактические меры можно проводить самостоятельно с помощью подручных инструментов из гаража. Эксплуатация септика отличается высокой экономичностью – потребление электроэнергии при работе системы минимальное. Также, о том, что установка работает, невозможно догадаться, ведь уровень шума сведен к нулю. Даже находясь в непосредственной близости от септика, услышать звук или почувствовать вибрацию не удастся. Главное преимущество заключается в отсутствии любых неприятных, едких запахов, которые обычно сопровождают канализационные стоки.

Септик Топас вид изнутри

Материал, из которого изготовлена система – прочный полимер, отличающийся высокой жесткостью, а также прочностью. Все четыре отсека внутри расположены максимально компактно, что значительно упрощает выбор места для установки септика. Также, он неприхотлив к типу грунта и особенностям ландшафта, что сводит решение о его месторасположении лишь к вопросу о комфортности. Кстати, тем, кто озабочен благоустройством дворового пространства, будет приятно узнать о том, что бетонная плита, которая устанавливается сверху системы, может быть с легкостью заменена на более эстетическое покрытие.

Затраты на утепление также не ударят по бюджету, поскольку технологический процесс очистки стоков предполагает выделение тепла внутри устройства. Это означает, что риск промерзания практически сведен к нулю. Модельный ряд в зависимости от производительности также может похвастаться широким выбором. К примеру, в дом, где проживает около пяти человек, можно смело устанавливать самую дешевую станцию, которая с легкостью справится с очисткой и переработкой всех отходов.

Установка септика Топас – выгодное и экономически оправданное решение. Простота и надежность сочетается с неприхотливостью в уходе и эффективностью работы – это все, что необходимо знать о системе для взвешенного принятия решения.

abvseptik.ru

Принцип работы септика ТОПАС

Topas-Moskva.ru » Топас

Работа септика Топас основана на принципе реактора с прерывистой аэрацией, в котором подача воздуха происходит не постоянно, а циклично с перерывами на фазу отстаивания. Кроме того, схема работы Топас включает усреднитель сточных вод (приемная камера) с преаэрацией и отстойник-стабилизатор ила. Для подачи сжатого воздуха на аэрацию и насосы-эрлифты используются мембранные компрессора. Они имеют малое энергопотребление и уровень шума.

Топас — это компактная и недорогая установка для очистки хозяйственно бытовых сточных вод не требующая:

откачки ассенизатором, благодаря отсутствию первичного отстойника.
больших затрат электроэнергии, потребляемая мощность 60-80 Вт.
специального инструмента и навыков при обслуживании, почистить его может любой.

Кроме того, нормально работающая установка Топас не выделяет неприятного запаха, что позволяет использовать её даже при отсутствии вентиляции канализационного стояка (фановой трубы). Однако для предупреждения срыва гидрозатворов на сантехнических приборах и запаха при нарушении работы установки вентиляционный выпуск рекомендуется делать.

НАИМЕНОВАНИЕ ОТСЕКОВ

А- Приемная камера
Б- Аэротэнк
В- Стабилизатор активного ила
Г- Вторичный отстойник

УСТРОЙСТВО ОЧИСТНОГО СООРУЖЕНИЯ

1- Ввод стоков
2- Фильтр крупных фракций
3- Эрлифт, главный насос
4- Эрлифт рециркуляции
5- Эрлифт откачки ила
6- Эрлифт стабилизированого ила
7- Компрессоры
8- Устройство сбора неперерабатываемых частиц
9- Выход очищеной воды
10- Фильтр тонкой очистки
11- Датчик уровня
12- Распаячная коробка для подключения подводящего эл. кабеля
13- Кнопка включения и выключения станции
14- Блок управления
15- Розетка для подключения компрессоров

Принцип работы септика Топас 5

Рассмотрим принцип работы септика Топас на примере самой распространенной модели Топас 5. Возможно, Вам подойдет другая модель. На рисунке представлена схема внутреннего устройства, а ниже описаны характеристики элементов и общий принцип работы септика Топас-5.

(А) Приемная камера Сточные воды поступают в приемную камеру. В отличие от «классических установок» в Топас приемная камера снабжена аэратором для перемешивания стока и насыщения его кислородом воздуха. Аэрация в приемной камере включается, когда уровень стока в ней снижается до рабочего минимума.

Благодаря этому вместо отстаивания и загнивания осадка, сток в приемной камере усредняется по составу, и начинаются процессы очистки – происходит распад молекул органических соединений под действием ферментов, выделяемых бактериями.

(2) Фильтр крупных фракций Перемешанные в стоке мелкие частицы загрязнений прошедшие через фильтр с ячейками диаметром 10мм поступают в главный насос. Крупные частицы загрязнений и мусор остаются в приемной камере.

(3) Главный насос – эрлифт, в котором воздух подаваемый компрессором (9), поднимает по трубе сточную воду и перекачивает в аэротенк-реактор. Перекачивание происходит равномерно с небольшой производительностью и в отличие от других типов насосов без больших затрат электричества и скачков напряжения вызываемых пуском насоса.

(11) Поплавковый переключатель Для переключения режимов работы Топас в приемной камере установлен поплавковый выключатель. В первой фазе, когда приемная камера наполняется сточными водами, поплавок поднимается и включается первый компрессор. Он подает сжатый воздух на:

аэрацию в аэротенке-реакторе (Б),
главный насос (4),
эрлифт рециркуляции (6) между аэротенком и вторичным отстойником,
штатный насос откачки ила (8) (бурление в отстойнике стабилизаторе).

Когда уровень стока в приемной камере падает до рабочего минимума, поплавок опускается и включается второй компрессор. Подача воздуха переключается на:

аэрацию приемной камеры,
эрлифт перекачки ила из аэротенка в отстойник-стабилизатор,
эрлифт удаления жировой пленки во вторичном отстойнике,
аэрацию во вторичном отстойнике.

(Б) Аэротенк-реактор Камера, в которой происходит основная очистка сточных вод микроорганизмами активного ила. Благодаря аэрации сток поддерживается во взвешенном состоянии и насыщается кислородом воздуха. В фазе отстаивания ил начинает оседать на дно и происходит объединение частиц ила в хлопья. Из-за снижения количества кислорода в стоке бактерии начинают использовать для дыхания растворенные соединения азота – нитраты, восстанавливая их до нитритов и далее до молекулярного азота. Происходит денитрификация – удаление нитратов и нитритов.

(Г) Вторичный отстойник это камера, имеющая форму усеченной перевернутой пирамиды и расположенная в аэротенке-реакторе. В отстойнике происходит осаждение ила, который через отверстие внизу возвращается в аэротенк. Дополнительно смесь воды с илом поступает из аэротенка-реактора во вторичный отстойник сверху, при помощи эрлифта рециркуляции (6). Это ускоряет процесс осаждения ила и осветления воды. Пленка из легких фракций (жиров, масел) взмучивается барботером в верхнем слое воды и удаляется в аэротенк встроенным в пирамиде эрлифтом. Очищенная сточная вода отводится наружу самотеком через выпуск в корпусе установки или собирается в емкость принудительного выброса с установленным в нее насосом.

Быстрее всего на дно аэротенка-реактора оседает отмирающий ил, который в фазе отстаивания в аэротенке перекачивается с помощью эрлифта (8) в отстойник-стабилизатор ила (Г). Это самая небольшая камера, в которой происходит накапливание и минерализация ила. Через имеющееся отверстие в верхней части осветленная иловая вода попадает обратно в приемную камеру, таки образом замыкая процесс внутренней циркуляции. В отстойнике-стабилизаторе установлен штатный насос-эрлифт для откачки ила. Этот насос заглушен и воздух, подаваемый на него, производит взмучивание иловой массы, не давая ей осесть и уплотниться на дне. В рамках самостоятельного обслуживание для откачки ила используется штатный насос, во избежание уплотнения ила в стабилизаторе откачку требуется производить 1 раз в квартал. Можно откачивать ил 1-2 раза в год (в рамках обслуживания) дренажным (фекальным) насосом для загрязненной воды.

www.topas-moskva.ru

Принцип работы септика Топас, видео-схема как работает

Устанавливая систему очистки сточных вод, можно произвести именно очищение, а не накапливание загрязненных вод, как ошибочно полагают многие. Работа УОСВ происходит следующим образом — происходит сочетание новой очистки, под названием биологической, и мелкопузырчатой аэрации, для того чтобы смогло произойти окисление вод, а точнее хозяйственно-бытовых отходов.

Принцип работы устройства

Внутри септика Топас предусмотрено два компрессора. Их главная функция, она же является первой — подача воздуха в камеры, для того чтобы станция смогла полноценно работать. Набор воздуха происходит через специальное имеющееся отверстие на крышке, а затем он подается внутрь станции. Вторая функция оборудования, а точнее компрессоров — обеспечение перемещения стоков, они поступают из обычной камеры, в камеры септика, а затем обратно.Принцип работы биологической очистки понятен не всем, так в чем же именно он заключается? Прежде всего, происходит разрушение органических веществ определенными микроорганизмами. Сточные воды не загнивают, визуально они прозрачные, а за счет пузырьков воздуха, загрязнение различными бактериями сводится практически к нулю.

Сточные воды поступают непосредственно в специальную приемную камеру (назовем ее А), происходит уравнивание их поступления, после этого начинается биологическое окисление. Спустя некоторое время, происходит равномерное перекачивание стоков в аэротенк (пункт В), именно здесь они полностью разрушаются, а точнее разрушаются органические соединения специальным окислением илом.

Реклама от партнеров сайта

Активный ил — это активная биомасса, взвешенная в воде, она помогает произвести очистку сточных вод. Сразу после очистки смесь поступает во вторичный отстойник (пункт С), именно там ил отделяется от чистой воды. В завершении процесса очистки очищенная вода покидает место очистки, происходит это либо принудительно, либо самотеком, все зависит от того, какая модель септика Топас. Отработанный ил накапливается в определенном месте, спустя некоторое время пользователь может сам удалит его.

Микроорганизмы, имеющиеся в активном иле, имеют иное название, которое наверняка известно многим — аэробные бактерии. В целом выделяют две группы бактерий, их достаточно часто используют в производстве, а также эксплуатации устройств, и называются они аэробные или анаэробные бактерии.

Какие требования предъявляются к подаче электроэнергии

Септик Топас можно подключить к сети электропитания исключительно через распределительный щит, причем именно на отдельный выключатель.

Ни в коем случае нельзя подключать прибор в розетку или рядом с другими потребителями электричества. Если произойдет отключение электричества, то даже спустя 4 часа ничего не произойдет, но при длительном отсутствии света начнут происходить анаэробные процессы, сопровождающиеся очень неприятным запахом. В этом случае вероятность переполнения септика Топас высока.

Сразу после того как электроэнергию отключат, ограничьте приток сточных вод. Для полноценной работы оборудование необходимо напряжение в 220 В. Будьте предельно аккуратны в момент отключения света, старайтесь не покидать дом, так как в ваше отсутствие может что-то случиться.

Какие санитарно-гигиенические требования выдвигаются к оборудованию

Септик Топас разрешается устанавливать рядом с жилыми зданиями. Во внутреннее пространство воздух попадает из окружающей среды, вентиляция осуществляется за счет специального канализационного трубопровода. Благодаря преобладанию аэробных бактерий, ни какого неприятного запаха от работы оборудования не выделяется. Еще одно достоинство, которое нельзя не отметить — это низкий уровень шума. Большинство пользователей при выборе станции обращают внимание именно на этот фактор.

Какие требования выдвигаются к обслуживанию

Один раз в неделю необходимо визуально осматривать септик Топас. Один раз в три месяца производите полную очистку стабилизатора от скопившегося в нем ила, для этого нужно использовать встроенный насос.

Очистка фильтра, используемого для крупных фракций, происходит в специальной приемной камере. Мусор, который не перерабатывается, удаляется с помощью сита, не поддающегося ржавчине.

Один раз в год обязательно производите очистку воздушного фильтра. Каждые 5 лет: полная очистка аэротенка от минерального осадка. Один раз в 10 лет — аэрационные элементы необходимо заменять на новые.

Благодаря тому, что работа устройства полностью автоматизирована, нет необходимости производить ежедневное обслуживание. Достаточно несколько раз в неделю приоткрывать крышку и осматривать все.

Рекламное предложение

Проводим оценку работы установки

Если устройство работает исправно, нет ни каких сбоев, то на выходе вода будет достаточно чистой, присутствие неприятного запаха не допустимо. Но что означает мутный цвет воды? Быть может оборудование больше не пригодно для использования? Обычно такое происходит после того, как устройство только вводится в эксплуатацию, но сразу после того, как нужное количество ила накопится, все придет в норму. Вся процедура занимает разное количество времени, у кого-то все нормализуется уже через две недели, а у кого-то только через месяц.

Еще одна причина, по которой цвет воды становится мутным — качество сточных вод ухудшилось. Такое вполне возможно из-за резкого понижения температуры, или при химическом загрязнении, например, когда женщины используют большое количество моющего средства для стиральной машины. Проблема вполне может решиться сама, на это не потребуется даже больше суток.

