Автономная канализация

Устройство и принцип работы

Отстойник представляет собой ёмкость, состоящую из единого герметичного корпуса (бетонного или пластикового), разделённого, как правило, на две или три секции (A, B, C), патрубка подачи исходной канализационной сточной воды (E), отвода очищенной воды (F), блокираторов между секциями.

СНиП 2.04.03-85 в зависимости от расхода сточных вод выделяет:

• однокамерные септики — при расходе сточных вод до 1 м³/сут;
• двухкамерные — до 10 м³/сут;
• трёхкамерные — свыше 10 м³/сут.

Первая секция (зона А) септика напрямую соединяется с подводящей канализационной линией с одной стороны, а с другой — через систему блокиратора (гидрозатвора) со второй секцией (зона В). Далее через блокиратор с третьей секцией (зона С). Зона А выполняет роль первичного септического отстойника грубого осадка. В этой камере естественным образом осуществляется первостепенная, грубая очистка попадающих в септик бытовых стоков от взвешенных мелких и крупных частиц. На дне камеры оседает песок, мелкие картофельные очистки и т. д. (всё, что может пройти через раковину на кухне или в санузле). Вторая секция очистного сооружения (зона В), метантанк, выполняет роль анаэробного реактора. Здесь происходит разложение химических соединений, образовавшихся в результате использования различных моющих средств, средств личной гигиены и разложение органических соединений естественного происхождения. Третья часть очистного сооружений (зона С) выполняет роль конечного осветлителя бытовых канализационных стоков. Путём окончательного отстаивания взвешенных частиц, осветлённые стоки достигают степени очистки до 65 % от первоначального уровня загрязнения.

После прохождения септической части очистного сооружения сточные воды направляются на почвенную доочистку. В тех случаях, когда почвенная доочистка не может быть выполнена: уровень грунтовых вод слишком высок (менее 0,4 м от уровня поверхности земли) или же требуется повышенное качество очистки сточных вод, — используется капельный биофильтр (биосептик).

СНиП 2.04.03-85 рекомендует принимать полный расчётный объём септика равным:

• 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.

Последовательность очистки

Бытовые хозяйственные стоки из жилого дома (сооружения) по канализационному трубопроводу самотёком поступают в приёмную камеру септика — зону А грубого осадка, где задерживаются плавающие плёнки, жиры, поверхностно-активные вещества и неосаждаемые частицы. Неоседающие вещества, плавающие на поверхности воды, со временем образуют плёнку. Более крупные или твёрдые вещества, попадающие с бытовыми стоками и способные оседать, отсеиваются и скапливаются на дне септика в виде илового осадка. Из приёмной камеры, т. н. септической зоны, бытовые хозяйственные стоки через систему блокиратора поступают в камеру анаэробного брожения — зону В (метантанк).

Для правильной работы системы очистки в септике переходные отверстия блокиратора должны располагаться ниже уровня плавающей плёнки, но выше уровня поступившего осадка. Конструкция сооружения должна иметь достаточно герметичный корпус. Наличие гидрозатворов и блокираторов на входе и выходе в метантанк позволяет поддерживать в септике дефицит свободного кислорода, тем самым обеспечивая анаэробный процесс очистки бытовых хозяйственных стоков.

В метантанке, в реакционной зоне, в первую очередь работают факультативные микроорганизмы, затем метаногенные бактерии. Сам анаэробный процесс проходит в две стадии:

• стадия кислого брожения: углеводы, белки и жиры распадаются до ряда низших жировых кислот: уксусная, масляная, муравьиная и пропиновая кислоты; диоксида углерода, сероводорода, аммония, различных спиртов и других органических соединений.
• стадия метанового брожения: жировые кислоты, спирты, различные органические соединения, сформировавшиеся на стадии кислого брожения, распадаются до водорода, диоксида углерода и метана.

После очистки в метантанке бытовые стоки через перепуск поступают в третью секцию септика — в зону С, где органические соединения в результате анаэробных процессов (процессов переработки органических и неорганических отходов бактериями в ил) переходят из растворённого состояния во взвешенное, после чего выпадают в осадок. Затем из зоны С' бытовые стоки поступают в фильтрующие слои почвы для последующей, окончательной доочистки.

