Схемы очистных сооружений

В самом общем случае с садового или дачного участка (из дома или коттеджа) в канализационные системы поступают сточные воды из ванной (душевой, банной) комнаты, из кухни, из туалетов. Все эти сточные воды имеют разный состав, но все они включают две фазы: твёрдую разного гранулометрического состава (из туалета крупные, из кухонной мойки и посудомойки средние, из ванны и стиральной машины самые мелкие по размеру твёрдые включения - хлопья) и жидкую (в том числе и мутную эмульсию или дисперсию). Каждый вид и каждая фаза сточных вод может очищаться по своему, но на практике обычно все сточные воды объединяются с получением консолидированного стока единого, но порой очень сложного химического состава. Поскольку дачнику (в отличие от горожанина) приходится в конечном счёте самому принимать решение о способе утилизации сточных вод, то он должен руководствоваться требованиями СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения» (даже в случае вывоза сточных вод).

Рис. 207. Принципиальные схемы сбора, удаления и обезвреживания бытовых нечистот и сточных вод
Рис. 207. Принципиальные схемы сбора, удаления и обезвреживания бытовых нечистот и сточных вод: а — вывоз нечистот при помощи ассенизационного транспорта; б — сплавная канализация со сбросом очищенных в септике сточных вод в поля подземной фильтрации; в — сплавная канализация со сбросом очищенных в септике сточных вод в фильтровальную траншею или в песчано-гравийный фильтр; г — упрощенная схема с отстойником и песчано-гравийным фильтром-траншеей беструбной. 1 — сливное устройство с гидрозатвором (раковина, поддон, унитаз и т. п.); 2 — канализационная труба для вывода сточных вод из здания; 3 — выгребной колодец (выгребная яма); 4 — ассенизационная машина (автоцистерна с вакуумным насосом); 5 — поля ассенизации (распаханные земельные участки); 6 — выгруженный слой нечистот (жидких отбросов); 7 — септик (отстойник); 8 — гидрозатвор (щит) для задержки плавающих нечистот; 9 — гидрозатворы (тройники) для задержки плавающих нечистот; 10 — осветленная сточная вода; 11 — выпавший осадок органических веществ (ил); 12 — канализационная труба для вывода осветленных (очищенных) сточных вод; 13 — фильтрующий колодец (распределительный колодец); 14 — труба оросительной системы; 15 — песчаные поля подземной фильтрации (подземной аэрации); 16 — вентиляционные стояки; 17 — слой торфа, покрытый слоем грунта; 18 — фильтрующий слой из крупнозернистого песка, гравия, щебня, котельного шлака; 19 — труба дренажной системы; 20 — вывод очищенной воды в водоем; 21 — отстойник из 1-2 бетонных колец с бетонированным дном и отверстиями на 0,2 м ниже уровня грунта; 22 — выводные отверстия диаметром 10-20 мм (20-100 штук); 23 — глинистый грунт; 24 — аварийный сливной кран; 25 — стационарно установленная стальная труба для подключения шланга ассенизационной машины в удобном месте.

Простейшая схема утилизации - ассенизационная (рис. 207а). Она заключается в сборе всех сточных вод без исключения в герметический колодец 3, например, в бетонную или металлическую ёмкость (кессон) или, в крайнем случае, яму с глиняными утрамбованными стенами, примерно так же, как и в случае дворовых выгребных уборных. Все трубы и ёмкости вентилируют 16, устройства слива оборудуются гидрозатворами для предотвращения распространения запахов. При накоплении сточных вод периодически (1-2 раза в год или чаще) вызывают ассенизационный автомобиль 4, который высасывает под вакуумом (разряжением) жидкие отбросы в транспортную цистерну. При накоплении на дне колодца 3 плотного слоя ила, насос автомобиля имеет возможность создавать в шланге не разряжение, а наоборот, избыточное давление и размывать жидкостью из цистерны илистый слой, перемешивая содержимое колодца. Технология перегруза хорошо отработана, а ассенизационные службы на селе продолжали действовать бесперебойно даже в сложные годы становления рыночных отношений.

Дачника обычно не интересует, куда вывозятся отходы ассенизационной машиной. Но с методической точки зрения важно понимать, что в соответствии с официальной технологией нечистоты должны сбрасываться на предварительно перепаханные поля ассенизации равномерным слоем толщиной до 10 см. При этом органические вещества перегнивают именно на поле (почвенный метод), а не в выгребной яме. Поля ассенизации озеленяют и используют в таком режиме: первый год — загрузка, второй — выращивание кормовых трав, третий — выращивание кормовой столовой свёклы, четвёртый — картофеля. Недопустимо выращивать на этих полях помидоры, огурцы, редис, салат и другие овощи, употребляемые в пищу без тепловой обработки в основном ввиду опасности распространения яиц гельминтов (глистов). Ясно, что при малом количестве отходов их можно примерно как-то так же использовать на самом дачном участке. Чаще всего это осуществляется методом компостирования: отбросы черпаками извлекаются из выгребного колодца, но не разбрасываются как попало на больших площадях, а выкладываются на слои торфа на компостной площадке (или в сухой яме), прикрываются торфом и перелопачиваются так, чтобы обеспечивалась хорошая аэрация. В правильно организованном компосте за счёт жизнедеятельности аэробных микробов температура повышается до 50-70°С, что обеспечивает надёжное уничтожение яиц гельминтов.

