Текст книги "Локальные очистные сооружения для загородного дома"
Автор книги: Елена Хохрякова
Жанр: Техническая литература, Наука и Образование
Возрастные ограничения: +12
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]
Е. А. Хохрякова
Локальные очистные сооружения для загородного дома
1. Основные требования к современным локальным очистным сооружениям
Выбор оптимального варианта локальных очистных сооружений (ЛОС) зависит от целого ряда факторов: характеристика грунтов, график проживания в загородном доме, доступность канализационного устройства для ассенизационной машины, количество пользователей, сумма денежных средств, которые владелец может себе позволить выделить на организацию необходимой инженерной системы, площадь участка, не занятая домовыми строениями.
Ко всем сложностям выбора системы автономной канализации стоит еще прибавить широкое разнообразие ЛОС на рынке. Причем это разнообразие заключается не только в материалах исполнения и объемных характеристиках очистных сооружений (у ведущих производителей линейка моделей нередко охватывает объемы от 1 до 1000 м3), но и применяемых в них очистных технологиях. Поэтому определяться в выборе конкретного ЛОС лучше после консультаций с независимыми, но грамотными специалистами.
Для обустройства систем автономной канализации загородных домов в качестве очистных сооружений обычно применяются септики и установки глубокой очистки, как правило, поставляемые к месту монтажа модулями заводского изготовления.
Кроме того, возможен вариант системы автономной канализации со сливной ямой, оборудованной накопительной емкостью.
1.1. Нормативные документы, регламентирующие строительство ЛОС
Основными нормативными документами, регламентирующими строительство и размещение ЛОС, в настоящее время являются:
– СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»;
– СНиП 30-02-97 «Планировка и застройка территорий садоводческих (дачных) объединений граждан, здания и сооружения».
1.2. Нормативные документы, регламентирующие степень очистки воды с помощью ЛОС
Степень очистки воды с помощью ЛОС регламентируется:
– СанПин 42-128-4690-88 «Санитарные правила содержания территорий населенных мест»;
– СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» (введенные взамен СанПиН 4630-88 «Охрана поверхностных вод от загрязнения»);
– СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»;
– СП 2.1.5.1059-01 «Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения».
Ко всем сложностям выбора системы автономной канализации стоит еще прибавить широкое разнообразие ЛОС на рынке.
2. Сбор стоков в накопительные емкости
Строго говоря, сливная яма не является очистным сооружением, однако при определенных условиях проживания в загородном доме может служить заменой ЛОС в составе автономной системы канализации (рис. 1). К тому же по объему капитальных затрат собственника загородного дома сливная яма – самый дешевый вариант, но вряд ли самый комфортный для решения проблемы утилизации сточных вод, которая в данном случае решается не за счет очистки стоков, а их накапливанием в замкнутом резервуаре с целью последующего вывоза.
Рис. 1. Схема системы автономной канализации со сливной ямой с накопительной емкостью
Обустроенная должным образом, с хорошей гидроизоляцией и необходимого объема сливная яма и сегодня может функционировать на дачном участке. Этот вариант даже может быть оправдан, если дом посещается эпизодически и, конечно, только в теплый сезон. При этом, как правило, исключаются частый прием ванн, стирка и другие процедуры, связанные со сливом больших объемов сточных вод. Необходимо наличие хорошего подъезда к участку, обеспечивающего ассенизационной машине доступ к сливной яме. Неприятный запах на участке также одна из сопутствующих особенностей данного варианта.
Объем ёмкости выгребной ямы надо согласовать с подрядчиком, который будет предоставлять услуги по откачке и вывозу сточных вод.
Следует помнить и то, что, выбирая вариант автономной канализации со сливной ямой, собственник загородного дома, сэкономив на этапе строительства, не только лишается многих бытовых удобств, но и вынужден будет регулярно оплачивать приезды ассенизационной машины (рис. 2).