Важнейшими факторами, влияющими на активность микроорганизмов, являются: наличие органики в бытовом стоке; температура бытового стока (оптимально 10—35 °С); доступ в установку кислорода; кислотность стока; отсутствие токсичных веществ. Септик проводит очистку бытовых стоков как с применением биоферментов, так и без использования данных препаратов. Использование биоферментов позволяет в достаточной мере ускорить процессы распада органических веществ и увеличить качество очистки сточных вод.

Почвенная доочистка

Обязательна при использовании септика в качестве элемента очистного сооружения. Конструкция сооружения почвенной очистки определяется рабочим проектом и зависит от вида грунта, условий сброса бытовых стоков (требуемого качества очистки), уровня грунтовых вод, климатической зоны, рельефа местности, плана участка. Расположение очистного сооружения определяется на стадии проектирования с индивидуальной привязкой в плане и по высоте к объекту застройки, при условии наличия следующей информации и характеристики участка: гидрогеологическая обстановка в месте предполагаемого размещения очистного сооружения, фильтрующая способность почвы, наличие карстовых пород, защищённость подземного водоносного горизонта, высота стояния грунтовых вод.

На местности, где слив осветлённых стоков без доочистки запрещён по санитарным нормам, требуется установка поля фильтрации. Поле фильтрации представляет собой трубопровод, выполненный из дренажных труб, проложенных над слоем щебня в толще песчаного основания. Вода фильтруется через песок и попадает в слои фильтрующего щебня, а затем впитывается в грунт. Также существует применение таких систем доочистки как: фильтрующий колодец, фильтрующая траншея, фильтр с использованием активированных материалов, а также ламп ультрафиолетового обеззараживания.

При почвенной доочистке возможно использование следующих сооружений:

• фильтрующий колодец (ФК);
• впитывающая траншея (площадка) (ВТ);
• песчано-гравийный фильтр или фильтрующую траншею (ФТ);
• поле подземной фильтрации (ППФ).

Устраивают на фильтрующих грунтах — супеси, песчаные грунты (ФК, ППФ) и не фильтрующих (ФТ) грунтах при уровне залегания грунтовых вод более 1 м ниже, чем основание колодца (ФК), лотка оросительных труб (ППФ) или лотка дренажной трубы (ФТ). Сооружение снабжают вентиляционной трубой D = 100 мм, которую выводят над поверхностью почвы выше предполагаемого уровня снежного покрова (обычно 0,7 м). Вентиляцию ставят на каждую оросительную (в конце линии) и дренажную (в начале) трубу.

Размеры колодца и длину оросителей определяют по допускаемой гидравлической нагрузке — расходу воды на 1 м² отфильтрованной поверхности (дно и стенки ФК) или на 1 м длины оросительной трубы (ППФ, ФТ).

Устройство водоотведения в зависимости от имеющихся характеристик грунта на участке и делится на два основных вида исполнения: фильтрующий грунт (супесь, песок, торф) или не фильтрующий грунт (глина).

Фильтрующий колодец

На фильтрующем грунте организуют фильтрующий колодец, площадью фильтрации для супеси — 3 м², для песка — 1,5 м², (рассчитывается на одного человека, проживающего в доме). Чем площадь фильтрации больше, тем дольше будет срок эксплуатации колодца. Для корректной работы системы грунтовые воды должны залегать ниже уровня укладки щебня на 500 мм, при этом необходимо, чтобы основание колодца было выше, чем уровень грунтовых вод более, чем на 1 м.

Фильтрующий колодец устанавливают в песках и супесях из монолитного железобетона, либо сборных железобетонных конструкций или из кирпича. Днище стенок насыпаются щебнем, изнутри колодец наполняется слоем щебня высотой до 1 м. Эффективность очистки бытовых стоков по показателям взвешенных веществ может достигать 100 %.

