Конструкции, которые состоят и подземного фильтра и септика, необходимого для передачи отстоянного стока в септике на почвенную очистку, представляют собой надежные и проверенные веками сооружения очистки стоков.
Септик, выполненный из бетона
Технология очистки в данном случае следующая: септик производит первичную очистку стока, задерживает минеральные и крупные органические загрязнения. Это позволяет снизить нагрузку на почвенное сооружение и исключить вероятность его механического засорения. Органика, которая осталась в септике, со временем минерализуется и превращается в удобрение. Это удобрение позже извлекается благодаря агротехнике и используется в агропромышленности.
Бетонный септик с пластиковыми дренажными тоннелями
Чтобы оценить и иметь возможность контролировать работу септиков, существует специальный показатель – содержание в осветленной воде взвешенных веществ. Этот показатель не должен быть более 100 мг/л. Для очистки сточных бытовых вод коттеджей уместно использовать примитивные септики со стандартными характеристиками. Объем подобных септиков при этом должен соответствовать трехсуточному притоку стоков. Благодаря такому септику механическое заиление грунта и его локальная перегрузка биоценоза исключается.
Схема пластикового 2-камерного септика
Отметим, что концентрация в воде взвешенных веществ – это не санитарный норматив, но технологический. Если он выполняется, то сооружение очистки справляется со своей поставленной задачей и не теряет в работоспособности. Все остальные процессы являются природными и осуществляются без человеческого вмешательства. Но при этом нужно точно понимать, что эта цифра достаточно часто может отклоняться от указанного значения, и причин тому множество:
- Состав почвы;
- Место расположения сооружения;
- Конкретные гидрогеологические условия и т.д.
Все эти факторы влияют на скорость протекания процессов в почве.
Септик из пластика
Для того, чтобы очищенные в септике сточные воды передать в грунт для последующей очистки, могут использоваться следующие типы сооружений, а также их комбинации:
- Фильтрующие кассеты;
- Колодцы;
- Фильтрующие блоки, модули, тоннели и котлованы;
- Поля подземной фильтрации.
Конструкции септиков из бетона
Устройства почвенной очистки, как многие полагают, это только лишь трубы полей фильтрации и сами колодцы, но в действительности это не так. На самом деле сооружения очистки – это еще и грунт, почва, находящаяся непосредственно вокруг всех элементов. Именно здесь происходят процессы разложения органических веществ стока, и их последующая трансформация в другие вещества. Если говорить другими словами, то здесь сток очищается от загрязнений. А вот трубы и колодцы – это всего лишь вспомогательные приспособления, посредством которых сток передается в грунт. Основным же элементом данных сооружения является грунт, находящийся в границах защитной санитарной зоны. Этот грунт не является природным объектом, однако природоохранные и разные контролирующие организации этим грешат, пользуясь нормативно-технической документацией, где порой встречается неразбериха.
Септик из бетона
Схема септика из бетона
Септики
Септик (греч. – «гнилостный») представляет собой горизонтальный отстойник, устанавливающийся под землей. Его конструкция проста, и состоит он из одной-двух камер. Предназначение септика ограничивается механической очисткой сточных бытовых вод, которые затем будут переплавлены на доочистку в почву.
СНиП 2.04.03-85 точно определяет предназначение септиков. Здесь указано, что данные отстойники должны использоваться для механической чистки стоков, которые поступают в колодцы, на поля подземной фильтрации, траншеи, а также песчано-гравийные фильтры.
Септик из бетона с биофильтром
Однако, в ином документе (ТСН ЭК–97 МО) есть и другое определение. В соответствии с ним, септики используются не только для предварительной очистки вод, но и для перегнивания образовавшегося осадка. Также они могут применяться в системах водоотведения – местных и индивидуальных.
На данный момент весь мир прибегает к использованию септиков, ведь в течение достаточно длительного времени (полтора века) они доказали свою эффективность и надежность. В России есть мнение, что в канализационных системах США, Европы и Канады в основном используются аэрационные установки, но это не так, здесь преобладают именно септики.