Несмотря на свою простоту, ассенизационная схема до сих пор является для многих дачников необычной, поскольку выгребные устройства до 1997 года на садовых участках не допускались. Выгребной колодец является хранилищем нечистот, которое может представить опасность при половодьях (затоплениях), при растрескивании стенок, при переполнениях. Поэтому в соответствии с п. 8.7 СНиП 30-02-97 во избежание претензий соседей месторасположение и конструкцию выгребного колодца необходимо согласовать с органами по охране подземных вод и с санитарно-эпидемиологическими службами в составе проекта застройки участка. При этом следует иметь в виду, что выгребной колодец должен располагаться никак не ближе 12 метров от дома, 8 метров от колодца водоснабжения и 4 метра от границы соседнего участка. В соответствии с СП 11-106-97 рекомендуется избегать устройства люфт-клозетов (тем более со сливом хозяйственно-бытовых вод), а значит и выгребных колодцев (выгребных уборных), при высоком уровне грунтовых вод — 1,5 м и выше. Если уровень почвенных вод близко от поверхности земли, то есть опасность залива и переполнения выгребного колодца и распространения нечистот.

Не углубляясь в этот непрофильный для нас вопрос, отметим, что проектировщики считают более рациональными на садовых и дачных участках децентрализованные системы канализации, чтобы «размазать» стоки и сбросы по территории разными компостными кучами и фильтрующими траншеями. Вместе с тем, при благоприятных грунтовых условиях (пески, супеси, мелкие суглинки) и низком уровне стояния грунтовых вод СШ1-106-97 допускает использование на садовых участках даже септика с сооружениями подземной фильтрации (фильтрующий колодец, фильтрующая кассета, песчано-гравийный фильтр).

Септик представляет собой ёмкость 7 (отстойник) с водонепроницаемым дном и стенками и с объёмом, равным двум-десяти суточным объёмам сброса вод (то есть сточные воды проходят септик в течение 2-10 суток). Септик устроен так, что за счёт поверхностных гидрозатворов 8 или 9 удерживает (не выпускает) ни плавающие, ни тонущие твёрдые включения. Удерживаемая твёрдая фаза за время хранения до 6-12 месяцев сгнивает (точнее, сбраживается за счёт анаэробных бактерий и грибков), превращается в так называемый активный ил 11, который вывозится ассенизационной машиной или компостируется (стабилизируется на воздухе в удобрение) прямо на участке. Таким образом, септик является выгребной ямой, из которой постоянно выводится жидкая фаза. А поскольку её всегда много больше, чем твёрдой фазы, то септик может иметь много меньшие размеры (габариты), чем выгребной колодец.

Что касается осветлённых в септике вод, то их можно, конечно, накапливать в каком-либо большем колодце для последующего вывоза, но это невыгодно, поскольку представляло бы собой по существу то же решение, что и на рисунке 207а. Можно также накапливать воды в каком-либо небольшом колодце и продувать его воздухом для обеспечения жизнедеятельности аэробных бактерий, но это делают лишь на крупных городских станциях биологической очистки сточных вод, хотя аэротенки уже начинают появляться в коттеджах России. Проще всего сточные воды в дачных условиях просто «по-русски» вылить на землю, но только так, чтобы они не остались на поверхности в виде тухнущего болота (обиталища мух), и поступили бы в некий глубинный слой 5-50 см, где нет губительного для бактерий ультрафиолета, но вполне достаточно воздуха для жизни бактерий. Этот слой земли (почвы, песчаного грунта) должен быть свободен от высоких грунтовых вод так, чтобы поступающая сточная вода растекалась бы по сухим крупинкам (песчинкам) земли тонким легко окисляемым слоем (поверхностной плёнкой). Иными словами, в качестве резервуара используется сама земля. Если она глинистая (водонепроницаемая), то надо искусственно создать водопроницаемый слой (из песка, торфа и т. п.), и этот слой называют фильтрующей траншеей, полем фильтрации, участком аэрации и т. п. В конечном счёте перед дачником стоит задача вывести воду с участка не канавой или болотистым потоком (что запрещено), а завести воду в верхний слой земли и так вывести за пределы своего участка. Ясно, что если сточная вода при этом углубится слишком глубоко, то процессы аэрации (за счёт аэробных бактерий) замедлятся, и сточная вода к тому же может поступить в водоносный слой, питающий питьевые колодцы.