Однако если стоки постоянно мутные, то можно говорить о перегрузке устройства. В этом случае придется вызвать мастера для того чтобы он осмотрел все и порекомендовал вам что делать.

Достоинства оборудования

Устройство в последнее время стали использовать все чаще, и наверняка для этого есть веские причины. Ведь даже несмотря на среднюю цену, люди предпочитают именно септик Топас, а не устройство по более низкой стоимости. Итак, в чем же заключаются основные достоинства устройства:

Показатели по эффективности очистки достаточно высокие. Благодаря тому, что станция имеет уникальную конструкцию, стоки проходят не одну, а сразу несколько стадий очищения, в результате этого удается избавиться сразу от 99% загрязнений. С технической точки зрения такая вода абсолютно чистая, если вы сбросите ее в водоем или грунт, не произойдет ничего страшного.
Устройство достаточно простое в использовании. К сожалению, многие станции имеют столько разных функций, что после их установки пользователи просто теряются и не знают что делать. Приходится вызывать мастера для того чтобы он научил и показал, а это соответственно дополнительные траты. Однако после того, как вы установите это оборудование, вам не придется уделять ему время для обслуживания каждый день. Не обязательно следить за тем, какой уровень стоков в данный момент. Также больше нет необходимости добавлять специальные реагенты.
Монтаж оборудования достаточно прост. Для того чтобы установить оборудование в доме, где проживает около 8 человек, нет необходимости вызывать специальные машины, для того чтобы поднимать грузы. Конечно, другие производственные модели, имеют намного большую массу, именно поэтому установить их без использования специальной техники просто невозможно.
Пожалуй, это единственное оборудование, которое не выдвигает абсолютно ни каких конкретных требований к грунту, нет ни какой разницы, песок там или глина, так как эффективность работы от этого ни сколько не ухудшится. Более того, разрешено эксплуатировать устройства в местах, где наблюдается высокое залегание почвенных вод.
Как уже было сказано выше, в тот момент, когда работает станция, не исходит практически ни какого звука, а значит, ставить шумоизоляцию вам не придется. Но для многих главным является пожалуй то, что нет ни какого неприятного запаха.
Выпускается несколько станций с разной производительностью, именно поэтому если вы владелец даже небольшой дачи, вы всегда сможете подобрать что-то для себя. Вполне допустимо и обслуживание очень больших домов и коттеджей.
Для того чтобы произвести очистку своей станции от скопившегося ила, вам не придется вызывать ассенизаторы, так как выполнить все это можно подручными средствами. На крайний случай можно попросить о помощи своих соседей.

Минусы устройства

Несмотря на то, что достоинств у оборудования много и оно пользуется таким спросом, можно все-таки отметить несколько минусов:

На правах рекламы

Каждая такая станция полностью энергозависима. Для того чтобы обеспечить бесперебойную работу компрессоров и насосов, придется подключить станцию к электропитанию. Конечно, при незначительном отсутствии света все будет функционировать, но если произойдет какая-то поломка и его не будет сутки или даже больше, то вся работа вашей системы просто встанет.
Стоимость оборудования высока, далеко не все могут позволить себе такое удовольствие. Если сравнить биологическую станцию для очистки стоков, то конечно они стоят немного, но и выполнить всех функций, к сожалению, не могут.

Отправляясь в специализированный магазин для приобретения устройства, обязательно заранее решите для себя, что именно вам нужно. Если вы идете с конкретной целью просто сэкономить, то конечно проще купить простое оборудование. Но в том случае, если вам нужна действительно хорошая и качественная очистка, то приобретайте именно септик Топас. В целом принцип работы энергозависимого септика марки Топас прост, разобраться в этом сможет даже неопытный человек.

Рекламное предложение

septikkatalog.ru

Принцип работы и устройство автономной канализации

Рассмотрим общий принцип работы любой автономной канализации. Он заключается в том, что в очистной установке из фекальных стоков под воздействием кислорода зарождаются аэробные бактерии.
Аэробные бактерии вырабатывают энергию путем окисления органических стоков, выделяя углекислый газ и воду. Таким образом, на выходе получается очищенная вода, а сама реакция происходит с выделением тепла (экзотермическая), благодаря чему станция не замерзает зимой.

При этом, такой биосептик не издает неприятных запахов, ведь в процессе очистки не выделяется метан и аммиак, как в накопительных септиках (бетонные кольца, переливные септики, отстойник, пластиковая емкость и т.д.), в которых органические стоки гниют, а не окисляются.

Далее рассмотрим принцип работы септиков Юнилос,Топас, Волгарь и других систем со сходным типом устройства.

Принцип работы Юнилос Астра

Фекальные стоки из дома попадают в приемную камеру (А), в которой с помощью потока воздуха они размельчаются и насыщаются кислородом.
Далее, через фильтр крупных фракций (1), который имеет вид “дуршлага” и отсеивает крупные частицы, которые способны засорить главный насос, стоки проходят по главному насосу (1) в камеру с аэратором (Б).
В этой камере проходит основная фаза очистки стоков, они насыщаются кислородом. За счет воздействия бактерий в воде появляются примеси активного ила. Далее очистка происходит в двух фазах — прямой и обратной.
В прямой фазе жидкость из аэротенка попадает во вторичный отстойник (В), в котором активный ил оседает на дно, а чистая вода выводится из станции очистки по отводящей трубе.
Если же уровень воды в приемной камере падает до уровня 0,9-1м, то включается обратная фаза. Обратная фаза обычно включается ночью, когда вода уже не поступает в станцию и играет большую роль в процессе работы ЛОС. В это время активный ил, который осел на дно во вторичном отстойнике (В) перекачивается в иловый стабилизатор (Г). В этой камере происходит окончательная сепарация активного ила и воды. Самые тяжелые частицы ила оседают, формируя осадок. Вода же, с легкими частицами ила перекачивается в приемную камеру, благодаря чему уровень воды в приемной камере повышается до верхнего рабочего уровня (1,2-1,3 м от дна). После достижения верхнего рабочего уровня вновь включается прямая фаза.

Таким образом, вода циклично перекачивается внутри станции, очищаясь до необходимой степени. Этот процесс происходит постоянно, даже если стоки в станцию не поступают несколько дней, вода в ней циркулирует. Поток воздуха при смене фаз регулирует электромагнитный клапан, который переключает работу компрессора с прямой на обратную фазу.

Принцип работы Волгарь

Устройство септика Волгарь практически идентично септику Юнилос, повторяя расположение камер и основных эрлифтов, поэтому и принцип работы Волгарь идентичен.

Принцип работы септика Волгарь идентичен работе Юнилос

Принцип работы Топас

Устройство канализации Топас незначительно отличается от устройства Юнилос и Волгарь. Основное различие в том, что у септика Топас вместо одного компрессора и электромагнитного клапана установлено 2 компрессора, один из которых работает на прямую фазу, а другой на обратную. В Юнилос переключение фаз с прямой на обратную обеспечивает электромагнитный клапан.
Как видно на схеме, устройство Топас также напоминает устройство септика Юнилос. Стоки также поступают в приемную камеру и далее, по главному насосу (Эрлифту) попадают в аэротенк. Из аэротенка стоки попадают в отстойник, где чистая вода выводится наружу. А активный ил передается в стабилизатор, где образует осадок.

Важно удалять излишки активного ила 2-3 раза в год с помощью сервисного насоса. Иначе ил может закоксоваться и его трудно будет откачать из станции.

Система разбавления аэрозолей DIL 550 | Topas GmbH

Система разбавления аэрозолей DIL 550 предназначена для точного разбавления аэрозолей для получения определенной концентрации частиц для определенных измерительных задач. Основное применение системы разбавления DIL550 — проверка тестовых аэрозолей для тестирования чистых помещений. DIN EN ISO 14644-3 определяет необходимость соответствующих систем разбавления при использовании тестовых аэрозолей для проверки.
В применяемом принципе, который соответствует стандарту VDI 3491-15 , частицы удаляются из аэрозоля пробы в соответствии с заданным коэффициентом разбавления. Гранулометрический состав остается неизменным.

Постоянное и воспроизводимое разбавление аэрозоля даже в меняющихся условиях эксплуатации
Непрерывный контроль и отображение фактического коэффициента разбавления
По умолчанию коэффициент разбавления аэрозоля 1: 100 при расходе на входе счетчика частиц 28,3 л / мин
Количество систем разбавления можно легко каскадировать для увеличения коэффициента разбавления
Вертикальный канал потока аэрозоля гарантирует минимальное осаждение даже для крупных частиц
Разработан для мобильного использования (не требуется дополнительный сжатый воздух и дополнительная вытяжка)
Длительный срок службы и надежность, минимальные затраты на техническое обслуживание
Точная работа как в режиме повышенного, так и пониженного давления
Доступны изменения в соответствии с требованиями пользователя (скорость потока, коэффициент разбавления)
В сочетании со счетчиками частиц самовсасывающего устройства

Для более высоких степеней разбавления разбавители серии DIL можно легко каскадировать, или, в качестве альтернативы, можно использовать систему высокого разбавления HDS 561.

Валидация боксов / скамеек с ламинарным потоком воздуха и чистых помещений / окружающей среды
Оценка эффективности фильтрации
Измерение высококонцентрированных аэрозолей
Фундаментальные исследования аэрозолей


Жидкий аэрозоль DEHS (доступен в объемах 80 мл, 0,5 л, 1 л, 5 л или 20 л) Другие аэрозольные жидкости по запросу
Кейс для переноски устройства для одной системы разбавления DIL и одного генератора аэрозолей серии ATM
Быстроразъемный трубный соединитель (прямой или угловой) (с монтажным инструментом)
DDS 560: Система динамического разбавления для различных объемных потоков пробы с регулируемыми коэффициентами разбавления (для счетчиков частиц с объемным расходом от 0.3… 3л / мин
Распылители аэрозольных генераторов ATM 210/220/230, подходящие для испытаний фильтров в соответствии с VDI 2083-3 и EN ISO 14644-3

Из потока разбавляемого аэрозоля отбирают пробу через тонкий капилляр. Концентрация частиц капиллярного потока остается неизменной, тогда как HEPA-фильтр удаляет почти все частицы из байпасного потока.После капилляра и фильтра оба потока снова смешиваются вместе, и коэффициент разбавления определяется соотношением между двумя отдельными расходами.

Оптический счетчик частиц

, такой как LAP 340, имеет физический предел, до которого они работают точно. Если эта концентрация будет превышена, неизбежно возникнут ошибки. Согласно стандарту VDI 2083 для испытаний чистых помещений и рабочих столов обязательно проводить измерения с повышенными концентрациями в поступающем аэрозоле.Используя разбавитель DIL 550 перед счетчиком частиц, можно достичь коэффициента разбавления до 100. Таким образом, концентрация частиц> 10 ⁶ частиц на кубический фут (1 кубический фут = 28,3 л) может быть снижена до 10 ⁴ частиц на кубический фут. Это позволит установить концентрацию частиц в пределах диапазона стандартных счетчиков частиц.

Противодавление	5 кПа (50 мбар)
Точность расхода	± 5%
Вход / выход	диам.8 мм
HEPA-фильтр	Эффективность фильтра 99,97% @ 0,3 мкм DOP Particle (ASTM D2986-71) Гарантированный минимальный срок службы 500 часов при расходе 28 л / мин и 2 × 10 ⁶ частиц / см ³ (<1 мкм)
Блок питания	9… 15 В постоянного тока (адаптер переменного тока, работа от батареи)
Размеры	160 мм x 300 мм x 110 мм
Вес DIL	1.5 кг

Обзор всех версий устройств серии DIL можно найти здесь: Технические характеристики серии DIL

TOPAS MC

Добро пожаловать в TOPAS MC Inc., некоммерческую организацию, которая поддерживает и расширяет инструмент TOPAS для моделирования частиц.

1 февраля 2021 г .: Выпущена версия 3.6.1 TOPAS. Лицензированные пользователи могут видеть подробную информацию на форуме пользователей и в репозитории кода.

TOPAS дополняет и дополняет Geant4 Simulation Toolkit, чтобы сделать расширенное моделирование методом Монте-Карло всех форм лучевой терапии более простым в использовании для медицинских физиков.TOPAS может моделировать терапевтические головки с рентгеновскими лучами и частицами, моделировать геометрию пациента на основе изображений компьютерной томографии, оценивать дозу, плотность энергии и т. Д., Сохранять и воспроизводить фазовое пространство, обеспечивает расширенную графику и является полностью четырехмерным (4D) для обрабатывать изменения в доставке луча и геометрии пациента во время лечения. Пользователи TOPAS конфигурируют предварительно созданные компоненты (такие как сопла, геометрия пациента, компоненты дозиметрии и визуализации) для моделирования широкого спектра лучевой терапии без обязательного знания базового набора инструментов Geant4 Simulation Toolkit или какого-либо языка программирования.Все аспекты моделирования, включая поведение в 4D, контролируются с помощью уникальной системы управления параметрами TOPAS. TOPAS был разработан с нуля, чтобы быть гибким, но простым в использовании, надежным и воспроизводимым. В коде большое внимание уделяется безопасности «на месте», в нем используются различные методы, чтобы пользователям было сложнее совершать ошибки.