Распределенные поля фильтрации
Каких объемов и форм должны быть септики? Ответ на этот вопрос дает документ СНиП 2.04.03–85. Здесь указано, что расчетный объем отстойника должен быть следующим:
- При расходе стоков до 5 м3/сут – не менее 3-кратного притока в сутки;
- Свыше 5 м3/сут – не менее 2,5-кратного.
В зависимости от того, какой расход сточных вод, септики принимаются:
- При расходе до 1 м3/сут – однокамерные;
- Расход до 10 м3/сут – двухкамерные;
- Расход свыше 10 м3/сут – трехкамерные.
При этом все камеры должны иметь разные размеры. Например, в двухкамерном септике объем первой (самой большой) камеры должен составлять 0.75 расчетного объема; в трехкамерных – 0.5 объема. Соответственно, остальные 2 (или 1) камеры должны быть приняты по 0.25 расчетного объема. Но если септик выполняется из бетонных колец, то объемы всех камер должны быть равны.
Схема сборного септика из железобетона
Эти требования определяются в соответствующем СНиП и зависят от условий чистки камер. В данном случае предполагается, что чиститься они будут не реже, чем один раз в год. Если периодичность чистки предполагается иная, то объем для отстаивания и объем для сбраживания и хранения считается отдельно, как и величина нейтрального слоя, который их разделяет.
Процесс монтажа бетонного септика
В действительности так не поступают. Зачастую устанавливают «трехсуточный» септик, и только в процессе эксплуатации определяют периодичность его чистки, руководясь режимом его использования.
Что касается многокамерности, то здесь более важно удобство строительства, а не размеры камер, назначенные СНиПом. Зачем тогда необходимы несколько камер?
Специалисты, не поддерживающие искусственную «многокамерность» септиков, аргументируют свою позицию следующим образом: поскольку осадок не выпал в самой первой камере (а здесь, как известно, самые лучшие условия отстаивания), то он уж точно не выпадет и в других камерах, где гидравлический режим куда хуже. Воде без разницы, сколько камер проходить. Куда более важную роль играет время пребывания в самом септике, а это определяется объемом. По сути, одна или три камеры – все одно. Важно лишь только, чтобы объем соответствовал требованиям.
Процесс монтажа бетонного септика
Но специалисты, поддерживающие многокамерность, всегда готовы возразить. В частности, они не подвергают сомнению теорию, однако указывают, что на практике секционирование отлично себя показывает.
Важно учитывать тот факт, что через септики сточные воды проходят не так непрерывно, как через городские станции очистки. Стоки поступают неравномерно, из-за чего поток нарушается, и это плохо влияет на гидравлический режим работы сооружения. Поэтому нужно, чтобы стоки дольше проходили чрез камеры отстойника, и чтобы в нем не было застойных зон.
Септик из бетонных колец 3-камерный
Осадок будет выпадать неравномерно при условии, что секция всего одна. В начале осадка будет больше, в конце – меньше. Именно поэтому и делают сразу несколько секций, что позволяет сосредоточить основную часть осадка в первой секции и исключить вероятность загрязнения воды продуктами распада (они образуются от осадка). К тому же, очищать одну секцию удобнее, чем отстойник целиком. В некоторых документах даже содержатся полезные рекомендации на тему периодичности чистки секций отстойников.
Но камеры септика в первую очередь должны отличаться не столь высокими гидравлическими характеристиками, сколько простотой конструкции, удобством обслуживания и надежной работой. Разделив септик на 3 части, добиться более эффективной очистки, увы, не удается.
Однако не стоит упускать из виду тот факт, что оба варианта дают отличный результат. В СНиП указывается, что если септик рассчитывается на прием воды до одного кубометра в сутки (трехкубовой септик), то его желательно сделать однокамерным, если, конечно, многокамерность не вызвана применением для его строительства колец или других типовых модулей.
