Локальные очистные сооружения канализации и ливневых стоков

Основным недостатком проживания в удаленных от городов районах является отсутствие центральных коммуникаций, при этом домовладельцам приходится самостоятельно решать задачи по водоснабжению, отоплению, отводу канализационных стоков. В последнем примере обычная выгребная яма или колодец для сбора стоков не решают проблем с точки зрения экологии и могут отравить подземные водные источники, вызвать нарекания у санитарной службы или соседей — в этом случае устанавливают локальные очистные сооружения для частного дома (ЛОС).

Выбор подходящего варианта являются непростой задачей для человека, обладающего недостаточными знаниями в данной области, помимо того, что существуют различные технологии очистки, на рынке представлены разнообразные виды и конструкции очистных систем от широкого ряда производителей, к тому же выбор оборудования зависит и от состава грунта. Подробное изучение информации о ЛОС поможет избежать ошибок при подборе варианта оборудования: обойти маркетинговые ловушки недобросовестных производителей, выбрать оптимально подходящую для своего участка и условий проживания конструкцию, ориентируясь на затраты, или при ограниченных финансовых средствах сделать подобную систему своими руками.

Рис. 1 Септики на участках

Что такое ЛОС

Достаточно новыми в сравнении с другими нормативными актами, строительными правилами СП 30.13330.2016 в пункте 3.1.21 дано определение понятия локальных очистных сооружений — это устройства или инженерные сооружения, предназначением которых является очистка сточных вод пользователя перед отправкой их в канализационную систему коммунального хозяйства или для оборотного применения в хозяйственных нуждах.

Поэтому аббревиатура ЛОС для обозначения автономных очистных систем (АОС было бы точнее) является некорректной и связана с отсутствием соответствующего определения в государственных актах даже в последней редакции от 2016 года.

Производители под ЛОС подразумевают системы очистки бытовых стоков без дальнейшего оборотного использования вод (полив не относится к этой категории) и отправки их в централизованную канализационную систему. Очищенная вода поступает в грунт на территории участка, выводится за его пределы в сточные канавы или однократно используется в хозяйственных в целях. Отходы, которые не подлежат очистке, откачиваются и вывозятся за территорию участка ассенизаторскими машинами с целью дальнейшей утилизации.

Все очистные сооружения располагают под землей на территории участка, их можно разделить на 2 основных группы: механической очистки или с применением насосно-компрессорного электрооборудования.

Рис. 2 Принцип работы септика

Типы бытовых стоков и необходимость их очистки

В бытовую канализацию поступают два вида сточных вод:

серые стоки — загрязненная вода из кухонных моек, стиральных и посудомоечных машин, ванн и душевых кабин;
черные стоки — органические отходы из санитарных узлов.

Подсчитано, что в процентном соотношении серые воды по объему составят 70%, а органика 30%.

Отсутствие централизованной канализации вынуждает домовладельцев искать выход из ситуации, где самый простой вариант — разделение стоков с установкой наружного туалета и выкапывание колодца для серых вод. Часто подобные сооружения не имеют герметичного дна и стоки уходят прямо в землю, загрязняя почву и водяные пласты неглубокого залегания, для очистки туалета и сточной ямы заказывают ассенизаторскую машину. Если в деревнях и домах сельских районов подобная практика используется повсеместно, то рядом с крупными городами в коттеджных поселках такое нарушение санитарных норм может быть замечено соседями или санитарными службами. При отсутствии централизованного водоснабжения с большой вероятностью сточные воды могут проникнуть в колодец или скважину самого владельца коттеджа или его соседей — это приведет к заражению воды и возможным отравлениям, наложению штрафных санкций. К тому же отсутствие канализации и пользование наружным туалетом ухудшают комфортабельность проживания и заставляют домовладельцев искать способы автономной очистки канализационных вод.

Рис. 3 Емкости для септиков

Методы очистки

Существует множество методов очистки воды с использованием механических, физических, химических, электрических и биологических процессов, но в силу ограниченных финансовых возможностей, большинство из них недоступно владельцам загородных домов. Если крупное промышленное предприятие или городской поселок могут позволить себе проектирование локальных очистных сооружений с очисткой сточных вод химическими препаратами с использованием кислот, щелочей и хлора, имеют большие земельные участки для полей фильтрации, то индивидуальный собственник ограничен в своих возможностях.