TOPAS дополнительно описан в рукописи открытого доступа: Perl J, Shin J, Schumann J, Faddegon B, Paganetti H. TOPAS: инновационная протонная платформа Монте-Карло для исследований и клинических приложений.Med Phys. 2012 ноя; 39 (11): 6818-37. (Просмотр: PubMed).
Эта рукопись была процитирована 533 раза в Google Scholar.

Базовые концепции TOPAS были первоначально созданы в результате финансируемого NIH сотрудничества Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Массачусетской больницы общего профиля и Калифорнийского университета в Сан-Франциско. После бета-тестирования сообществом пользователей в 88 учреждениях Стэнфордский университет предоставил TOPAS MC Inc. лицензию на защищенное авторским правом ядро TOPAS, чтобы мы могли распространять TOPAS среди конечных пользователей и собирать лицензионные сборы для финансирования дальнейшей разработки и поддержки пользователей.По последним подсчетам у нас было 1626 лицензированных пользователей в 487 учреждениях в 50 странах.

В то время как самые ранние применения TOPAS были в протонной терапии, TOPAS теперь доступен для использования во всех областях исследований лучевой терапии, а также подходит для некоторых приложений медицинской визуализации. Продолжается работа по распространению TOPAS на радиационную биологию и естественнонаучное образование. Другие потенциальные приложения включают исследования радиационного повреждения электроники, физики элементарных частиц, ядерной физики и астрофизики.

Наша миссия — превратить TOPAS в инструмент, который удобно поместится в руках каждого медицинского физика.

Стоимость лицензии на одного пользователя варьируется от бесплатной до 2500 долларов США. в зависимости от класса пользователя. См. Подробности в разделе «Типы лицензий».

TOPAS MC Inc. является некоммерческой общественно полезной корпорацией и признана IRS в качестве освобожденной от налогов общественной благотворительной организации в соответствии с разделом 501 (c) (3).

Комбинированные модели клеток и наночастиц для TOPAS для изучения увеличения дозы облучения в клеточных органеллах

Kuncic, Z. & Lacombe, S. Радиоусиление наночастицами: принципы, прогресс и применение в лечении рака. Phys. Med. Биол. https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa99ce (2017).

Артикул PubMed Google Scholar

Летфуллин Р. Р. и Джордж Т. Ф. Вычислительная наномедицина и нанотехнологии: лекции с компьютерными практиками (Springer, Berlin, 2017).

Google Scholar

McMahon, S.J. et al. Нанодозиметрические эффекты наночастиц золота в мегавольтной лучевой терапии. Radiother. Онкол. 100 , 412–416. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2011.08.026 (2011).

CAS Статья PubMed Google Scholar

McNamara, A. L. et al. Эффекты увеличения дозы для ядра и митохондрий от наночастиц золота в цитозоле. Phys.Med. Биол. 61 , 5993. https://doi.org/10.1088/0031-9155/61/16/5993 (2016).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Sung, W. et al. Зависимость радиосенсибилизации наночастиц золота от геометрии клетки. Наноразмер 9 , 5843–5853. https://doi.org/10.1039/C7NR01024A (2017).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Bahreyni Toossi, M. T. et al. Исследование методом Монте-Карло увеличения дозы на ткани при брахитерапии: сравнение наночастиц гадолиния и золота. Australas. Phys. Англ. Sci. Med. 35 , 177–185. https://doi.org/10.1007/s13246-012-0143-3 (2012).

Артикул PubMed Google Scholar

Клемент, С., Денг, В., Камиллери, Э., Уилсон, BC и Голдис, ЭМ-индуцированная рентгеновским излучением генерация синглетного кислорода конъюгатами наночастицы-фотосенсибилизатор для фотодинамической терапии: определение квантового выхода синглетного кислорода . Sci. Реп. 6 , 1–9. https://doi.org/10.1038/srep19954 (2016).

CAS Статья Google Scholar

Schürmann, R. & Bald, I. Влияние кинетики адсорбции на диссоциацию нуклеиновых оснований ДНК на наночастицах золота при импульсном лазерном освещении. Phys. Chem. Chem. Phys. 19 , 10796–10803. https://doi.org/10.1039/C6CP08433H (2017).

CAS Статья PubMed Google Scholar

Летфуллин, Р. Р., Иверсен, К. Б. и Джордж, Т. Ф. Моделирование нанофототермальной терапии: кинетика термической абляции органелл здоровых и злокачественных клеток и наночастиц золота. Nanomed. Nanotechnol. Биол. Med. 7 , 137–145. https://doi.org/10.1016/j.nano.2010.06.011 (2011).

CAS Статья Google Scholar

10.

Жаров В. П., Летфуллин Р. Р., Галитовская Е. Н. Режим перекрытия микропузырьков для лазерного уничтожения раковых клеток с помощью поглощающих кластеров наночастиц. J. Phys. D Прил. Phys. 38 , 2571–2581. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/15/007 (2005).

ADS CAS Статья Google Scholar

11.

Katti, K. V. et al. Гибридные наночастицы золота в молекулярной визуализации и лучевой терапии. Чехословов. J. Phys. 56 , D23 – D34. https://doi.org/10.1007/s10582-006-1033-2 (2006).

CAS Статья Google Scholar

12.

Chanda, N. et al. Радиоактивные наночастицы золота в терапии рака: исследования терапевтической эффективности наноконструктуры GA-198AuNP у мышей с опухолью предстательной железы. Nanomed. Nanotechnol. Биол. Med. 6 , 201–209. https://doi.org/10.1016/j.nano.2009.11.001 (2010).

CAS Статья Google Scholar

13.

Катти, К. В. Возрождение ядерной медицины через зеленые нанотехнологии: функционализированные радиоактивные наночастицы золота в терапии рака — мой путь от химии к спасению человеческих жизней. J. Radioanal. Nucl. Chem. 309 , 5–14. https://doi.org/10.1007/s10967-016-4888-0 (2016).

CAS Статья Google Scholar

14.

Laprise-Pelletier, M., Simão, T. & Fortin, M.-A. Золотые наночастицы в лучевой терапии и недавний прогресс в нанобрахитерапии. Adv. Здоровьеc. Матер. 7 , 1701460. https://doi.org/10.1002/adhm.201701460 (2018).

CAS Статья Google Scholar

15.

Зутта Виллате, Дж. М. и Хан, М. Б. Радиоактивные наночастицы золота для лечения рака. Eur. Phys. J. D 73 , 95. https://doi.org/10.1140/epjd/e2019--x (2019).

ADS CAS Статья Google Scholar

16.
Голами Ю. Х., Машмайер Р. и Кунчич З. Эффекты радиоусиления за счет наночастиц с радиоактивной меткой. Sci. Реп. 9 , 1–13. https://doi.org/10.1038 / s41598-019-50861-2 (2019).
CAS Статья Google Scholar

17.
McMahon, S.J. et al. Биологические последствия наноразмерного энерговыделения вблизи облученных наночастиц тяжелых атомов. Sci. Реп. 1 , 1–10. https://doi.org/10.1038/srep00018 (2011 г.).
CAS Статья Google Scholar

18.
Schürmann, R., Фогель, С., Эбель, К. и Лысый, И. Физико-химические основы радиосенсибилизации ДНК: значение для лучевой терапии рака. Chem. Eur. J. 24 , 10271–10279. https://doi.org/10.1002/chem.201800804 (2018).
CAS Статья Google Scholar

19.
Hahn, M. B. et al. Защита ДНК эктоином от ионизирующего излучения: молекулярные механизмы. Phys. Chem. Chem. Phys. 19 , 25717–25722.https://doi.org/10.1039/C7CP02860A (2017).
CAS Статья PubMed Google Scholar

20.
Hahn, M. B. et al. Прямое электронное облучение ДНК в полностью водной среде. Определение повреждений в сочетании с моделированием Монте-Карло. Phys. Chem. Chem. Phys. 19 , 1798–1805. https://doi.org/10.1039/C6CP07707B (2017).
CAS Статья PubMed Google Scholar

21.
Tran, H. N. et al. Geant4 Моделирование методом Монте-Карло поглощенной дозы и радиолиза дает усиление от золотой наночастицы при облучении протонами с МэВ. Nucl. Instrum. Методы Phys. Res. Разд. B Луч Взаимодействие. Матер. Атомы 373 , 126–139. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2016.01.017 (2016).
ADS CAS Статья Google Scholar

22.
Hahn, M. B., Smales, G.J., Seitz, H., Solomun, T. & Sturm, H. Взаимодействие эктоина с ДНК: влияние на повреждение ультрафиолетовым излучением. Phys. Chem. Chem. Phys. 22 , 6984–6992. https://doi.org/10.1039/D0CP00092B (2020).
CAS Статья PubMed Google Scholar

23.
Хайнфельд, Дж. Ф., Слаткин, Д. Н. и Смиловиц, Х. М. Использование наночастиц золота для улучшения лучевой терапии у мышей. Phys. Med. Биол. 49 , N309.https://doi.org/10.1088/0031-9155/49/18/N03 (2004 г.).
CAS Статья PubMed Google Scholar

24.
Ши, Дж., Сяо, З., Камали, Н. и Фарохзад, О. С. Самособирающиеся целевые наночастицы: эволюция технологий и перевод от лабораторных до «прикроватных». В соотв. Chem. Res. 44 , 1123–1134. https://doi.org/10.1021/ar200054n (2011 г.).
CAS Статья PubMed Google Scholar

25.
Сайкс, Э. А., Чен, Дж., Чжэн, Г. и Чан, В. С. Исследование влияния размера наночастиц на эффективность активного и пассивного нацеливания на опухоль. САУ Нано 8 , 5696–5706 (2014).
CAS Статья Google Scholar

26.
Читрани, Б. Д., Газани, А. А. и Чан, В. С. В. Определение зависимости размера и формы поглощения наночастиц золота клетками млекопитающих. Nano Lett. 6 , 662–668.https://doi.org/10.1021/nl052396o (2006).
ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

27.
Özçelik, S. & Pratx, G. Наночастицы золота ядерной направленности усиливают радиосенсибилизацию раковых клеток. Нанотехнологии 31 , 415102. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aba02b (2020).
CAS Статья PubMed Google Scholar

28.
Schuemann, J. et al. TOPAS-nBio: расширение набора инструментов моделирования TOPAS для клеточной и субклеточной радиобиологии. Radiat. Res. 191 , 125–138. https://doi.org/10.1667/RR15226.1 (2019).
ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

29.
Agostinelli, S. et al. Geant4: набор инструментов для моделирования. Nucl. Instrum. Методы Phys.Res. Разд. Accel. Спектром. Обнаружить. Доц. Оборудуйте. 506 , 250–303. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8 (2003).
ADS CAS Статья Google Scholar

30.
Bernal, M.A. et al. Моделирование структуры трека в жидкой воде: обзор Geant4-DNA, расширенного набора инструментов моделирования Geant4 Monte Carlo с очень низким энергопотреблением. Phys. Med. 31 , 861–874. https: // doi.org / 10.1016 / j.ejmp.2015.10.087 (2015).
CAS Статья PubMed Google Scholar

31.
Incerti, S. et al. Сравнение моделей сечения очень низких энергий GEANT4 с экспериментальными данными в воде. Med. Phys. 37 , 4692–4708. https://doi.org/10.1118/1.3476457 (2010).
CAS Статья PubMed Google Scholar

32.
Перл, Дж., Шин, Дж., Шуман, Дж., Фаддегон, Б. и Паганетти, Х. TOPAS: инновационная протонная платформа Монте-Карло для исследований и клинических приложений. Med. Phys. 39 , 6818–6837. https://doi.org/10.1118/1.4758060 (2012).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

33.
Allison, J. et al. Последние разработки в Geant4. Nucl. Instrum. Методы Phys.Res. Разд. Accel. Спектром. Обнаружить. Доц. Оборудуйте. 835 , 186–225. https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.06.125 (2016).
ADS CAS Статья Google Scholar

34.
Хан, М. Б. Модель клетки TOPAS с наночастицами (BAM Eigenverlag, Berlin, 2020). https://doi.org/10.26272/opus4-51150.
Забронировать Google Scholar

35.
Хан, М. Б. https://github.com/BAMresearch/TOPAS-CellModels. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (2020).