Поле фильтрации
Зачем же бороться с вторичным загрязнением, если очистка все равно будет продолжаться в почве? При этом нагрузки на нее не будут большими при любых конструкциях отстойника – с перегородками или без них. Суть же заключается в том, что на выходе (на сбросе воды в водоем) необходимо получить воду с такими параметрами, которые бы позволили ее сбросить. Достигаются эти параметры путем предотвращения вторичного загрязнения.
Однако российские нормы определяют, что после септика сливать воду на рельеф или в водоем нельзя, а можно только лишь в грунт. Поэтому если в Европе степень вторичного загрязнения очень важна, то в России она играет гораздо меньшую роль. Для примера достаточно лишь сравнить 2 цифры: по российским норма БПК в сточных водах, которые сбрасываются в водоем, составляет 2 мг/л; по европейским нормам – 25 мг/л.
В Европе применяется секционирование септика с целью уменьшения вторичного загрязнения, а также используются дополнительные камеры, что увеличивает объем самого отстойника. Это позволяет улучшить качество очистки и довести его до необходимого показателя – 25 мг/л.
Монтаж септика в старину
Автор книги «Что делать со сточными водами» Р. Рандольф упоминал в своих трудах, что полная очистка смеси стоков достигается через 1-2 месяца. Однако на практике процесс сокращают по времени, поэтому происходит только частичное разложение. Сточная вода в септике пребывает минимум несколько дней, и в течение этого времени происходит удаление только взвешенных веществ. Чтобы получить более высокую степень очистки, нужно выдерживать содержимое стока в течение 10 суток. В этом случае вода будет очищенной, поскольку в ней содержатся гнилостные бактерии, способствующие биологическому разложению. Отстойники (септики), которые предназначены для выдерживания стоков в течение 1-2 дней, имеют малый объем, чего нельзя сказать про многокамерные перегниватели. В последних вода пребывает 10 суток. Вода из септиков, рассчитанных на малое время пребывания, не должна попадать сразу в водоем по причине недостаточной очистки.
Этапы строительства септика из бетона
Т.е. большой септик, рассчитанный на 10 дней, дает 25 мг/л по БПК, и вода из него сразу сбрасывается в водоем по нормам Европы. Добиться российских 2 мг/л с помощью таких септиков нельзя, поэтому нет смысла их использовать здесь.
Часто можно слышать, что секционирование предполагает более длинный путь воды в септике. В свою очередь, это хорошо сказывается на удалении взвешенных веществ. Отчасти данное предположение справедливо, ведь септик – это отстойник, и чем дольше вода в нем будет пребывать, тем больше взвешенных веществ будет удалено. Но это соображение верно по отношению к отстойникам, через которые очищаемая жидкость протекает постоянно. Преимущественно септик для одного дома работает в статическом режиме, выполняя функцию вытеснителя, и вода через него не проходит постоянно. Принцип его работы следующий: поступающий новый сток, например, от унитаза, попадает в начало септика, вытесняя при этом на выходе аналогичный объем воды уже отстоявшейся. Однако что касается септиков «на протоке» с более длинным путем, то здесь при длительной мойке посуды, например, положительный эффект удлинения если не полностью, то отчасти нивелируется. Дело в том, что между секциями в зоне перетока возникают турбулентные завихрения, взмучивающие осадок, и затем этот осадок выводится из сооружения вместе с водой.
Схема автономной канализации частного дома
Профессор В. Ф. Иванов в своей книге «Очистка городских сточных вод» писал, что самые первые загниватели были оснащены по всему протяжению специальными перегородками. Эти перегородки создавали отделения в септике, а в некоторых случаях не доводились до дна. С помощью этих перегородок пытались достичь равномерного движения стоков в септиках, однако в сечениях, стесненных перегородками, скорость прохождения увеличивалась, и это нарушало процесс осаждения. По этой причине в современных отстойниках либо вовсе не устраивают перегородок, либо делают только одну, тем самым отделяя часть, в которой происходит наиболее активное выпадение осадка.