Впитывающая траншея (площадка)

Там, где слив бытовых осветлённых стоков после прохождения через септик без устройства системы доочистки по строительным и санитарным нормам не допускается, возможна дополнительная установка впитывающей траншеи или площадки. Впитывающая площадка — это трубопровод, выполненный из перфорированного материала. Вода проходя через него поступает в грунт, затем, проходя через слой пористой фильтрующей почвы, способствует идеальному развитию бактерий природного характера.

Впитывающая траншея применяется в песках и супесях и является системой перфорированных, оросительных труб, выполненных на глубине до 0,9 м и более 1 м выше уровня залегания грунтовых вод. Оросительная система — это система из перфорированного трубопровода, уложенного с уклоном 0,001—0,003. Для обеспечения жёсткости в основании труб, под них необходимо укладывать подсыпку щебня, битого кирпича, гравия или шлака мелкой фракции (20—40 мм). На конце оросительной системы необходимо выполнить вентиляционный стояк (продух) общей длиной не менее 0,7 м. Эффект возможной очистки по показателям взвешенных веществ на полях фильтрации составляет до 98 %.

Фильтрующая траншея

Фильтрующую траншею выполняют в грунтах, имеющих низкие фильтрующие характеристики (суглинки и глины), оформляя искусственно сформированные почвенные пласты, в слоях которых выполнены дренажные и оросительные сети. Эти траншеи рекомендуется размещать вблизи от траншей, наклонных углублений, куда поступают самотеком очищенные бытовые стоки, либо устраивать откачку поступающих осветлённых стоков через водоприёмный колодец. Пространство между дренажной и оросительной сетью заполняют щебнем и песком.

Отличие песчано-гравийного фильтра от фильтрующей траншеи в том, что дренажные и оросительные трубы, размещаемые в котловане, выполняются параллельными линиями.

Поле подземной фильтрации фильтрующую траншею размещают по уклону рельефа местности. Длину одной линии оросительной и дренажной сети рекомендуется принимать не более 12 м; уклон в направлении движения воды 0,01. Конфигурация в плане (лучевая, линейная, параллельная) зависит от общей планировки и рельефа участка, его размеров, существующего и планируемого благоустройства и озеленения. При числе линий оросительной сети более одной устраивают распределительный колодец, который обеспечивает равномерную раздачу сточных вод по линиям. Параллельные траншеи делают отдельными (обычно ППФ в супесчаном грунте) или совмещают две или три линии оросительных труб в одной широкой траншее, соблюдая расстояние между осями. Под оросительными трубами, в широкой траншее укладывают в промежутке одну или две дренажные трубы. После чего отфильтрованная вода стекает в дренажные трубы и попадает в канаву или овраг.

Фильтр доочистки

При особых требованиях к качеству осветлённых бытовых стоков применяется дополнительная биологическая очистка в ёмкости биофильтра. Материалы для фильтрации: гранитный щебень, гравий, песок, антрацит, гранулированный доменный шлак, полимеры и т. д. Применение полимерных фильтров, которые обладают хорошим трехмерным распределением и большим свободным объемом — до 90 % (щебень всего 25 %), позволяет очищать стоки более качественно.

Необходимые технические характеристики

Септик представляет собой герметичную ёмкость. Материал может использоваться разнообразный: композитный стеклопластик, полиэтилен, полипропилен, железобетон, однако выбирать материал нужно рассматривая все его технические характеристики: герметичность (недостаточной герметичностью обладают железобетонные септики, для того чтобы этот недостаток не причинял неудобств используют гидроизоляцию с внутренней и наружной стороны), подверженность коррозии (данным недостатком обладают металлические и железобетонные ёмкости), механическую устойчивость к давлению почвы, или прочность (у полипропиленовых ёмкостей имеется недостаток прочности, несмотря на рёбра жёсткости на корпусе). Также следует отметить преимущество секционных септиков перед обычными (пустотелыми): для создания полноценного очистного сооружения обычных ёмкостей потребуется большее количество. Наиболее распространенными являются септики с железобетонной конструкции, так как считаются долговечными и надежными.