Существует всего два доступных ему метода очистки канализационных стоков:

Механический. Заключается в поэтапном отстаивании взвешенных фракций, после чего осветленная жидкость сливается в почву.
Биологический. Тот же механический метод, но с процессом разложения отходов при помощи бактерий, благодаря чему ускоряется очистка, исчезают неприятные запахи, повышается качество сбрасываемой воды и появляется возможность ее повторного использования в хозяйственных целях.

Для очистки сточных вод используют два вида бактерий:

Анаэробные — работают в среде, где не требуется доступ кислорода. Подобный вид бактерий процветает в бытовых туалетах, расположенных на улице, и в обычных септиках.
Аэробные — бактерии, для жизнедеятельности которых необходим кислород, по эффективности работы значительно превосходят своих анаэробных конкурентов, применяются в станциях глубокой биологической очистки ГБО, где для развития бактерий в емкость с их колонией компрессором подается кислород.

Рис. 4 Поля фильтрации

Виды очистных сооружений

Перед установкой очистных сооружений рассчитывают их параметры исходя из того, что на одного человека в сутки приходится 160 — 200 литров сточных вод. Это важно для правильной работы очистных устройств — в емкостях слишком малого объема стоки не успевают отстояться и на выходе появляется очень грязная жидкость, а если объем поступающих стоков будет невелик по сравнению с емкостью резервуаров — владелец понес убытки из-за неоправданного перерасхода финансовых средств.

Септики

Септики — это локальные очистные сооружения канализации, работающие по принципу механической очистки, представляют собой ряд связанных между собой емкостей (от 2-х до 4-х) с постепенным понижением уровня поступающих в них стоков. Септики работают по принципу сообщающихся сосудов — время наполнения первого из-за большой емкости довольно велико, за это время (не менее 3-х суток) стоки успевает отстояться и грязный осадок оседает на дно. Как только емкость заполняется и уровень жидкости достигает верха переливной трубы, она поступает в следующий резервуар, где снова повторяется процесс отстаивания и переливания. Из последней в ряду емкости вода отправляется через трубопровод с отверстиями, выходящий наружу для забора воздуха, на поле аэрации, представляющее собой засыпанную щебнем подземную канаву.

Рис. 5 Септик из бетонных колодцев

В септиках происходит бескислородное брожение и переработка отходов бактериями анаэробами с образованием газа метана, эффективность их работы не слишком высока, степень очистки стоков не превышает 70%, поэтому для дальнейшей доочистки требуются поля аэрации. Септик имеет следующие недостатки:

При монтаже емкости занимают значительную площадь под землей, что нерентабельно для маленького участка, хотя некоторые виды имеют более компактную конструкцию в одном корпусе (Uponor).
Илистый осадок на дне емкостей накапливаются довольно быстро, его приходится периодически откачивать ассенизаторскими машинами.
Подземные поля аэрации занимает определенную площадь на участке, которая выведена из хозяйственного оборота.
С периодичностью 3-5 лет фильтрующую песчано-гравийную засыпку полей приходится полностью менять в результате ее заиливания, проведение земляных работ и транспортные расходы по доставке и вывозу отработанных материалов потребует дополнительных финансовых вложений.
Если участок расположен в глинистом грунте, то вода не будет уходить в почву после очистки в полях аэрации, а постепенно накапливаться под землей выходить на поверхность — в этом случае придется принимать меры для вывода ее по канавам за пределы участка.
При высоком уровне грунтовых вод будет происходить вымывание из фильтрующей песчано-гравийной подушки загрязненных стоков — это приведет к заражению грунта на всем участке и сделает его непригодным для садов и огородов.
Присутствуют запахи, поэтому емкости рекомендуется размещать как можно дальше от дома.

Рис. 6 Устройство трехкамерного полимерного септика

Рис. 7 Принцип работы септика с биофильтром

Из бетонных колец. Конструкция представляет собой обычные колодцы с небольшой глубиной залегания и бетонным дном, сверху на них устанавливают крышку с лазом, который затем закрывают полимерпесчаным люком.

Из полимеров. В настоящее время высоким спросом пользуются септики из полимерных материалов, для их изготовления используют полиэтилен низкого давления, полипропилен, стеклопластик, для укрепления корпуса его часто армируют стекловолокном или отливают с ребрами жесткости. Полимерные септики при монтаже могут состоять из нескольких связанных между собой емкостей аналогично колодезной системе, или представляет собой единую емкость, внутреннее пространство которой разделено перегородками на отдельные секции. В перегородках проделаны отверстия на разных уровнях для перелива воды в соседние камеры.