Поэтому стоит со скептицизмом относиться к рекламным сообщениям о многосекционных септиках. Обычно продавцы просто не в состоянии точно объяснить, зачем нужны эти секции вообще и когда они могут быть полезны. В своем большинстве они пытаются донести до покупателя, что секции улучшают очистку, однако этот вопрос уже тщательно разобран выше. После септика будет очистка почвой, и только после нее можно получить сток с необходимыми показателями. Практически любой септик (с перегородками или без) справится с очищением любого стока до степени, когда его можно будет направлять в почву. Разумеется, при этом важно правильно его установить и эксплуатировать.
Септик с защитой от всплытия
Теперь же рассмотрим вопрос о дополнительных секциях отстойника, увеличивающих его объем свыше трехсуточного. Учитывая тот факт, что дополнительный объем отстойника позволяет добиться более высокое качества очистки, можно попытаться увеличить нагрузку на сооружения подземной фильтрации. В свою очередь, это позволит сократить их размер, что при ограниченных площадях строительства важно. Чем чище будет сток, поступающий в почву, тем сооружения смогут пропустить через себя больший объем, не потеряв при этом в производительности. Но и здесь могут возникать сложности, ведь грунт фильтрует сток механически, а органика ведь должна быть переработана биохимически.
Поэтому были установлены сроки эксплуатации сооружений до появления нужды их замены или чистки. ТСН ЭК–97 МО говорит о том, что в режиме доочистки срок службы до замены дрен и фильтрующей загрузки для полей подземной фильтрации и колодцев составляет от 8 до 10 лет.
Но в действительности, если септик работает нормально, а осадок удаляется своевременно, фильтрующее сооружение будет работать дольше. У некоторых людей фильтрующие колодцы у загородного дома без потери эффективности фильтрации и производительности работают более 20 лет.
В МДС (40-2.2000) показаны процессы, протекающие при работе септика, и определено его внутреннее устройство. В частности, говорится, что внутри отстойника происходит 2 вида очистки. Первая – механическая – предполагает отстаивание сточной воды, в результате чего образуется осадок и всплывающие вещества. Вторая – биологическая – осуществляется за счет разложения органики, находящейся в стоках.
К тому же, в септиках происходит флотационная очистка воды, возникающая за счет газов, выделяющихся при разложении органики.
Подводящая труба располагается на высоте выше 0.05 м уровня жидкости в отстойнике.
На отводящем и подводящем трубопроводах стоков важно предусмотреть патрубки с открытыми концами, расположенные вертикально. Они, погружаясь в воду, задерживают плавающие вещества. Также в каждой камере отстойника должен быть вентиляционный стояк, диаметр которого 100 мм. Над поверхностью земли он должен выпирать на 700 мм.
Устраивая перекрытия, важно предусмотреть возможность разрушения корки – она образуется из веществ, всплывающих на поверхность.
В данном случае важно отметить, что в отстойнике, кроме механической чистки сточных вод, также происходят биохимические процессы распада осадка, коллоидных и растворенных компонентов сточной воды.
Если говорить о вентиляционных стояках, устанавливающихся в каждой секции, то данный вариант является далеко не самым лучшим. Собственно, это худший вариант создания вентиляции невентилируемой системы канализации. Лучший – создать сквозную вентиляцию канализации с использованием притока свежего воздуха посредством стояков на фильтрующем сооружении. Воздух при этом должен выбрасываться через вентиляционный стояк дома, выведенный выше кровли.
Чтобы организовать сквозную вентиляцию секции отстойника, можно создать отверстия в перегородках выше уровня сточных вод. Также можно организовать вентиляцию в трубе, по которой протекают сточные воды, если она находится на уровне поверхности вод. При этом нижние края отверстий для вентиляции должны быть выше 0.2 м над уровнем воды в самом отстойнике. Площадь сечения отверстий должна быть больше в 2 раза площади сечения вытяжного стояка. Таким образом, газы, которые выделяются в отстойнике, будут попадать сначала в свободное воздушное пространство сооружения (между уровнем воды и перекрытием), а затем выводиться по вытяжному стояку в атмосферу.