Рис. 2. Ассенизационная машина: а – возле частного дома;
б – откачка сточных вод из накопительной емкости
2.1. Расчет емкости герметичной выгребной ямы
Для расчета применяется следующая формула:
V ямы = кол-во дней х число чел. х V сут./чел.,
где V ямы – объем выгребной ямы; кол-во дней – периодичность в днях, с которой производится выкачивание ямы (рекомендовано не реже 2-х раз в месяц, т. е. через 15 дней); число чел. – количество человек, которые постоянно проживают в доме; V сут./чел. – расходное количество воды в сутки на одного человека (приблизительно 150 л).
Если одним человеком в день потребляется около 150 л воды, то для семьи из трех человек емкость согласно расчетам по указанной формуле должна быть объемом около 6,75 м3:
15 х 3 х 150 = 6750 (л) = 6,75 м3.
К этому объему необходимо добавить запас объема для перестраховки от неожиданных событий, которые могут по различным непредусмотренным причинам отсрочить от качку сточных вод.
Объем ёмкости выгребной ямы надо согласовать с подрядчиком, который будет предоставлять услуги по откачке и вывозу сточных вод. При этом надо определить, сможет ли подрядчик вывезти весь объем содержимого выгребной ямы за один раз. С учетом возможной периодичности пользователь выбирает наиболее экономную схему вывоза.
2.2. Размещение на территории участка и глубина выгребной ямы
В соответствии с СанПин 42-128-4690-88 выгребная яма должна находиться на территории частного домовладения, стоки с которого в ней скапливаются. Расстояние до центрального водовода должно быть не менее 10 м, от колодца с питьевой водой не менее 20 м. Расстояние до фундамента своего или соседского дома должно быть не менее 10 м, до домовладений соседа – 8–10 м. Глубина выгребной ямы зависит от близости грунтовых вод, но она не может быть более 3 м.
2.3. Варианты исполнения
Ассортимент емкостей, которые позиционируются на рынке для решения указанной задачи, довольно широк как по объемам, так и по материалам исполнения. По материалу исполнения емкости для выгребных ям возможны следующие варианты: монолитная железобетонная конструкция, сборная конструкция из железобетонных колец, кирпичная кладка; пластиковая (полипропилен, полиэтилен) емкость, стеклопластиковая емкость (рис. 3). При этом наибольшей герметичности и надежности удается достичь использованием пластиковых емкостей, в том числе еврокубов и емкостей из стеклопластика. Однако следует помнить, что применение таких емкостей на тяжелых глинистых грунтах и особенно там, где близко к поверхности подступают грунтовые воды, чревато выпучиванием емкости на поверхность при замерзании грунта в зимний период. Чтобы избежать этого, относительно легкие пластиковые емкости и емкости из стеклопластика рекомендуется заякорить за бетонную плиту, размещаемую в грунт под их основание.
Рис. 3. Накопительная емкость для автономной канализации: а – из полипропилена; б – из стеклопластика
В сливной яме нечистоты накапливаются и хранятся до приезда ассенизационной машины, а через септик сточные воды перетекают, подвергаясь предварительной очистке.
Нормативами СНиПа запрещено создавать накопительные ямы и колодцы без дна, где бы вода без фильтрации попадала сразу в почву, если суточный объем стоков больше 1 м3. Когда суточный объем не превышает этот показатель, то выгребную яму допускается делать без дна.
3. Септики
Септик – сооружение для очистки небольших количеств (до 25 м3, реже – до 50 м3/сут.) бытовых сточных вод, представляющее собой подземный отстойник горизонтального типа, состоящий из 1–3 камер, через которые последовательно протекают сточные воды. Автономная канализация на основе септика (рис. 4) обеспечивает такие бытовые удобства, как пользование ванной, машинная стирка и прочие процедуры, требующие расхода больших объемов воды. Если в сливной яме нечистоты накапливаются и хранятся до приезда ассенизационной машины, то через септик сточные воды перетекают, подвергаясь предварительной очистке.
Рис. 4. Схема монтажа трехкамерного септика с фильтрующим колодцем
В септиках осаждается до 90 % содержащихся в сточных водах взвешенных частиц, но по химическим, цветовым, биологическим и другим показателям вода на выходе из септика очищается только на 50–60 %. Поэтому сточные воды, прошедшие предварительную обработку в септике, обязательно подвергаются затем биологической очистке на полях подземной фильтрации, в песчано-гравийных фильтрах, фильтрующих траншеях или колодцах. Именно так трактует предназначение септика СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (п. 6.78.).