36.
Matsuya, Y. et al. Исследование эффектов мощности дозы и распределения клеточного цикла при длительном воздействии ионизирующего излучения для различных мощностей дозы. Sci. Отчет https://doi.org/10.1038/s41598-018-26556-5 (2018).
Артикул PubMed PubMed Central Google Scholar

37.
Киркби, К. и Гасроддашти, Э. Нацеливание на митохондрии в раковых клетках с помощью лучевой терапии, усиленной наночастицами золота: исследование Монте-Карло. Med. Phys. 42 , 1119–1128. https://doi.org/10.1118/1.4
2 (2015).
CAS Статья PubMed Google Scholar

38.
Chithrani, D. B. et al. Наночастицы золота как радиационные сенсибилизаторы в терапии рака. Radiat. Res. 173 , 719–728.https://doi.org/10.1667/RR1984.1 (2010).
ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

39.
Ми, Ю., Шао, З., Ванг, Дж., Кайдар-Персон, О. и Ван, А. З. Применение нанотехнологий в лучевой терапии рака. Cancer Nanotechnol. 7 , 11. https://doi.org/10.1186/s12645-016-0024-7 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

40.
Margis, S. et al. Микродозиметрические расчеты прямого повреждения ДНК, вызванного низкоэнергетическими электронами, с использованием кода Монте-Карло Geant4-ДНК. Phys. Med. Биол. 65 , 045007. https://doi.org/10.1088/1361-6560/ab6b47 (2020).
CAS Статья PubMed Google Scholar

41.
Hahn, MB, Meyer, S., Kunte, H.-J., Solomun, T. & Sturm, H. Измерения и моделирование микроскопических повреждений ДНК в воде электронами с энергией 30 кэВ: общий подход применимо к другим источникам излучения и биологическим целям. Phys. Ред. E 95 , 052419. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.95.052419 (2017).
ADS Статья PubMed Google Scholar

42.
Левински Н., Колвин В. и Дрезек Р. Цитотоксичность наночастиц. Малый 4 , 26–49. https://doi.org/10.1002/smll.200700595 (2008).
CAS Статья PubMed Google Scholar

43.
Алкилани, А. М. и Мерфи, К. Дж. Токсичность и клеточное поглощение наночастиц золота: что мы узнали на данный момент ?. J. Nanopart. Res. 12 , 2313–2333. https://doi.org/10.1007/s11051-010-9911-8 (2010).
ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

44.
Метц, О., Столл, В. и Пленерт, В. Профилактика менингоза с помощью интратекального 198Au-коллоида и метотрексата при остром лимфоцитарном лейкозе у детей. Рак 49 , 224–228. https://doi.org/10.1002/1097-0142(19820115)49:2<224::AID-CNCR28204
>3.0.CO;2-O (1982).
CAS Статья PubMed Google Scholar

45.
Никджу Д. Х., Эмфицоглу Д. и Чарльтон Д. Э. Эффект Оже в физических и биологических исследованиях. Внутр. J. Radiat. Биол. 84 , 1011–1026. https://doi.org/10.1080/09553000802460172 (2008).
CAS Статья PubMed Google Scholar

46.
Lazarakis, P. et al. Исследование структуры трека и моделей физики сжатой истории для приложений в дозиметрии излучения в микро- и наномасштабе в Geant4. Biomed. Phys. Англ. Экспресс 4 , 024001. https://doi.org/10.1088/2057-1976/aaa6aa (2018).
Артикул Google Scholar

47.
Emfietzoglou, D., Papamichael, G. & Nikjoo, H. Расчеты электронной трековой структуры методом Монте-Карло в жидкой воде с использованием новой модельной функции диэлектрического отклика. Radiat. Res. 188 , 355–368. https://doi.org/10.1667/RR14705.1 (2017).
ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

48.
Sakata, D. et al. Реализация дискретных моделей переноса электронов для золота в наборе инструментов моделирования Geant4. J. Appl. Phys. 120 , 244901. https://doi.org/10.1063/1.4972191 (2016).
ADS CAS Статья Google Scholar

49.
Sakata, D. et al. Моделирование трековой структуры Geant4-ДНК для наночастиц золота: важность электронных дискретных моделей в нанометровых объемах. Med. Phys. 45 , 2230–2242. https://doi.org/10.1002/mp.12827 (2018).
CAS Статья PubMed Google Scholar

50.
Sakata, D. et al. Моделирование электронной трековой структуры в золотой наночастице с использованием Geant4-DNA. Phys. Med. 63 , 98–104. https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2019.05.023 (2019).
Артикул PubMed Google Scholar

51.
Basaglia, T. et al. Исследование Geant4-моделирования обратного рассеяния электронов. IEEE Trans. Nucl. Sci. 62 , 1805–1812. https://doi.org/10.1109/TNS.2015.2442292 (2015).
ADS CAS Статья Google Scholar

52.
Бирн, Х., Макнамара, А. и Кунчич, З. Влияние кластеризации наночастиц на радиоусиление дозы. Radiat. Prot. Досим. https://doi.org/10.1093/rpd/ncy218 (2018).
Артикул Google Scholar

53.
Фрэнсис, З., Инсерти, С., Карамитрос, М., Тран, Х. Н. и Виллаграса, К. Тормозная способность и пробег электронов, протонов и альфа-частиц в жидкой воде с использованием пакета Geant4-DNA. Nucl. Instrum.Методы Phys. Res. Разд. B Луч Взаимодействие. Матер. Атомы 269 , 2307–2311. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.02.031 (2011).
ADS CAS Статья Google Scholar

54.
Kyriakou, I. et al. Влияние трековой структуры и моделей физики сжатой истории Geant4 на наноразмерный перенос электронов в жидкой воде. Phys. Med. 58 , 149–154. https://doi.org/10.1016 / j.ejmp.2019.01.001 (2019).
CAS Статья PubMed Google Scholar

55.
Dahm-Daphi, C., Sass, W. & Alberti, J. Сравнение биологических эффектов повреждения ДНК, вызванного ионизирующим излучением и перекисью водорода в клетках CHO. Внутр. J. Radiat. Биол. 76 , 67–75. https://doi.org/10.1080/095530000139023 (2000).
CAS Статья PubMed Google Scholar

56.
Xu, X. et al. Геномная последовательность линии клеток яичника китайского хомячка (СНО) -K1. Nat. Biotechnol. 29 , 735–741. https://doi.org/10.1038/nbt.1932 (2011 г.).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

57.
Росс, Д. и Мел, Х. Динамика роста митохондрий в синхронизированных клетках китайского хомячка: ScienceDirect. Biophys. J. 12 , 1562–1572 (1972).
ADS CAS Статья Google Scholar

58.
Peng, J.-Y. et al. Автоматическое морфологическое определение подтипов раскрывает новые роли каспаз в митохондриальной динамике. PLOS Comput. Биол. 7 , e1002212. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1002212 (2011).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

59.
Салими, Э., Брааш, К., Батлер, М., Томсон, Д. Дж. И Бриджес, Г. Э. Диэлектрическая модель для клеток яичников китайского хомячка, полученная методом диэлектрофорезной цитометрии. Biomicrofluidics 10 , 014111. https://doi.org/10.1063/1.4940432 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

60.
Уайт, Д. Р., Буз, Дж., Гриффит, Р. В., Спокас, Дж. Дж. И Уилсон, И. Дж. Отчет 44. J. Int. Comm. Radiat. Единицы измерения os23 , НП – НП. https://doi.org/10.1093/jicru/os23.1.Report44 (1989).

61.
Delacroix, D., Guerre, P. J., Leblanc, P. & Hickman, C. Справочник данных по радионуклидам и радиационной защите 2002. Radiat. Защищать. Досим. 98 , 1–168. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a006705 (2002).
Артикул Google Scholar

62.
Планте, И. и Кучинотта, Ф. А. Сечения взаимодействий электронов с энергией 1 эВ – 100 МэВ в жидкой воде и их применение в моделировании Монте-Карло радиационных треков HZE. New J. Phys. 11 , 063047. https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/6/063047 (2009).
ADS CAS Статья Google Scholar

63.
Kimling, J. et al. Новый взгляд на метод Туркевича для синтеза наночастиц золота. J. Phys. Chem. B 110 , 15700–15707. https://doi.org/10.1021/jp061667w (2006).
CAS Статья PubMed Google Scholar

64.
Зутта Виллате, Дж. М., Рохас, Дж. В., Хан, М. Б. и Пуэрта, Дж. А. Синтез и оптимизация радиоактивных наночастиц золота для лечения рака. J. Radioanal. Nucl. Chem. Рукопись готовится (2021 г.).

TOPAS: сетевое структурное выравнивание последовательностей РНК | Биоинформатика

Абстрактные

Мотивация

Для многих семейств РНК вторичная структура, как известно, лучше консервативна среди РНК-членов по сравнению с первичной последовательностью.По этой причине важно учитывать лежащие в основе структуры сворачивания при выравнивании последовательностей РНК, особенно для тех, которые имеют относительно низкую идентичность последовательностей. Учитывая набор РНК с неизвестными структурами, алгоритмы одновременного выравнивания и сворачивания РНК нацелены на точное выравнивание РНК путем совместного прогнозирования их согласованной вторичной структуры и оптимального выравнивания последовательностей. Несмотря на повышенную точность результирующего выравнивания, вычислительная сложность одновременного выравнивания и сворачивания для пары РНК составляет O (N6), что слишком дорого для использования для крупномасштабного анализа.

Results

Чтобы устранить этот недостаток, в данной работе мы предлагаем новую сетевую схему для попарного структурного выравнивания РНК. Предлагаемый алгоритм TOPAS основан на концепции топологических сетей, которые предоставляют структурные карты РНК, подлежащих выравниванию. Для каждой последовательности РНК TOPAS сначала строит топологическую сеть на основе предсказанной складчатой структуры, которая состоит из последовательных ребер и структурных ребер, взвешенных по вероятностям спаривания оснований.Затем полученные сети могут быть эффективно выровнены с использованием методов вероятностного выравнивания сетей, тем самым обеспечивая структурное выравнивание РНК. Вычислительная сложность предлагаемого нами метода значительно ниже, чем у метода динамического программирования в стиле Санкоффа, но дает хорошие результаты согласования. Кроме того, еще одним важным преимуществом предложенного алгоритма является его способность обрабатывать РНК с псевдоузлами при прогнозировании структурного выравнивания РНК.Мы демонстрируем, что TOPAS в целом превосходит предыдущие методы структурного выравнивания РНК в тестах РНК с точки зрения как скорости, так и точности.