Такая система вентиляции позволит владельцу оградить себя от запахов в доме и у самого сооружения. При этом запахи исключаются во все сезоны эксплуатации. Все плохо пахнущие запахи будут отведены выше кровли здания дома. Приточная труба, устанавливаемая на сооружении, не источает запахов, поскольку она не выводит, а захватывает воздух в септик.
Если у канализационного стояка здания нет выше кровли вентиляционного выхода, то запахи даже при наличии вентиляции отстойника, могут проникать в помещение, предварительно скапливаясь в повышенных участках сети в здании. Оттуда они будут проникать через гидрозатворы сифонов разных приборов. Поэтому не допускается объединять вентиляцию стояков канализации с вентканалами здания.
Вернемся обратно к септикам и рассмотрим материалы и конструкции, используемые при их строительстве.
Появились первые септики приблизительно 150 лет тому назад в Европе. Тогда они представляли собой упрощенные копии загнивателей, были огромными емкостями и использовались с целью очистки огромных объемов сточных вод.
Производятся загниватели из железобетона, кирпича и бетона. Самый лучший материал для их постройки – это кирпич, поскольку этот материал не подвергается воздействию газов – это газы выделяются при процессах гниения. Что же касается бетона или железобетона, то эти материалы недостаточно устойчивы к данным газам по причине развития в них сероводорода и других газов. Поэтому, если загниватель и производится из бетона, то его внутреннюю отделку желательно выполнить из кирпича. Также уместно использование плитки или флюатов.
Септик из бетона
В последнее время довольно распространены пластиковые септики, но, не глядя на это, именно бетон и железобетон – самые распространенные материалы при их строительстве. В России септики преимущественно строятся из бетонных колец; в США и Европы предпочтение отдают монолитным заводским септикам из того же бетона. На втором месте идут вышеупомянутые пластиковые конструкции.
Кроме пластмасс и бетона, при строительстве септиков также используются другие материалы: бутовый камень, кирпич, металл. В Европе можно встреть чугунные конструкции разных модификаций.
Российский рынок предоставляет огромный выбор пластиковых септиков, а также разных пластиковых емкостей – их также можно использовать для создания септиков.
Некоторые компании изготавливают целые комплекты, которые включают в себя трубы, пластиковый септик, колодцы, фасонные изделия для создания полей фильтрации и другие составляющие. В совокупности, это позволяет создать систему автономной канализации. Купив подобный комплект, нужно лишь установить его на участке. Собственно, очень удобно, однако недостаток такого комплекта заключается в его цене – очень дорого.
По сути, септик – это горизонтальный отстойник, объем осадочной части которого увеличен. С точки зрения гидравлики, лучшая форма – прямоугольная вытянутая емкость. В этой емкости с одного торца должна осуществляться подача воды, с другого – выпуск. Устройства впуска-выпуска воды в данном случае – это тройники, устанавливаемые на отводящей и подводящей трубе. Верхние отверстия тройников должны выступать выше уровня воды на 0.15-0.20 м (и больше), также они должны быть открытыми. Нижние концы тройников устанавливаются на 0.15-0.30 м ниже уровня воды в септике. Однако тройники используются не всегда. В некоторых случаях применяют полупогружные перегородки. Поступает сток в септик через тройник, за счет чего содержимое септика не взмучивается, а поступающий сток при этом равномерно распределяется по рабочему сечению. Отстоянная вода выводится с противоположной стороны также через тройник, за счет чего предотвращается попадание в осветленную воду загрязнений, всплывших в септике.
В перекрытии сооружении важно предусмотреть отверстия для люка, через который будет осуществляться чистка. Между верхним отверстием тройника и отверстием прочистки должен быть разрыв приблизительно 0.05 м.
Не допускается использование в качестве приспособлений выпуска и впуска и соединений камер колен труб и прочих элементов – они препятствуют движению воздуха через сооружение, в результате чего те плохо поддаются очистке. Также это затрудняет доступ сверху.