В соответствии с этими соображениями сточные воды сбрасывают в фильтрующий колодец 13, имеющий проницаемое дно и отверстия в стенках. Если скорость просачивания в грунт оказывается слишком малой (а это случается очень часто, особенно при постепенной забивке пор грунта грязью из сточной воды), то колодец 13 используют в качестве распределительного устройства: во все стороны от колодца или в одну сторону рядами в определённом (безопасном для населения) направлении в песчаном грунте роют траншеи, в них закладывают керамические или асбоцементные оросительные трубы 14, водовыводящие стыки труб прикрывают сверху водостойким мягким материалом (желательно водопроницаемым), после чего трубы засыпают сначала гравием, а потом песком (рис. 207 б). Получается поле подземной фильтрации вод, обеспечивающее вывод воды из труб в искусственный песчано-гравийный грунт. Песок при этом не просто впитывает воду. Песок при фильтрации задерживает в своём объёме взвешенные органические частицы сточных вод и с помощью аэробных бактерий (которые есть повсюду) и газообразного кислорода (в составе воздуха, глубоко диффундирующего в относительно сухой песок из атмосферы) преобразует их в перегной (гумус), частично потребляемый растениями, произрастающими на поле фильтрации. Поэтому поля подземной фильтрации иногда называют полями подземной аэрации. Если грунт не песчаный (или песчаный, но не имеющий выхода в удалённые низины, овраги, реки), то фильтрующий колодец и поля подземной фильтрации устраивать бесполезно (более того, запрещено), поскольку будет происходить постепенное заболачивание местности загрязнёнными водами. В этом случае необходимо предусматривать дополнительные мелиорационные работы по осушению места сброса вод. Комплексные решения называются фильтрующей траншеей или песчано-гравийными фильтром (рис. 207 б), они отличаются конструктивными схемами расположения труб. При производстве фильтрующей траншей в глинистом грунте роют траншею, в неё закладывают сначала дренажную (водовпитывающую) трубу 19 (керамическую, асбоцементную с разрезами для поступления воды), закапывают крупным песком или песчано-гравийной смесью (ПГС - продуктом карьерной разработки), а потом на расстоянии порядка одного метра вверх (выше дренажной трубы) закладывают оросительную трубу 14, по которой в песок подаётся сточная вода из септика 7. Оросительную трубу также засыпают песчано-гравийной смесью 18, а сверху для утепления насыпают слой торфа 17 или перегноя (для лучшей аэрации) и слой глины (грунта) для предотвращения проникновения значительных количеств ливневых вод от атмосферных осадков. Дренажную трубу 19 обязательно выводят в нижерасположенные овраг, канаву, канал, водоём. При производстве песчано-гравийного фильтра оросительная и дренажная трубы расположены и засыпаны фильтрующим слоем песчано-гравийной смеси точно так же. Точно так же происходит фильтрация и аэрация и вывод чистой воды. Единственным отличием является то, что трубы заложены не в траншею, а в котлован (с шириной, сопоставимой с длиной), что даёт возможность расположить целую систему параллельных оросительных и дренажных труб в одном песчаном массиве, что повышает производительность и снижает стоимость изготовления очистной системы.

В последние годы в России вместо септиков (с анаэробными бактериями) в загородных домах стали применять аэротенки (с аэробными бактериями). Грубо говоря, чтобы из септика сделать аэротенк, надо организовать постоянный дозированный мелкопузырчатый продув воздуха через жидкость, например, с помощью электронасоса. Это приводит к усложнению конструкции (поскольку требует постоянного электропитания, а может быть, и термостатирования аэротенка при оптимальной температуре), но за счёт много более высокой активности аэробных бактерий позволяет снизить размеры отстойника и повысить степень очистки до 95-98% при полном отсутствии дурного запаха. Для ориентировки приведём характеристики пластмассовых аэротенков типов «Астра», «Циклон» и «ЮБАС» производства России (на основе технологии Чехии):

Максимальная суточная производительность, м³/сутки Мощность электрическая, ватт Вес, кг Габариты, м (длина х ширина х высота)
1.0 60 250 1.0x1.0x2.3
1.6 60 380 1.5x1.0x2.3
2.0  80 450 2.0x1.0x2.3
3.0 100 480 2.0x1.0x2.3
4.0 160 530 2.0x1.5x2.3
6.0 180 600 2.0x2.0x2.3
7.0 240 690 2.9x2.0x2.5
9.0 400 850 3.0x2.0x2.5
12.0 450 1050 4.0x2.0x3.0
16.0 700 1400 3.0x4.0x3.0

Ещё более перспективной является аэробно-аноксидная очистка с циклически прерываемой активностью за счёт периодически прерываемой аэрации с искусственным перемещением (SBR - реактор). Эффективность технологии объясняют тем, что активные бактерии, выделяющие ферменты, при прекращении подачи воздуха склеиваются в хлопья и оседают на дно, а малоактивные бактерии остаются в виде взвеси и поедаются простейшими многоклеточными (инфузориями, жгутиковыми, амёбами, коловратками и т. п.). Это позволяет омолаживать бактериальную массу. 

Все эти ультрасовременные методы тем не менее никак не могут снизить объём жидкой фазы, столь сложно удаляемой в грунт.

Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

поддержать Totalarch

Добавить комментарий

CAPTCHA
Этот вопрос задается для проверки того, не является ли обратная сторона программой-роботом (для предотвращения попыток автоматической регистрации)