1 Введение

Методы выравнивания последовательности РНК
играют важную роль в сравнительном анализе генома, особенно для ускорения открытия новых некодирующих РНК (нкРНК), а также для изучения их функций и структур. Методы выравнивания последовательностей обеспечивают эффективные средства количественной оценки сходства между различными последовательностями РНК, которые можно использовать для компьютерной идентификации гомологичных РНК, принадлежащих к одному и тому же функциональному семейству.Как показали различные сравнительные исследования РНК, для многих семейств РНК вторичная структура РНК, как правило, лучше сохраняется среди членов по сравнению с их первичной последовательностью (Freyhult et al. , 2006; Glotz et al. , 1981; Johnsson и др. , 2014; Raué и др. , 1988; Zwieb и др. , 1981). Как следствие, для методов выравнивания последовательностей РНК критически важно разумно включить нижележащую вторичную структуру РНК в процесс выравнивания, чтобы получить точные результаты выравнивания.
РНК представляет собой одноцепочечную молекулу, которая состоит из цепочки нуклеотидов с четырьмя различными типами оснований A, C, G и U. Из-за взаимодействий спаривания оснований между различными основаниями РНК может складываться сама по себе, образуя сложная конструкция. Хотя предсказание естественной трехмерной структуры РНК является сложной задачей, двумерная вторичная структура РНК поддается математическому анализу и вычислительному предсказанию (Flamm et al. , 2000; Greenleaf et al., 2008 г .; Tinoco and Bustamante, 1999), благодаря квазииерархической природе складчатой структуры. Канонические пары Ватсона-Крика A – U и C – G обычно образуются между основаниями, а пары колебаний G – U также часто наблюдаются во вторичной структуре РНК. В типичной вторичной структуре РНК пары оснований появляются вложенным образом, так что две пары оснований ( i ₁, i ₂) и ( j ₁, j ₂) — i _k и j _k , относящиеся к базовым местоположениям — либо удовлетворяют i1 . Как правило, псевдоузлы выполняют вычислительный анализ РНК, например. прогнозирование структуры и структурное выравнивание — значительно сложнее.
Вероятно, первый — и, возможно, также самый влиятельный — метод, который был предложен для структурного выравнивания РНК с неизвестными структурами, — это алгоритм, предложенный Санкофф, который одновременно решает проблему выравнивания последовательностей и проблему прогнозирования вторичной структуры РНК посредством консенсуса. подход динамического программирования (Санкофф, 1985).На сегодняшний день существует несколько различных реализаций алгоритмов в стиле Санкофф для структурного выравнивания РНК. Например, Dynalign и Foldalign — популярные методы, которые используют термодинамические модели для оценки свободной энергии потенциальной вторичной структуры и используют динамическое программирование для поиска структуры с наименьшей свободной энергией, которая является общей для выравниваемых РНК ( Fu и др. , 2014; Harmanci и др. , 2008; Havgaard и др. , 2005; Мэтьюз и Тернер, 2002; Sundfeld и др., 2016). Другой метод, названный PARTS , представляет модель псевдосвободной энергии, основанную на вероятностях образования пары оснований и выравнивания, чтобы найти лучшее структурное выравнивание, которое максимизирует совместную вероятность (Harmanci et al. , 2008). Хотя алгоритмы Санкоффа обычно дают более точные и надежные результаты выравнивания по сравнению с методами выравнивания, основанными исключительно на сходстве последовательностей, их основным недостатком является резкое увеличение сложности. Например, сложность исходного алгоритма Санкоффа для структурного выравнивания двух последовательностей РНК длиной N составляет O (N6) во времени и O (N4) в пространстве (т.е.е. памяти) (Hamada и др. , 2009). Чрезвычайно высокая сложность исходного алгоритма Санкоффа делает его непрактичным для крупномасштабного анализа генома, и для эффективного решения проблемы структурного выравнивания РНК был разработан ряд упрощенных вариантов алгоритмов Санкоффа (Gardner et al. , 2005). ; Will et al., 2007, 2015). Одним из таких примеров является PMcomp , который использует вероятности пар оснований в качестве облегченной модели энергии и налагает ограничения на совпадающие пары оснований, чтобы снизить общую вычислительную сложность до O (N4) (Hofacker et al., 2004). LocARNA принимает облегченную модель энергии, такую как PMcomp , и упрощает подход динамического программирования за счет включения разреженного свойства спаривания оснований (Will et al. , 2007). SPARSE (Will et al. , 2015) и RAF (Chuong et al. , 2008) дополнительно улучшают скорость выравнивания, достигая квадратичной временной сложности. Чтобы улучшить скорость выравнивания, SPARSE (Will et al., 2015) использует спарсификацию на основе ансамблей, а RAF (Chuong et al. , 2008) использует тот факт, что вероятные края выравнивания при выравнивании последовательностей имеют тенденцию быть разреженными. Все вышеупомянутые алгоритмы в стиле Санкофф используют энергетические модели (или псевдоэнергетические модели, основанные на вероятности образования пары оснований) и стремятся найти оптимальное структурное выравнивание посредством динамического программирования с различными упрощениями и ограничениями для уменьшения общей сложности.
В отличие от алгоритмов Санкоффа, мы предлагаем новый подход к структурному выравниванию РНК, приняв концепцию топологической сети , которая объединяет последовательность и структурную информацию РНК, подлежащих выравниванию.Топологические сети предоставляют удобные способы краткого представления сложных взаимодействий и отношений между частями или объектами, которые образуют большее целое. Хорошо известными примерами таких сетей являются сети белок-белкового взаимодействия (PPI) и сети коэкспрессии. В сети PPI узлы соответствуют белкам, а ребра между узлами представляют собой взаимодействия между соответствующими белками. В сети коэкспрессии узлы обычно соответствуют генам, и наличие границы между двумя узлами подразумевает, что существует значительная корреляция между уровнями экспрессии связанных генов.В последние годы растет интерес к разработке эффективных вычислительных инструментов для сравнительного анализа крупномасштабных биологических сетей (Yoon et al. , 2012), особенно для сравнения и согласования сетей PPI (Jeong and Yoon, 2015; Jeong и др. , 2016; Liao и др. , 2009; Sahraeian and Yoon, 2013; Singh и др. , 2008). Сравнивая сети PPI (Gursoy et al. , 2008), которые фиксируют физические взаимодействия между белками у разных видов, выравнивание сети PPI направлено на прогнозирование функционального соответствия между белками в сетях и определение сетевых модулей, которые могут сохраняться у разных видов. .Для получения точных результатов выравнивания, которые являются биологически значимыми, методы выравнивания сетей обычно учитывают как сходство последовательностей между белками, так и топологическое сходство между сетями во время процесса выравнивания (Yoon et al. , 2012).
В этой статье мы предлагаем новый алгоритм структурного выравнивания РНК, называемый TOPAS ( TOP логическая сеть на основе A выравнивание структурных РНК S ), который основан на концепциях топологических сетей и сетевого выравнивания.TOPAS сначала создает топологическую сеть для каждой последовательности РНК, так что сеть фиксирует последовательность и структурные свойства РНК. Построенные топологические сети затем выравниваются с использованием эффективного метода выравнивания сети, что приводит к точному структурному выравниванию, которое плавно интегрирует сходство последовательностей и структурное сходство между данными РНК. Сетевой подход, принятый TOPAS для представления и выравнивания РНК, делает алгоритм очень гибким, позволяя обрабатывать РНК с произвольной структурой, включая псевдоузлы.Мы сравниваем предложенный нами алгоритм TOPAS с несколькими хорошо известными алгоритмами структурного выравнивания РНК и показываем, что TOPAS превосходит предыдущие алгоритмы с точки зрения скорости и точности.
2 Материалы и методы
Структурное выравнивание РНК
направлено на предсказание точного выравнивания данного набора РНК, так что их общие складчатые структуры точно выровнены друг с другом. Для быстрого и точного структурного выравнивания РНК мы предлагаем инновационный сетевой подход.В предлагаемом подходе мы сначала строим топологическую сеть для каждой РНК, которая обеспечивает графическое представление ее последовательности, а также ее потенциальной вторичной структуры. Затем построенные топологические сети эффективно выравниваются с использованием метода выравнивания сети, при котором результирующее выравнивание сети приводит к структурному выравниванию соответствующих РНК. Недавние исследования сравнительного сетевого анализа (Singh et al. , 2008; Yoon et al., 2012) показали, что точные результаты выравнивания сети могут быть достигнуты путем разумной интеграции сходства между узлами в сетях, а также топологического сходства между сетями. Подобным образом методы выравнивания сетей могут использоваться для надежного выравнивания топологических сетей, представляющих последовательности РНК и их складчатые структуры, тем самым предсказывая точное структурное выравнивание РНК, которое включает как сходство последовательностей, так и структурное сходство между РНК.Ниже мы обсудим два основных этапа предлагаемого алгоритма структурного выравнивания РНК TOPAS, т. Е. построение топологических сетей на основе заданных РНК и нахождение структурного выравнивания РНК через топологические сети выравнивания — более подробно.
2.1 Построение топологической сети из последовательностей РНК
Для каждой выравниваемой РНК мы сначала строим топологическую сеть, которая обеспечивает графическое представление последовательности РНК и ее потенциальной складчатой структуры.Костяк топологической сети формируется на основе первичной последовательности РНК, где каждый нуклеотид в РНК представлен как узел в топологической сети. Затем узлы, которые могут образовывать пару оснований в структуре сворачивания РНК, также соединяются взвешенным краем, где вес определяется соответствующей вероятностью образования пары оснований. Вероятности образования пар оснований можно оценить с помощью моделей термодинамического равновесия с экспериментально определенными параметрами (Mathews, 2004; McCaskill, 1990; Turner and Mathews, 2010), которые широко используются для предсказания структуры РНК.Чтобы топологическая сеть оставалась разреженной за счет сохранения только тех ребер, которые соответствуют надежным парам оснований, ребра с вероятностями образования пары оснований, которые ниже порогового значения P _Th , удаляются из сети. Это снижает общую стоимость выравнивания сети и повышает точность окончательных результатов выравнивания. Сходство последовательностей между узлами в разных сетях оценивается с помощью парной скрытой марковской модели (пара-HMM) (Mount, 2009; Yoon, 2009).Вероятности выравнивания между нуклеотидами оцениваются с помощью алгоритма вперед-назад на основе заданной пары-HMM, и их нормализованные битовые оценки используются в качестве меры сходства узлов в сетях, которые включают сходство последовательностей между соответствующими РНК. Подробный процесс построения сети и предлагаемый сетевой алгоритм структурного выравнивания РНК TOPAS подробно описаны в разделе 2.2.
2.2 Структурное выравнивание РНК на основе топологических сетей
Пусть Gn = (Vn, En) будет топологической сетью n . V _n — это набор узлов в сети, где каждый узел соответствует нуклеотиду в последовательности n . E _n — это набор взвешенных ребер между узлами, где каждое ребро отражает, что соединенные узлы могут образовывать пару оснований в РНК с вероятностью образования пары оснований, превышающей пороговое значение P _Th . Учитывая две топологические сети G ₁ и G ₂, мы стремимся точно выровнять сети, интегрируя сходство их узлов и топологическое сходство, тем самым предсказывая точное структурное выравнивание РНК, представленных сетями.Пусть R будет общим сходством между двумя сетями, где элемент R ( a , b ) является общим показателем сходства между двумя узлами a∈V1 и b∈V2⁠. Чтобы вычислить общее сходство R , мы интегрируем следующие три типа сходства: (i) структурное сходство R _S между лежащими в основе вторичными структурами двух РНК; (ii) связанных сходств R _C для последовательного узла (нуклеотидного) выравнивания; и (iii) сходство последовательностей R _E в отношении сходства последовательностей на нуклеотидном уровне.Структурное подобие R _S и связное подобие R _C отражают топологическое сходство между сетями G ₁ и G ₂, а R _E отражает сходство между узлами в двух сетях (т. е. сходство на уровне последовательностей между соответствующими РНК).
Для вычисления R мы применяем аналогичный подход, который первоначально использовался в алгоритме выравнивания сети IsoRank (Singh et al., 2008). В IsoRank два узла в разных сетях, вероятно, будут согласованы (или выровнены) друг с другом, если их соседи также хорошо согласованы друг с другом. Это дает начало схеме распространения подобия, которую можно итеративно применять до сходимости, тем самым вычисляя общие оценки подобия. Следуя аналогичным принципам, мы вычисляем структурное подобие RS (a, b) и связное подобие RC (a, b) по