Установка септика на приусадебном участке
Отверстия в септике для пропуска воды из камеры в камеру желательно устанавливать на расстоянии 0.4h. В данном случае переменная h – это расстояние от уровня воды до центра отверстия. В зависимости от формы, сечения отверстий должны быть следующими:
- Круглые – диаметром 0.15 м;
- Прямоугольные – 0.15х0.15 м.
В кирпичном септике размер принимается кратным размеру обычного кирпича.
Септик, изготовленный из шлакоблоков
Глубина отстойника (расстояние от уровня воды до дна септика) не должна быть менее 1.2 метра; ширина – не менее 0.75 метра; длина – не менее 1 метра. Такие размеры позволяют осуществлять работу внутри септика во время его установки или эксплуатации, ремонта. Это минимальные размеры, но оптимально, когда длина больше ширины приблизительно в 2-3 раза. В сооружениях прямоугольных форм отношение длины к ширине и глубине должно определяться по гидравлическому расчету. В этом расчете играют роль условия выпадения из вод взвешенных веществ и их последующего накопления. Для устройства септиков из пластиковых цистерн также должен проводиться гидравлический расчет, но почти всегда габариты таких сооружения определяются оборудованием, на котором те производятся. По этой причине режим протекания стоков в подобных сооружениях очень далек от идеала, но в данном случае идеал и не нужен, ведь задача септика – механически и достаточно грубо очистить сток от взвешенных веществ.
Когда нужно удалить осадок или сточные воды из сооружений с помощью насосов, глубину заложения дна отстойника от поверхности земли нужно рассчитать так, чтобы расстояние от дна до оси насоса машины не превышало допустимую высоту всасывания насоса. Для российских машин эта глубина составляет 3 метра; импортные современные машины умеют работать с большей высотой давления. Этот момент является важным, и его необходимо прояснить застройщику до того, как он определится с выбором конструкции. Неожиданно может оказаться, что илососы, имеющиеся поблизости, просто не смогут откачивать осадок со дна отстойника либо опорожнять его для проведения ремонта. Откачивая осадок, также важно помнить, что приблизительно 15% сброженного осадка нужно оставлять на дне для затравки.
Трехкамерный железобетонный септик
В тех случаях, когда от септика идет резкий и неприятный запах (что принято называть кислым брожением), то устранить этот дефект можно благодаря биопрепаратам, которые активно рекламируются на рынке. Но лучше воспользоваться старым и проверенным способом – негашеную известь развести с водой и добавлять ее в поступающий сток в течение 2-3 дней.
Глубина стоков в септике должна быть до двух метров, поскольку при большей глубине могут возникать короткозамкнутые потоки стоков, а это чревато ухудшением процесса осаждения.
Недопустим сброс в септик дренажных или дождевых вод. Так как эти воды поступают в большом количестве, да еще и залпообразно. Есть большая вероятность выноса в фильтрующее сооружение из септика осадка, который в течение длительного времени скапливался на дне. Сооружение может выйти из строя либо потерять эффективность фильтрации.
При строительстве подобных сооружений важно соблюдать правила, которые предусматриваются при этом. Также нужно иметь соответствующий опыт, знать технику безопасности. Например, стоит помнить о том, что дно и стенки септика должны быть водонепроницаемыми. Конструкция и материал для септика выбирается индивидуально, в зависимости от условий местности и финансовых возможностей заказчика. Впрочем, в любом случае строить подобное сооружение нужно с учетом его длительной работы, поэтому конструкция должна быть достаточно прочной. Соответственно, выбор дешевых материалов и самой конструкции – это далеко не самый лучший вариант.
Творчество конструирования автономной канализационной системы, а также возможные ее усовершенствования силами владельца допустимы лишь в том случае, если у владельца есть опыт эксплуатации и строительства септиков. Если при выборе конструкции (и материала тоже) возникают вопросы, то желательно обращаться к специалистам для их решения. В противном случае, возможно, в дальнейшем потребуется переделка уже готового септика, а это трудоемкий и достаточно затратный процесс.
На основе материалов из журнала "Мир Климата"