В септике задерживаются и оседают на дно в виде гнилостного ила (от греч. septikós – гнилостный, гнойный) частицы и включения, находящиеся в сточных водах во взвешенном состоянии.
Осаждающиеся в септике взвешенные вещества образуют осадок, который подвергается гнилостному сбраживанию и после дополнительной обработки может применяться в сельском хозяйстве как удобрение.
3.1. Принципиальное устройство и технология
Действует септик как очистительная система в основном по механическому принципу. В септике задерживаются и оседают на дно в виде гнилостного ила (от греч. septikós – гнилостный, гнойный) частицы и включения, находящиеся в сточных водах во взвешенном состоянии.
Растворимые фракции загрязнений, попавшие в септик со сточными водами и не осаждающиеся на его дне, также подвергаются гнилостному брожению и разложению с выделением «болотных» газов, в том числе и метана. Благодаря этому, устройства подобного типа еще называются метантенками. То есть при задерживании сточных вод в объеме септика включается еще и биологический механизм их очистки – в объеме септика происходит процесс разложения органических веществ под влиянием жизнедеятельности анаэробных (живущих в бескислородной среде) микроорганизмов, споры которых заносятся в септик со стоками.
Стадия механической очистка стоков начинается сразу после поступления их в объем септика. По подводящему патрубку сточные воды самотеком направляются в приемную камеру установки, где под действием силы тяжести оседает большая часть механических включений.
Осадок подвергается медленному процессу анаэробного брожения, в результате которого происходит его разложение с образованием более простых, растворимых в воде соединений и нерастворимого минерализованного осадка, который в последующем удаляется ассенизационной техникой.
Анаэробный процесс брожения проходит в два этапа.
На первом этапе (кислое брожение) белки, жиры и углеводы разрушаются до ряда низших жирных кислот (уксусная, муравьиная, масляная), двуокиси углерода, аммонийного азота, сероводорода, спиртов и других соединений.
На втором этапе (метановое брожение) жирные кислоты, спирты и другие соединения, образовавшиеся на первой стадии, разлагаются до метана, двуокиси углерода, водорода.
Смесь газов отводится в атмосферу через вентиляционно-вытяжную систему канализации.
3.2. Разбиение на секции
Разбиение септика на секции (рис. 5) связано с решением несколько иных проблем.
Рис. 5. Двухкамерный септик (схема)
Как уже отмечалось, прошедшая предварительную очистку в септике вода поступает из него на фильтрационные поля, траншеи и колодцы. Здесь сточные воды фильтруются почвой и перерабатываются микроорганизмами, заселяющими природные фильтры, – еще одна и весьма эффективная стадия биологической очистки.
Однако поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи и колодцы – все эти природные и искусственно созданные фильтры со временем заиливаются и требуют восстановления функциональных свойств. Причем, если очистка фильтрующего колодца сравнительно не слишком трудоемкая операция, а главное, не требующая значительных денежных средств, то заиленные поля подземной фильтрации или фильтрующие траншеи почистить почти невозможно, промывка хлорной водой малоэффективна, и в большинстве случаев данные фильтры необходимо заменить. Учитывая их немалые размеры, это дело трудоемкое и требует ощутимых денежных трат. В интересах пользователя проводить эту операцию нужно как можно реже. При нормальной эксплуатации в режиме доочистки фильтрующих траншей и песчано-гравийных фильтров срок их службы до полной замены фильтрующей загрузки и дренажа составляет 15–18 лет, фильтрующих колодцев и полей подземной фильтрации – 8–10 лет. Продлить эти сроки позволяет более тщательная очистка сточных вод в септиках, чему способствует разбиение их на секции. При этом основная масса ила откладывается в первой из них, куда сначала поступают сточные воды. Благодаря этому, в последующих секциях удается избежать вторичного загрязнения воды продуктами гнилостного распада. Чище вода на выходе – меньше заиливаются поля подземной фильтрации или фильтрующие траншеи.