RS (a, b) = ∑c∈NG1 (a) d∈NG2 (b) PS1 (a, в) PS2 (b, d) D (c) D (d) R (c, d)
(1) и
RC (a, b) = 12 (R (a − 1, b − 1) + R ( a + 1, b + 1))
(2) где NGn (x) определяется как набор подключенных соседей узла x в топологической сети G _n .PS1 (a, c) — вероятность образования пары оснований для пары узлов в ( a , c ) в сети G ₁, а PS2 (b, d) — вероятность образования пары оснований для пара узлов в ( b , d ) в сети G ₂. D (c) = ∑u∈NG1 (c) PS1 (u, c) и D (d) = ∑v∈NG2 (d) PS2 (v, d) — взвешенные степени узлов c и d , соответственно. Они показаны на Рисунке 1.
Рис.1.
Иллюстрация топологических сетей для структурного выравнивания РНК. R ( c , d ) обозначает попарное сходство между узлами в позиции c в сети G ₁ и позиции d в сети G ₂. PS1 (a, c) — это вероятность пары оснований для узлов в позиции ( a , c ) в сети G ₁. NG1 (a) обозначает набор соседей узла в позиции a , если существует взаимодействие пар оснований в сети G ₁
Рис.1.
Иллюстрация топологических сетей для структурного выравнивания РНК. R ( c , d ) обозначает попарное сходство между узлами в позиции c в сети G ₁ и позиции d в сети G ₂. PS1 (a, c) — это вероятность пары оснований для узлов в позиции ( a , c ) в сети G ₁. NG1 (a) обозначает набор соседей узла в позиции a , если существует взаимодействие пар оснований в сети G ₁
Структурное сходство R _S измеряет топологическое сходство между узлами в различных топологических сетях на основе вероятностей образования пар оснований в соответствующих РНК, так что узлы (нуклеотиды), участвующие в консервативных парах оснований, вероятно, будут выровнены при выравнивании сети (отсюда и структурное выравнивание РНК).Далее, связанное подобие R _C вдохновлено схемой выравнивания последовательностей на основе передачи сообщений, предложенной в Yoon (2014). R _C вычисляется на основе принципа, что два нуклеотида в двух последовательностях РНК, вероятно, будут выровнены, если их соседние нуклеотиды также выровнены при выравнивании последовательностей РНК. Как упоминалось ранее, как R _S , так и R _C пытаются оценить топологическое сходство между данными сетями, фиксируя сходство между окрестностями двух узлов, принадлежащих разным сетям.
Наконец, общая оценка сходства R вычисляется путем объединения структурного сходства R _S , связанного сходства R _C и сходства последовательностей R _E следующим образом
R = ( α · RS + β · RC + (1 − α − β) · RE),
(3) где α и β — весовые параметры, которые контролируют вклад от R _S и от R _C такой, что 0≤α, β, α + β≤1⁠.Уравнение (3) может быть переписано в матричной форме как R = AR⁠, где матрица A представляет линейную комбинацию трех типов сходства (RS, RC, RE) согласно Уравнениям (1), (2) и (3). Мы можем эффективно вычислить общее сходство R , используя метод мощности следующим образом: где R (k + 1) — оценка матрицы оценок сходства R в (k + 1) -й итерации, а начальное сходство R (0) устанавливается в случайный вектор с единицей L ₁ — нормальные и неотрицательные элементы.В скорости сходимости степенного метода преобладает второе по величине собственное значение матрицы A , но количество итераций может быть ограничено фиксированным числом N _It или итерация может быть остановлена, если невязка меньше чем заранее установленный допуск. Основываясь на оценках сходства между узлами в R , теперь мы можем найти оптимальное выравнивание сети с помощью динамического программирования. Чтобы быть более конкретным, оценочные баллы, которые измеряют сходство между узлами, принадлежащими разным топологическим сетям (которые представляют разные РНК), могут использоваться для поиска наилучшего попарного выравнивания между сетями, которое максимизирует сумму баллов сходства выровненных узлов.Поскольку узлы в топологических сетях соответствуют нуклеотидам в соответствующих РНК, структурное выравнивание РНК может быть легко получено из результирующего выравнивания сети. Псевдокод предлагаемого сетевого алгоритма структурного выравнивания РНК TOPAS показан на рисунке 2.
Рис. 2.
Псевдокод предложенного алгоритма структурного выравнивания РНК
Рис. 2.
Псевдокод предложенного алгоритма структурного выравнивания РНК
В вычислительной сложности TOPAS преобладает оценка общего сходства R .Обычно матрица A очень разреженная, что позволяет эффективно вычислять R . Общая вычислительная сложность составит O (kd1d2N2) ⁠, где k — количество итераций в степенном методе, d ₁ — количество ребер взаимодействия пары оснований в сети G ₁ , а d ₂ — количество ребер взаимодействия пары оснований в G ₂. Для типичных РНК мы имеем kd1d2≪N2⁠.Кроме того, пространственная сложность TOPAS составляет O (N2), что намного ниже, чем O (N4), требуемого традиционным алгоритмом Санкоффа. Стоит отметить, что LocARNA и RAF также имеют одинаковую низкую пространственную сложность O (N2) ⁠.
3 Результаты
3.1 Построение топологических сетей
Учитывая пару последовательностей РНК, TOPAS строит топологические сети для соответствующих РНК на основе вероятностей образования пар оснований, оцененных с помощью пакета RNAstructure (версия 5.8). RNAstructure — это программный пакет для анализа вторичной структуры РНК, который также включает инструмент для предсказания структуры одиночной РНК на основе термодинамической модели ближайшего соседа и выравнивания последовательностей, полученных из пары HMM (Harmanci et al. , 2008 ; Рейтер и Мэтьюз, 2010). Ранее алгоритм PARTS использовал предварительно вычисленные вероятности спаривания оснований и выравнивания для оценки псевдосвободной энергии, и аналогичным образом TOPAS использует вероятностные модели в структуре РНК для прогнозирования структурного выравнивания РНК на основе топологических сетей.
3.2 Параметры для структурного выравнивания на основе сети с использованием TOPAS
Уравнение (3) оценивает общее сходство между узлами (которые соответствуют базам) в сетях (которые представляют последовательности РНК, которые необходимо выровнять), где параметр α взвешивает топологическое сходство R _S и параметр β взвешивает связное подобие R _C . Кроме того, следует включить сходство последовательностей R _E , чтобы избежать симметричной структурной неоднозначности (т.е.е. α + β <1⁠), но вклад сходства последовательностей следует поддерживать на относительно низком уровне, чтобы он не влиял на конечный результат выравнивания при анализе последовательностей с низкой идентичностью последовательностей (SI). Мы проиллюстрировали влияние весовых параметров (α, β) на точность структурного выравнивания на основе двух пар тРНК, полученных из базы данных Rfam (Griffiths-Jones et al. , 2003): (i) первая тРНК пара (X14835.1 / 6927-7002, M32222.1 / 12777-1363) была выбрана для иллюстрации случая высокой идентичности последовательности (SI = 0.77) и (ii) другая пара тРНК (X14835.1 / 6927-7002, M86496.1 / 1024-1089) была выбрана для иллюстрации случая низкой идентичности последовательности (SI = 0,24). Соответствующие вторичные структуры этих трех тРНК показаны на рисунке 3 (a – c), которые были нарисованы с использованием VARNA (Darty et al. , 2009). Точность алгоритма структурного выравнивания оценивается с точки зрения чувствительности (SEN) = TPTP + FN и положительной прогностической ценности (PPV) = TPTP + FP⁠. TP, FP и FN — это количество истинных срабатываний, ложных срабатываний и ложных отрицаний, соответственно, и они вычисляются путем сравнения предсказанных краев выравнивания с краями истинного выравнивания.F-Score = 2 / (1SEN + 1PPV) также измеряется для оценки эффективности и сравнения.
Рис. 3.
Иллюстрация влияния параметров α и β на точность центровки. ( a ) Вторичная структура тРНК X14835.1 / 6927-7002. ( b ) Вторичная структура тРНК M32222.1 / 1277-1363. ( c ) Вторичная структура тРНК M86496.1 / 1024-1089. ( d ) Чувствительность (SEN) для пары тРНК с высокой идентичностью последовательностей.( e ) Положительная прогностическая ценность (PPV) для пары тРНК с высокой идентичностью последовательностей. ( f ) Чувствительность для пары тРНК с низкой идентичностью последовательностей. ( g ) Положительная прогностическая ценность для пары тРНК с низкой идентичностью последовательностей
Рис. 3.
Иллюстрация влияния параметров α и β на точность выравнивания. ( a ) Вторичная структура тРНК X14835.1 / 6927-7002. ( b ) Вторичная структура тРНК M32222.1 / 1277-1363. ( c ) Вторичная структура тРНК M86496.1 / 1024-1089. ( d ) Чувствительность (SEN) для пары тРНК с высокой идентичностью последовательностей. ( e ) Положительная прогностическая ценность (PPV) для пары тРНК с высокой идентичностью последовательностей. ( f ) Чувствительность для пары тРНК с низкой идентичностью последовательностей. ( г ) Положительная прогностическая ценность для пары тРНК с низкой идентичностью последовательностей
Для первой пары с высоким SI производительность предложенного сетевого структурного выравнивания не очень чувствительна к выбору параметров (α, β ), как показано на рис. 3 (d) и (e).В этом случае сходство последовательностей дает достаточно ключей для предсказания относительно точного выравнивания, хотя качество выравнивания можно дополнительно улучшить, учитывая структурное сходство между РНК. Однако для РНК с относительно низким SI сходство последовательностей между РНК само по себе недостаточно для обнаружения точного выравнивания. Это проиллюстрировано на рис. 3 (f) и (g) на основе пары тРНК с низким SI. Как видно из этих графиков, в этом случае большее значение топологического сходства обычно приводит к более высокому SEN и более высокому PPV.На практике весовые параметры α и β могут быть оценены посредством поиска по сетке на основе доступных обучающих данных, чтобы установить баланс между структурным сходством и сходством последовательностей для надежного и точного предсказания структурных выравниваний РНК.
3.3 Оценка эффективности
Чтобы оценить эффективность предлагаемого нами метода структурного выравнивания TOPAS, мы использовали пары последовательностей в BRAliBase 2.1 набор данных K2 (Wilm et al. , 2006) в качестве эталона для оценки и сравнения производительности. В наборе данных было 389 пар последовательностей, содержащих неизвестные основания. Эти пары последовательностей были исключены из нашей оценки производительности, и окончательный размер тестового набора данных составил около 95,67% от размера исходного набора данных BRAliBase 2.1 K2. Тест состоит из последовательностей РНК из 36 структурных семейств РНК, включая 8587 пар последовательностей РНК со средней длиной 109 оснований и средней идентичностью последовательностей 0.67. Для сравнения мы также оценили производительность нескольких широко используемых алгоритмов структурного выравнивания в стиле Санкоффа на основе того же теста. В таблице 1 перечислены алгоритмы структурного выравнивания, которые учитывались в нашей оценке и сравнении производительности.
Таблица 1.
Список алгоритмов структурного выравнивания РНК, которые были рассмотрены в этой работе для сравнения производительности с TOPAS
Таблица 1.
Список алгоритмов структурного выравнивания РНК, которые были рассмотрены в этой работе для сравнения производительности с TOPAS
Результаты оценки производительности на основе на BRAliBase 2.1 набор данных K2 сведен в Таблицу 2. Параметры TOPAS были установлены на (α, β, NIt, PTh) = (0,40, 0,56, 30, 0,01). Все эксперименты проводились на iMac (ЦП 3,5 ГГц, 32 ГБ ОЗУ, OS X 10.9.5), а время вычислений для всех алгоритмов измерялось в секундах. Общее время вычислений TOPAS состоит из двух основных частей: времени, необходимого для вычисления вероятностей образования пар оснований с использованием пакета RNAstructure (Reuter and Mathews, 2010), и времени вычислений для построения топологических сетей и прогнозирования структурного выравнивания РНК на основе на построенных сетях.Вероятности образования пары оснований, используемые в качестве входных данных для алгоритма TOPAS, также могут быть вычислены другими пакетами сворачивания РНК, такими как популярный пакет ViennaRNA (Hofacker, 2009), на основе предпочтений пользователя. В таблицах 2 и 3 время вычислений, показанное для TOPAS, соответствует времени, необходимому для структурного выравнивания на основе сети, и не включает время для вычисления входных вероятностей пары оснований с использованием структуры РНК.
Таблица 2. Результаты оценки производительности
на основе BRAliBase 2.1 Набор данных K2
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,878 0,938 0,907 3,349
ЧАСТИ 0,860 0,931 0.894 5,625
Foldalign 0,860 0,923 0,891 5,657
Dynalign2 0,706 0,914 0,797 5.803 0,862 0,922 0,891 4,128
SPARSE 0,848 0.931 0,888 3,653
RAF 0,865 0,938 0,900 3.200
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0.878 0,938 0,907 3,349
ДЕТАЛИ 0,860 0,931 0,894 5,625
90 5,657
Dynalign2 0,706 0,914 0,797 5,803
LocaRNA 0.862 0,922 0,891 4,128
SPARSE 0,848 0,931 0,888 3.653
RAF 0,865 0,938 9003 900
Таблица 2.
Результаты оценки производительности на основе набора данных BRAliBase 2.1 K2
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,878 0,938 0,907 3,349
ДЕТАЛИ 0,860 0,931 0,82594
0.860 0,923 0,891 5,657
Dynalign2 0,706 0,914 0,797 5,803
LocaRNA 0,862 0,82291
SPARSE 0,848 0,931 0,888 3,653
RAF 0.865 0,938 0,900 3.200
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,878 0,938 0,907 3,349
ЧАСТИ 0.860 0,931 0,894 5,625
Foldalign 0,860 0,923 0,891 5,657
Dynalign2 0,706 0,914
LocaRNA 0,862 0,922 0,891 4,128
SPARSE 0.848 0,931 0,888 3,653
RAF 0,865 0,938 0,900 3.200
Таблица 3. Результаты оценки производительности
для семейств РНК с псевдоузлами
7474 0,413
. РНК wcaG
. РНК нижестоящего пептида
.
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) . SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,847 0,911 0.878 2,410 0,861 0,899 0,880 1,908
ТОПАС (ПК) 0,854 0,912 0,882 2,401 0,86674
1
0,883 1,903
ДЕТАЛИ 0,839 0,908 0,872 4,401 0.827 0,895 0,860 3,879
Foldalign 0,834 0,905 0,868 3,381 0,805 0,890 0,845 2,725
0,845 2,725
0,806 0,546 3,979 0,438 0,797 0,565 3,266
LocaRNA 0.824 0,902 0,861 2,816 0,827 0,897 0,861 2,190
SPARSE 0,766 0,903 0,828 2,732 0,854 0,880 2,140
RAF 0,841 0,913 0,876 2.322 0,821 0,900 0,859 2,201
Foldalign 2,816
. РНК wcaG
. РНК нижестоящего пептида
.
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) . SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,847 0,911 0,878 2,410 0,861 0,899 0,880 1,908
TOPAS (PK) 0,854 0,912 0,882 2,401 0.866 0,901 0,883 1,903
ДЕТАЛИ 0,839 0,908 0,872 4,401 0,827 0,8604 0,8609 0,834 0,905 0,868 3,381 0,805 0,890 0,845 2.725
Dynalign2 0,413 0,806 0,546 3,979 0,438 0,797 0,565 3,266
LocaRNA 0,824 0,824 0,827 0,897 0,861 2,190
SPARSE 0,766 0.903 0,828 2,732 0,854 0,907 0,880 2,140
RAF 0,841 0,913 0,876 2.322
1
0,859 2,201
Таблица 3.
Результаты оценки производительности для семейств РНК с псевдоузлами
. РНК wcaG
. РНК нижестоящего пептида
.
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) . SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,847 0,911 0,878 2,410 0,861 0,899 0,880 1,908
TOPAS (PK) 0,854 0,912 0,882 2,401 0,866 0,901 0,883 1,903
ЧАСТИ 0.839 0,908 0,872 4,401 0,827 0,895 0,860 3,879
Foldalign 0,834 0,905 0,868 0,80905 0,8905 2,725
Dynalign2 0,413 0,806 0,546 3,979 0.438 0,797 0,565 3,266
LocaRNA 0,824 0,902 0,861 2,816 0,827 0,897 0,861 2,190
90SE 0,766 0,903 0,828 2,732 0,854 0,907 0,880 2,140
RAF 0.841 0,913 0,876 2,322 0,821 0,900 0,859 2,201
. РНК wcaG
. РНК нижестоящего пептида
.
. SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) . SEN . PPV . Оценка F . Журнал ₁₀ (Время) .
TOPAS 0,847 0,911 0,878 2,410 0,861 0,899 0,880 1,908
TOPAS (PK) 0.854 0,912 0,882 2,401 0,866 0,901 0,883 1,903
ДЕТАЛИ 0,82 0,974 0,827 0,895 0,860 3,879
Foldalign 0,834 0.905 0,868 3,381 0,805 0,890 0,845 2,725
Dynalign2 0,413 0,806 0,546 3,979 0,438 0,797 0,797
LocaRNA 0,824 0,902 0,861 2,816 0,827 0.897 0,861 2,190
SPARSE 0,766 0,903 0,828 2,732 0,854 0,907 0,880 2,140
0,880 2,140
RAF 0,913 0,876 2,322 0,821 0,900 0,859 2,201
Время вычисления TOPAS для сетевого структурного выравнивания зависит от длины последовательностей РНК для быть выровненным и количество вероятностных краев взаимодействия, выведенное вероятностной моделью для предсказания вторичной структуры.Как видно из таблицы 2, TOPAS дает высокоточные результаты структурного выравнивания, превосходя предыдущие алгоритмы структурного выравнивания с точки зрения точности. По скорости согласования TOPAS также оказался одним из самых быстрых среди сравниваемых алгоритмов. Общее время вычисления TOPAS для выравнивания всех пар последовательностей в тесте было сравнимо с временем вычисления SPARSE, которое было самым быстрым среди всех алгоритмов. Однако в результате SPARSE были получены самые низкие значения SEN и PPV в качестве компромисса.
Чтобы выяснить, как сходство последовательностей РНК влияет на точность выравнивания различных алгоритмов структурного выравнивания, мы сгруппировали пары РНК в тесте на основе их идентичности последовательностей (SI).На рисунке 4 показана точность выравнивания (то есть SEN и PPV) как функция SI (пары РНК были сгруппированы на основе их округленных SI). Как видно на рис. 4 (a) и (b), TOPAS последовательно превосходит другие алгоритмы структурного выравнивания на большинстве уровней SI. Для последовательностей с очень низким SI (20–30%) точность выравнивания TOPAS имела тенденцию к ухудшению, и TOPAS не работал так хорошо, как некоторые другие алгоритмы в стиле Санкофф, такие как FoldAlign . Структурное выравнивание, предсказываемое TOPAS, основывается на эффективной оценке топологического сходства.Мы подозреваем, что снижение точности выравнивания для пар последовательностей с низким значением SI, вероятно, связано с ухудшением качества топологического сходства, оцененного с помощью вероятностных моделей, используемых TOPAS.
Рис. 4.
Результаты оценки производительности на основе набора данных BRAliBase 2.1 K2. (a) Чувствительность (SEN) различных алгоритмов показана как функция идентичности последовательности (SI). (b) Положительная прогностическая ценность (PPV) различных алгоритмов показана как функция идентичности последовательностей (SI)
Рис.4.
Результаты оценки производительности на основе набора данных BRAliBase 2.1 K2. (a) Чувствительность (SEN) различных алгоритмов показана как функция идентичности последовательности (SI). (b) Положительная прогностическая ценность (PPV) различных алгоритмов показана как функция идентичности последовательностей (SI)
. Чтобы оценить эффективность структурного выравнивания для РНК с псевдоузлами, мы использовали последовательности из двух семейств РНК — нижестоящий пептид. РНК и wcaG РНК — в базе данных Rfam .Для каждой семьи случайным образом были отобраны 2000 пар для оценки производительности. Таблица 3 суммирует результаты выравнивания для двух семейств РНК с псевдоузлами. Из таблицы 3 снова видно, что TOPAS в целом превосходит другие алгоритмы структурного выравнивания с точки зрения скорости и точности выравнивания.
Производительность TOPAS может быть дополнительно улучшена, если можно будет лучше оценить вероятности образования пар оснований для РНК с псевдоузлами. В таблице 3 TOPAS (PK) показывает результаты, полученные с помощью TOPAS , когда исправлены минимальные чередующиеся пары оснований псевдоузлов в структуре РНК.Этот эксперимент был проведен для проверки потенциального улучшения, которое может быть достигнуто за счет лучшей оценки вероятностей образования пар оснований для скрещивания пар оснований в РНК с псевдоузлами. Имеется шесть чередующихся пар оснований в РНК wcaG и пять чередующихся пар оснований в РНК нижележащего пептида, которые исправлены для проверки улучшения для TOPAS (PK). В настоящее время большинство пакетов прогнозирования вторичной структуры РНК исключают псевдоузлы, поскольку разрешение вторичных структур с пересекающимися парами оснований приведет к резкому увеличению вычислительных затрат и требований к памяти.Более точная оценка вероятностей образования пар оснований для псевдоузлов РНК улучшит качество топологических сетей, и TOPAS может напрямую воспользоваться таким улучшением, поскольку сетевой подход, принятый TOPAS, не ограничивается вложенными вторичными структурами РНК.
4 Выводы
На сегодняшний день разработаны различные методы структурного выравнивания РНК, из которых особенно популярны алгоритмы в стиле Санкоффа, которые одновременно предсказывают оптимальное выравнивание и сворачивание.Хотя известно, что такие алгоритмы в стиле Санкофф дают точные результаты выравнивания, особенно для РНК с относительно низким сходством последовательностей, они обычно страдают от высокой сложности во времени и пространстве. В этой статье мы предложили TOPAS, новый алгоритм попарного структурного выравнивания РНК, основанный на инновационном сетевом подходе. Учитывая две РНК с неизвестной структурой, TOPAS сначала строит топологические сети для соответствующих РНК, включая их структурную информацию, извлеченную с помощью вероятностных моделей спаривания оснований.Полученные сети затем выравниваются с помощью эффективного метода выравнивания сетей, тем самым предсказывая наилучшее структурное выравнивание данных РНК таким образом, чтобы разумно интегрировать сходство их последовательностей, а также их структурное сходство. Как показала обширная оценка производительности на основе нескольких семейств РНК и набора данных BRAliBase 2.1 K2, предложенный алгоритм TOPAS во многих случаях превосходит популярные алгоритмы структурного выравнивания РНК в стиле Санкоффа, что приводит к сопоставимой или более высокой точности выравнивания при значительно меньших вычислительных затратах. .Более того, благодаря гибкости подхода к сетевому выравниванию, принятому TOPAS, предложенный алгоритм структурного выравнивания РНК не ограничивается вложенными складчатыми структурами и может эффективно выравнивать РНК с псевдоязычками. Насколько нам известно, TOPAS — это первый алгоритм структурного выравнивания РНК, который явно использует сетевой подход. Как мы показали в этой статье, топологические сети, построенные TOPAS, приводят к точным результатам согласования. Однако мы хотели бы отметить, что подход, представленный в нашей статье, ни в коем случае не является единственным — и не обязательно оптимальным — способом построения таких сетей.Мы ожидаем, что общая точность структурного выравнивания РНК может быть дополнительно улучшена в будущем за счет построения топологических сетей, которые дополнительно обогащаются дополнительной информацией, которая может быть полезна для прогнозирования выравнивания РНК. Схема, принятая TOPAS для вычисления общего сходства R между узлами в разных сетях, может рассматриваться как выполнение случайного обхода с перезапуском. Фактически, модели на основе случайных блужданий оказались полезными для сравнительного сетевого анализа, и на сегодняшний день было предложено несколько различных моделей (Jeong and Yoon, 2015; Jeong et al., 2016; Сахреян и Юн, 2013; Singh et al. , 2008). Разработка и внедрение новых моделей случайного блуждания, оптимизированных для сетевого структурного выравнивания РНК, потенциально может еще больше повысить скорость и точность алгоритма структурного выравнивания РНК.
Финансирование
Работа поддержана Премией Национального научного фонда CCF-1149544, CCF-1447235; Конкурсный грант Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США USDA-NIFASCRI-2017-51181-26834 через Национальный центр передового опыта по дыне при Центре улучшения овощей и фруктов Техасского университета A&M; и Центром биоинформатики и геномных систем TEES-AgriLife.
Конфликт интересов : не заявлен.
Список литературы
Chuong
B.D.
et al. (
2008
)
Модель с максимальным запасом для эффективного одновременного выравнивания и сворачивания последовательностей РНК
.
Биоинформатика
,
24
,
i68
—
i76
.
Дарти
K.
et al. (
2009
)
ВАРНА: интерактивное рисование и редактирование вторичной структуры РНК
.
Биоинформатика
,
25
,
1974
—
1975
.
Flamm
C.
et al. (
2000
)
Сворачивание РНК с разрешением элементарного шага
.
РНК
,
6
,
325
—
338
.
Freyhult
E.K.
et al. (
2006
)
Исследование темной материи генома: критическая оценка эффективности методов поиска гомологии некодирующей РНК
.
Genome Res
.,
17
,
117
—
125
.
Fu
Y.
et al. (
2014
)
Dynalign II: предсказание общей вторичной структуры для гомологов РНК со вставками доменов
.
Nucleic Acids Res
.,
42
,
13939
—
13948
.
Gardner
P.P.
et al. (
2005
)
Тест множественных программ выравнивания последовательностей структурных РНК
.
Nucleic Acids Res
.,
33
,
2433
—
2439
.
Glotz
C.
et al. (
1981
)
Вторичная структура рибосомной РНК большой субъединицы из Escherichia coli , хлоропласта Zea mays и митохондриальных рибосом человека и мыши
.
Nucleic Acids Res
.,
9
,
3287
—
3306
.
Greenleaf
W.J.
et al. (
2008
)
Прямое наблюдение иерархического сворачивания в аптамерах с одним рибопереключателем
.
Science
,
319
,
630
—
633
.
Гриффитс-Джонс
S.
et al. (
2003
)
Rfam: база данных семейства РНК
.
Nucleic Acids Res
.,
31
,
439
—
441
.
Gursoy
A.
et al. (
2008
)
Топологические свойства сетей взаимодействия белков со структурной точки зрения
.
Biochem. Soc.Транс
.,
36
,
1398
—
1403
.
Hamada
M.
et al. (
2009
)
CentroidAlign: быстрый и точный выравниватель для структурированных РНК за счет максимального увеличения ожидаемой суммы пар баллов
.
Биоинформатика
,
25
,
3236
—
3243
.
Harmanci
A.O.
et al. (
2008
)
PARTS: вероятностное выравнивание для предсказания вторичной структуры RNA joinT
.
Nucleic Acids Res
.,
36
,
2406
—
2417
.
Havgaard
J.H.
et al. (
2005
)
Попарное локальное структурное выравнивание последовательностей РНК со сходством последовательностей менее 40%
.
Биоинформатика
,
21
,
1815
—
1824
.
Hofacker
I.L.
(
2009
) Анализ вторичной структуры РНК
с использованием пакета Vienna RNA
.
Curr. Protoc. Биоинформатика
,
26
,
12
—
12
.
Hofacker
I.L.
et al. (
2004
)
Выравнивание матриц вероятности спаривания оснований РНК
.
Биоинформатика
,
20
,
2222
—
2227
.
Jeong