3.3 Выбор и расчет септика для конкретных условий эксплуатации
При выборе септика пользователю приходится учитывать его объем и необходимое количество секций. Выбор по объему должен проводиться с учетом среднесуточного объема сточных вод, поступающих в очистное сооружение. Вода не должна просто протекать через септик, на какое-то время она должна там скапливаться и очищаться. Осаждение взвешенных частиц не происходит мгновенно, поэтому септик и является по своей сути отстойником.
Минимальный срок пребывания сточной воды в септике должен составлять 2 дня. Для получения более высокой степени очистки сточных вод за счет анаэробного сбраживания требуется выдерживание в течение 10 сут.
Процессы размножения микроорганизмов и совместно протекающие в объеме септика процессы разложения органики требуют времени, как и процесс осаждения. Минимальный срок пребывания сточной воды в септике должен составлять 2 дня. Для получения более высокой степени очистки сточных вод за счет анаэробного сбраживания требуется выдерживание в течение 10 сут.
Всем вышесказанным диктуется необходимость соразмерности объема септика с объемом поступающих в него стоков.
Нормативными документами рекомендуется определять производительность отстойника (qset, м3/ч) горизонтального типа, которым и является септик, исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле:
qset = 3,6 Kset х Lset х Bset х (u0-vtb),
где Kset – коэффициент использования объема, прини маемый для горизонтальных отстойников, – 0,5; Lset – длина секции, отделения, м; Bset – ширина секции, отделения, м;
u0 – гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с; vtb – турбулентная составляющая, мм/с.
Методика определения величин u0, vtb подробно изложена в СНиПе 2.04.03–85.
Согласно тому же документу, «полный расчетный объем септика надлежит принимать: при расходе сточных вод до 5 м3/сут. – не менее 3-кратного суточного притока, при расходе свыше 5 м3/сут. – не менее 2,5-кратного» (п. 6. 79.). При этом не менее одного раза в год потребуется очистка септика.
При средней зимней температуре сточных вод выше 10 °С или при норме водоотведения свыше 150 л/сут. на одного жителя полный расчетный объем септика допускается уменьшать на 15–20 %.
При расчете притока бытовых сточных вод в септик складываются все возможные расходы бытовых сточных вод с учетом вероятности их одновременного поступления в систему водоотведения.
Согласно вышеупомянутому СНиПу, «в зависимости от расхода сточных вод следует принимать: однокамерные септики – при расходе сточных вод до 1 м3/сут., двухкамерные – до 10 и трехкамерные – свыше 10 м3/сут. Объем первой камеры следует принимать: в двухкамерных септиках – 0,75, в трехкамерных – 0,5 расчетного объема. При этом объем второй и третьей камер надлежит принимать по 0,25 расчетного объема. В септиках, выполняемых из бетонных колец, все камеры следует принимать равного объема».
Если требуется обеззараживание сточных вод на выходе из септика, следует предусмотреть еще и контактную камеру, где будет проводиться дезинфекция воды, при этом на плане размер этой камеры должен быть не менее 0,75х1 м.
Выпуски из зданий должны подсоединяться к септикам через смотровые колодцы. Важно и то, чтобы лоток трубы, подводящей к септику сточные воды, располагался не менее, чем на 0,05 м выше расчетного уровня жидкости в септике. Необходимо предусматривать устройства для задержания плавающих веществ и естественную вентиляцию.
3.4. Варианты исполнения
Наличие у септика вышеуказанных недостатков заставило разработчиков пойти по пути усовершенствования этих очистных сооружений.
Для повышения надежности гидроизоляции сооружения и упрощения монтажа септики сегодня изготавливаются не только из бетона и бетонных колец, но и из железобетона – «Осина» (компания «Осина»), «Фаворит» (ООО «МКАД-Сервис»); пластика – «Кедр» (ООО «БИИКС»), Uponor Sako (Uponor), FloTenk (ЗАО «Флотенк»). При этом септики стали выпускаться едиными готовыми модулями (рис. 6), которые надо только установить на месте использования и подключить к трубопроводу сливных стоков. Разбиение на секции таких ЛОС предусматривается внутри модульных объемов.
Рис. 6. Монтаж септика: а – двухкамерного в бетонном корпусе; б – трехкамерного септика в пластиковом корпусе.
Предпринимались шаги и по совершенствованию очищающей способности септиков. Заслуживают внимания рекомендации и разработки по применению в септиках различных биоактиваторов – ферментно-микробиологических препаратов, способствующих интенсификации переработки загрязнений в сточных водах.
Одним из достоинств этих препаратов является то, что они могут эффективно применяться в индивидуальных канализационных очистительных системах любых типов. Попадая в выгребную, канализационную яму или септик, биоактиваторы увеличивают скорость переработки твердых фракций в жидкое состояние. Кроме того, при внесении препарата в индивидуальные очистительные системы аэробного или анаэробного типа происходит интенсификация нарастания активного ила и, как следствие, повышение качества очистки сточных вод. В очистительных системах аэробного типа биологическая очистка осуществляется микроорганизмами, живущими в среде с присутствием кислорода, – аэробами, в очистительных системах анаэробного типа биологическая очистка осуществляется микроорганизмами, живущими в бескислородной среде, – анаэробами.
Не рекомендуется сбрасывать в систему канализации кислоты, растворители, пользоваться отбеливателями на основе хлора, химическими препаратами на основе формальдегида.
В комплексе с применением биоактиваторов модифицировалась и конструкция этого очистного сооружения. Появились модели («Осина», «Фаворит», «Фаворит-плюс»), предусматривающие в составе модуля септика перед выходом из сооружения секцию с засыпкой, которая соединяется с предшествующими секциями через гидрозатвор. Эти предшествующие секции-метантенки по сути являются классическим септиком, в котором протекают все те же процессы осаждения взвесей, а также аэробного и анаэробного сбраживания, интенсифицированного загрузкой биоактиваторов. Секция же с засыпкой выполняет функцию биофильтра. После осветления в секциях метантенка сточные воды через перепуск с гидрозатвором просачиваются на биофильтр, где равномерно распределяются по поверхности инертной загрузки. По мере просачивания сточной воды через загрузку происходит окисление аммонийного азота сначала до нитритов, а потом до нитратов и образования углекислоты и воды.
Циркуляция воздуха в биофильтре, поддерживающая эффективное аэробное окисление, осуществляется из отвода через трубу для удаления биогаза. Из биофильтра вода стекает в водоприемный колодец, откуда уже по мере накапливания удаляется с помощью электронасоса малыми порциями в сточную канаву или просто на поверхность грунта (табл.1).
Таблица 1. Показатели качества воды, допустимые при сбросе на рельеф
Примечания:
* – рН – водородный показатель (аббревиатура от лат. pondus Hydrogenyl – сила водорода) – мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на один литр: pH = −lg [H+];
** – БПК пол – биохимическая потребность в кислороде полная – количество кислорода, необходимое для биологического окисления органических веществ бактериями в аэробных условиях за 20 сут. Чем больше величина БПК, тем грязнее стоки;
*** – ХПК – химическое потребление кислорода (бихроматная окисляемость) выражается в миллиграммах кислорода, необходимого для окисления органических веществ, содержащихся в 1 дм3 воды. Используется в качестве меры содержания в пробе органического вещества, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем.
Такое ЛОС (при соблюдении норм расхода сточных вод, предусмотренных проектом и правилами эксплуатации) раз в 3 года нуждается в специальном обслуживании, включающем замену засыпки в секции биофильтра и очистку камер метантенка от накопившегося осадка с помощью ассенизационной машины.
По мере протекания сточных вод через септик, как и при неиспользовании очистного сооружения в течение не очень длительного срока (более недели), требуется повторная загрузка биоактиваторов. Не рекомендуется сбрасывать в систему канализации кислоты, растворители, пользоваться отбеливателями на основе хлора, химическими препаратами на основе формальдегида. Также надо избегать залповых сбросов стоков в систему очистки, например, из бассейнов.
Биоактиваторы, интенсифицируя процессы очистки сточных вод в септиках, даже в комплексе с секцией биофильтра не могут обеспечить удаления из сточных вод нитратов, нитритов и фосфора.
Внимание! Это не конец книги.
Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра - распространителя легального контента. Поддержите автора!Правообладателям!
Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.Читателям!
Оплатили, но не знаете что делать дальше?