H.
,
Yoon
B.-J.
(
2015
)
Точное согласование нескольких сетей с помощью контекстно-зависимого случайного блуждания
.
BMC Syst. Биол
.,
9
,
S7
.
Jeong
H.
et al. (
2016
)
Эффективный сравнительный анализ сетей белок-белкового взаимодействия путем измерения стационарного сетевого потока с использованием модели Маркова
.
BMC Bioinformatics
,
17
,
395
.
Johnsson
P.
et al. (
2014
)
Эволюционная консервация длинных некодирующих РНК; последовательность, структура, функция
.
Биохим. Биофиз. Acta
,
1840
,
1063
—
1071
.
Ляо
C.-S.
et al. (
2009
)
IsoRankN: спектральные методы глобального выравнивания множественных белковых сетей
.
Биоинформатика
,
25
,
i253
—
i258
.
Мэтьюз
округ Колумбия
(
2004
)
Использование функции распределения вторичной структуры РНК для определения достоверности пар оснований, предсказанных минимизацией свободной энергии
.
РНК
,
10
,
1178
—
1190
.
Мэтьюз
округ Колумбия
,
Тернер
округ Колумбия
(
2002
)
Dynalign: алгоритм поиска вторичной структуры, общей для двух последовательностей РНК
.
J. Mol. Биол
.,
317
,
191
—
203
.
McCaskill
J.S.
(
1990
)
Равновесная функция распределения и вероятности связывания пар оснований для вторичной структуры РНК
.
Биополимеры
,
29
,
1105
—
1119
.
Крепление
D.W.
(
2009
)
Использование скрытых марковских моделей для выравнивания нескольких последовательностей
.
Харб Холодного источника. Протокол
.,
2009
,
pdb
—
top41
.
Рауэ
H.
et al. (
1988
)
Эволюционное сохранение структуры и функции высокомолекулярной рибосомальной РНК
.
Прогресс Биофиз. Мол. Биол
.,
51
,
77
—
129
.
Reuter
J.S.
,
Мэтьюз
округ Колумбия
(
2010
)
RNAstructure: программа для предсказания и анализа вторичной структуры РНК
.
BMC Bioinformatics
,
11
,
1.
Sahraeian
S.M.E.
,
Юн
B.-J.
(
2013
)
SMETANA: точный и масштабируемый алгоритм вероятностного выравнивания крупномасштабных биологических сетей
.
PloS One
,
8
,
e67995.
Санкофф
Д.
(
1985
)
Одновременное решение проблем сворачивания, выравнивания и протопоследовательности РНК
.
SIAM J. Appl. Математика
.,
45
,
810
—
825
.
Singh
R.
et al. (
2008
)
Глобальное выравнивание множественных сетей взаимодействия белков с приложением к обнаружению функциональной ортологии
.
Proc. Natl. Акад. Sci. США
,
105
,
12763
—
12768
.
Sundfeld
D.
et al. (
2016
)
Foldalign 2.5: многопоточная реализация для попарного структурного выравнивания РНК
.
Биоинформатика
,
32
,
1238
—
1240
.
Tinoco
I.
,
Bustamante
C.
(
1999
)
Как складывается РНК
.
J. Mol. Биол
.,
293
,
271
—
281
.
Тернер
округ Колумбия
,
Мэтьюз
округ Колумбия
(
2010
)
NNDB: база данных параметров ближайшего соседа для прогнозирования стабильности вторичной структуры нуклеиновой кислоты
.
Nucleic Acids Res
.,
38
(Выпуск базы данных) ,
D280
—
D282
.
Will
S.
et al. (
2007
)
Выведение семейств и классов некодирующих РНК с помощью кластеризации на основе структуры в масштабе генома
.
PLoS Comput. Биол
.,
3
,
e65
.
Will
S.
et al. (
2015
)
SPARSE: одновременное выравнивание и сворачивание РНК в квадратичном времени без эвристики на основе последовательностей
.
Биоинформатика
,
31
,
2489
—
2496
.
Wilm
A.
et al. (
2006
)
Улучшенный тест выравнивания РНК для программ выравнивания последовательностей
.
Алгоритмы Мол. Биол
.,
1
,
1
.
Юн
B.-J.
(
2009
)
Скрытые марковские модели и их применение в анализе биологической последовательности
.
Curr. Геномика
,
10
,
402
—
415
.
Юн
B.-J.
(
2014
)
Выравнивание последовательности путем передачи сообщений
.
BMC Genomics
,
15
,
1
.
Юн
B.-J.
et al. (
2012
)
Сравнительный анализ биологических сетей: скрытая марковская модель и подход на основе цепей Маркова
.
Сигнальный процесс IEEE. Mag
.,
29
,
22
—
34
.
Zwieb
C.
et al. (
1981
)
Сравнение вторичной структуры малых субъединичных молекул рибосомной РНК шести различных видов
.
Нуклеиновые кислоты Res
.,
9
,
3621
—
3640
.
© Автор (ы) 2019. Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]
TOPAS-Academic
Введение
Версия 7 ТОПАС-Академик Technical_Reference.pdf теперь доступен:
1) Учреждения, присуждающие ученые степени, в состав которых входят университеты, университетские институты, лаборатории и школы.
2) Центры синхротронных и нейтронных исследований.
TOPAS-Academic включает в себя все функциональные возможности BRUKER-AXS TOPAS работает в Launch режим, включающий всю графику, а также редактор и средство просмотра структуры OpenGL. В режиме запуска реализована полная функциональность TOPAS.
*** Использование TOPAS-Academic требует компьютерной грамотности ***
Что нового нового 7.pdf
Что такое TOPAS-Academic
TOPAS-Academic — это общий нелинейный метод наименьших квадратов на основе Windows система, управляемая языком сценариев. Основное внимание уделяется кристаллографии, химия твердого тела и оптимизация. В основе ТА его превосходное процедуры минимизации, обернутые системой компьютерной алгебры; это этот фундамент это делает сияющими предметно-зависимые модули, такие как уточнение Ритвельда.Основные характеристики включают:
Система компьютерной алгебры для минимизации функций и применения линейных / нелинейных ограничений.
Полнофункциональная программа Ритвельда для лабораторной дифракции рентгеновских лучей, синхротронных, монокристаллических и нейтронных данных с фиксированной длиной волны и данных TOF.
Алгоритм моделирования отжига для всех систем, включая решение конструкции в реальном космосе по порошковым, нейтронным, нейтронным данным TOF и монокристаллам.
Программа командной строки под названием TC.EXE, которая включает ядро TA; используется для пакетной обработки.
Учебники, описывающие функциональные возможности TOPAS-Academic, любезно предоставленные Джоном Эвансом, можно найти здесь.
Кто это на
TOPAS-Academic предназначен для ученых и аспирантов, работающих в области кристаллографии, химии твердого тела, оптимизации и минимизации функций в целом.Запросы на ТА без кристаллографических модулей или в качестве учебного пособия следует направлять автору.
Вход в TOPAS-Academic — Написание сценариев INP
Опытные пользователи BRUKER-AXS TOPAS используют режим запуска, в котором ввод данных осуществляется через редактор для написания известного сценария ввода. как формат INP. Благодаря хорошему редактору и справочной системе писать сценарии INP очень просто.
Редакторы — это личный выбор, и было бы неразумно ожидать, что все пользователи согласятся на какой-то конкретный.Однако в усилия по стандартизации редактирования файлов INP и поощрение использования хорошего редактора и обмена редактор macors редактор с открытым исходным кодом jEdit (под лицензией GNU General Public License, GNU GPL) Рекомендовано.
Сотрудничество с Джоном Эвансом и TOPAS Wiki
Участие Джона Эванса в TOPAS-Academic продолжается с неизменной поддержкой. Его многочисленные идеи, предложения, руководства и тщательное тестирование привели к множеству прорывов и улучшений.
TOPAS-Academic / Сравнение TOPAS
Нет различий между ядром TA и Bruker-AXS TOPAS для одного и того же номера версии. TA всегда будет включать последнее ядро.
Нет никаких различий в отношении измельчения монокристалла, решения структуры, нейтронного времени пролета и нестандартного измельчения Ритвельда.
Существуют некоторые различия в том, как вводятся данные для подгонки пиков, как показано в учебных пособиях. здесь.
Для стандартного уточнения Ритвельда TOPAS предлагает использование диалогов Windows.
Индексирование отличается, но в целом похоже — снова см. Учебные пособия здесь.
Цены — лицензии на один компьютер / пользователя на уровне отделов
Каждая лицензия запускает один экземпляр программы на определенном компьютере. Конечно, этим компьютером могут пользоваться несколько человек, но не одновременно; TA.EXE и TC.EXE можно запускать одновременно. НДС в размере 10% взимается только с клиентов из Австралии.
Версия 7
Новые пользователи
1600 евро за первую лицензию
550 евро за каждую дополнительную лицензию
Обновление версии 6 до версии 7 и начало с самого старого
На первую лицензию
100 евро при покупке в течение последних 3 месяцев
300 евро при покупке в течение последних 6 месяцев
400 евро при покупке в течение последних 12 месяцев
700 евро при покупке в течение последних 24 месяцев
1000 евро при покупке до последних 24 месяцев
Для дополнительных лицензий
50 евро при покупке в течение последних 3 месяцев
100 евро при покупке в течение последних 6 месяцев
150 евро при покупке в течение последних 12 месяцев
250 евро при покупке в течение последних 24 месяцев
400 евро при покупке до последних 24 месяцев
Плата может взиматься за передачу лицензии по причинам обновления компьютера после первоначального двухлетнего периода.
Поддержка
Поддержка по предлагаемым методикам и работе программы предоставляется по электронной почте.Однако полное решение проблем, требующих иногда нескольких дней работы, не поддерживается; это консалтинг и с клиентов будет взиматься соответствующая плата.
Закупки
Отправьте электронное письмо на адрес AlanCoelho @ bigpond. Включите веб-адрес университета, отображающий ваш адрес электронной почты. Аспиранты должны указать адрес своего научного руководителя или начальника отдела в Интернете и на адрес электронной почты. Рассмотрены дополнительные предложения по подтверждению вашего академического статуса.
Покупателю высылается счет-фактура. Покупатель платит банковским переводом или кредитной картой. Реквизиты австралийской компании можно получить на веб-сайте правительства Австралии, используя номер австралийской компании, указанный в верхней части этой страницы.
Благодарности
BRUKER-AXS для признания потребностей научного сообщества и предоставление постоянного использования кода TOPAS в TOPAS-Academic.
Джон Эванс для постоянная поддержка, тестирование и руководство по развитию функциональности ТА.
Краткий обзор функциональных возможностей версии 7
Решение белков при атомном разрешении
Облачные вычисления с использованием Amazon Web Services
Облачные вычисления с использованием Amazon Web Services
Создание PDF
Средство просмотра структуры
История
Скелеты
прошу не скачивать
Если у вас есть вопросы, напишите по электронной почте AlanCoelho @ bigpond.’= ez} 7] (ӣ конечный поток эндобдж 8205 0 объект > ручей xU7sg8Ѥ XD! BAX1c / {W ޻ kFEfrwo {o $ s «D &? + Ey [K S) eS # 5P / + YNP! F =% LePJZ + jJUITl 檺 F] * rJ & UWfV`4T2 * ~ 0vQ «M6iC {! 0] $ s? A_ę ++ {b} 0D & rg» q «8C ݾ dD ~) -o.| ޅ X [> &> s [El | 9`. [:
Topas — 300 — Бытовые очистные сооружения
коттеджей,
объектов отдыха и коттеджей,
гостиниц и пансионатов,
ресторанов.
очистные сооружения поставляются в комплекте, включая крышку, без необходимости приобретения каких-либо дополнительных адаптеров в зависимости от глубины подводящего трубопровода. Для изготовления каркаса очистных сооружений TOPAS используется полипропилен , материал , обеспечивающий длительный срок службы изделия.
В Чешской Республике очистные сооружения сертифицированы испытательной лабораторией SZÚ Brno (чтобы увидеть сертификат — нажмите здесь). В то же время аттестаты или сертификаты были выданы из следующих стран: Германии (Deutsches Institut für Bautechnik), Румынии, Франции, Польши и России. Оригинальное техническое решение очистных сооружений ТОПАС защищено международным патентом № 282 411.
Описание деятельности
Очистные сооружения TOPAS работают по принципу очистки сточных вод с помощью активного ила в восходящих веществах .Воздух, необходимый для жизни микроорганизмов, подается с помощью небольшого бесшумного мембранного нагнетателя воздуха, который находится непосредственно в установке. Воздуходувка вместе с дополнительным трехходовым электрическим клапаном также используется для питания воздушного насоса, который обеспечивает перекачку воды между отдельными камерами водоочистной станции.
Размеры очистных сооружений TOPAS
Станции очистки сточных вод TOPAS поставляются следующих типоразмеров:
T5, T8, T10, T15, T20, T30, T40, T50, T75, T100, T125, T150, T200, T250, T300
.
Число, обозначающее размер станции очистки сточных вод, указывает количество эквивалента населения (PE), для которого построена соответствующая станция очистки сточных вод.В настоящее время 1PE соответствует потреблению 150 л воды в день.
TOPAS Стандартное исполнение
Установка биологической очистки сточных вод КПД 95%
Запатентованный принцип работы, основанный на изменении фазы протока и регенерации
Встроенная звуковая и световая сигнализация аварийного состояния
Теплоизолированный пароизоляционный съемный колпачок
Независимый отстойник для анаэробной стабильности отстоя
Полностью съемная техника при обслуживании водоочистных сооружений
Очищенная вода может быть сброшена в водотоки (реки, ручьи, озера)
Воду можно использовать для полива растений (кроме капельного)
TOPAS Версия с песочным фильтром Уникальное техническое решение очистных сооружений сточных вод
Содержит встроенный песочный фильтр для механического завершения очистки воды на выходе, который во время фазы регенерации автоматически промывается несколько раз в течение дня
Эффективность обработки выше 98%
Очищенная вода может использоваться для проникновения в грунтовые и подземные воды, а также для сброса в дождевую канализацию.
No related posts.