Рис. 7 Принцип работы септика с биофильтром

Септики с биофильтром

Высокой степени очистки сточных вод позволяет добиться септик с биофильтром, типовая конструкция представляет собой емкость, разделенную на три секции, работающие по следующему принципу:

Вначале стоки попадают в первичный отстойник, объем которого выбирается с таким расчетом, чтобы жидкость находилась в нем не менее 3-х суток. В результате механической сепарации, тяжелые илистые осадки оседают на дно емкости, а легкие отходы (фекалии, жир) образуют на поверхности корку, фрагменты которой в результате разложения со временем оседают на дно. На некотором расстоянии от поверхности в перегородке, разделяющей емкости, расположены отверстия, через которые отстоявшаяся вода поступает в следующую камеру.
Во втором отстойнике процесс отделения взвешенных фракций продолжается, в камере меньшей степени присутствует возмущение воды по сравнению с первой секцией, где выходящий из дома поток баламутит водные массы, отсутствует поверхностная корка из легких отходов. В результате стоковые воды становятся еще чище, на дно оседают самые мелкие взвешенные частицы, очищенные стоки через выведенный вверх патрубок в следующей стенке отсека поступают в камеру с биологическим фильтром.
В последнем отсеке размещен биофильтр, представляющий собой фильтрующую засыпку из керамзита, измельченного пластика или специальных ячеистых полимерных конструкций, в которых находится колония аэробных бактерий. Они перерабатывают канализационные стоки, поедая органику с выделением воды, углекислого и некоторого количества летучих газов, после чего очищенная вода сливается в почву, используется для полива и иных хозяйственных нужд.

В септиках с биофильтром степень очистки стоков выше на 20%, для развода колоний бактерий в торговой сети приобретаются жидкие или сыпучие препараты (наподобие сухих дрожжей), которые по мере угасания жизненных процессов периодически добавляют в биофильтр.

Рис. 8 Конструкция септика с бактериальной очисткой

Как видно из принципа работы, систему биологической очистки несложно сделать своими руками при наличии нескольких камер или колодцев, засыпав в последний отстойник керамзит и поселив в нем колонию бактерий.

Рис. 9 Бактерии для септиков

Рис. 10 Принцип работы УГБО

Качество воды более высокое, при использовании некоторых моделей не требуется размещение фильтрационных траншей.
Так как бактерии значительно ускоряют процесс очистки, не требуется ряд отстойников большого объема и весь септик можно разместить в одном резервуаре — данный фактор важен при малых размерах участка и позволяет сэкономить финансовые средства при его установке.
Запахи ощущаются в меньшей мере или вообще отсутствуют.
Ассенизаторская машина вызывается реже, если культуры бактерий добавляются и в первый отстойник.
По сравнению с обычными септиками, степень очистки стоков намного выше и составляет в среднем 90%.
Бактерии необходимо добавлять в биофильтр с периодичностью 1 раз в месяц, при отсутствии питания их колонии погибают в течение 14 дней и придется заново производить заселение.

Рис. 10 Принцип работы УГБО

Станции глубокой биологической очистки (ГБО)

Аэробные бактерии, поедающие органику, нуждаются в доступе кислорода, при его достаточном количестве интенсивно размножаются и соответственно их производительность по переработке канализационных стоков значительно возрастает. В установках ГБО кислород доставляется бактериям компрессором, который непрерывно подает атмосферный воздух в среду их обитания.

Стандартная установка ГБО (модели Астра, Топас) представляет собой прямоугольный резервуар, разделенный на несколько камер (рис. 10), выполняющих следующие функции:

Приемная камера (А). Канализационные воды поступают в приемную камеру, где происходит их отстаивание в течение определенного времени, после чего жидкость направляется в следующий отсек через шланг аэролифта, то есть выталкивается пузырьками воздуха, накачиваемым компрессором.
Аэротенк (В). В этой камере происходит основная очистка сточных вод, в ней содержится колония бактерий, а снизу через аэратор поступает воздух, нагнетаемый компрессором. В результате разложения органики образуется взвешенный активный ил, содержащий продукты переработки, малая часть неразложившейся органики, и активные бактерии, вся эта смесь постепенно перетекает в следующий отсек.
Вторичный отстойник (6). Во вторичном отстойнике происходит разделение стоков — ил оседает на дно конусообразного накопителя и постепенно перетекает в аэротенк В для дополнительной очистки, а очищенная вода выводится наружу.
Иловый стабилизатор (С). По истечении некоторого времени Аэротенк наполняется продуктами переработки органических отходов (это уже не активный, а стабилизированный ил), автоматика отслеживает эту ситуацию, включает компрессионный электронасос, который перекачивает массу в отстойник. Там происходит ее разделение на фракции — ил оседает на дно, а вода самотеком перетекает в приемную камеру А.
Последняя камера предназначена для размещения оборудования, на ней стоят компрессоры аэролифта приемной камеры и аэротенка, блок автоматики.

Рис. 11 Конструкция станции ГБО Топас

Станция глубокой биоочистки обладает следующими особенностями:

Обеспечивает максимальную степень очистки сточных вод до 98%, удовлетворяющую санитарным требованиям (СНИП).
Благодаря интенсивному процессу переработки, имеет наименьшие габариты из всех типов ЛОС, при монтаже занимает под землей небольшой объем (котлован можно выкопать вручную).
Воду можно смело использовать для полива, не опасаясь попадания каких-либо вредных веществ на культуры.
Переработанный ил является полезным удобрением, которое используют в саду и огороде, его можно вычерпать самостоятельно ведрами.

Рис. 12 Схема установки септика

Если нет желания освобождать емкость от ила, вызывается ассенизаторская машина, которая понадобится один — два раза в год.
Так как культуры бактерий активно размножаются, нет необходимости в добавках новых.
К минусам относятся более высокая стоимость системы и расходы на электроэнергию для обеспечения постоянного функционирования компрессоров.
Срок эксплуатации установки доходит до 50 лет, но компрессоры при непрерывной работе придется через определенное время менять (хотя некоторые модели имеют периодический режим включения).
Установки биологической очистки требуют периодического технического обслуживания специалистами.

Рис. 13 Накопительные септики

Выгребная (сливная) яма

Не всегда имеет смысл использовать на участке для дома локальные очистные сооружения для обустройства канализации при периодическом проживании, малом времени нахождения в жилище (к примеру, загородная дача) – в этих ситуациях достаточно простого накопителя. Им может быть выгребная яма с открытым дном, что недопустимо с точки зрения экологии, или закрытая емкость, в которую постоянно сливаются канализационные воды. Если на участке высокий уровень грунтовых вод или глинистая почва, то вряд ли получится сделать обычную выгребную яму — стоки будут подниматься на поверхность при ее заполнении или размываться по всему участку — придется устанавливать закрытую емкость большого объема. На рынке можно приобрести различные модели подземных накопительных септиков, обладающих следующими плюсами:

Накопительный резервуар изготавливается из прочного пластика с герметично закрывающейся крышкой — это предотвратит появление на участке неприятных запахов.
Устройство не нуждается в обслуживании, воду не надо очищать и затем сливать на землю, нанося урон окружающей среде и почве на своем участке, рискуя загрязнить подземные водные пласты неглубокого залегания.
Стоимость накопительной емкости по сравнению с очистными сооружениями значительно ниже.

Из минусов нужно отметить, что потребуется периодическая откачка стоков с помощью ассенизаторов, за что каждый раз придется платить.

Рис. 14 Схема работы ЛОС для очистки ливневых вод

Очистка ливневых стоков

Иногда на индивидуальном участке приходится мыть и ремонтировать машину, а если организована частная автомойка или мастерская, то приходится решать проблему очистки дождевых стоков, содержащих продукты нефтепереработки. Отправить их в канализационную систему не слишком хороший вариант — в отстойнике они будут собираться на поверхности и мешать работе бактерий. Поэтому проще смонтировать локальные очистные сооружения ливневых стоков отдельно, направляя в них воду через поверхностные дождеприемники, предварительно организовав небольшой уклон загрязняемой территории.

Промышленные очистные сооружения состоят из: распределительного колодца, пескоуловителя и бензомаслоотделителя, на выходе устанавливают технологический колодец для забора проб. Для бытовой очистки сооружать такую систему нерентабельно, для фильтра можно использовать самодельную систему из герметичной емкости, наполненной песком, керамзитом, пенопластовой крошкой, эффективно использовать волокнистые и пористые материалы (поролон, тряпье). Пропускаемые через фильтр ливневые стоки затем сливают в землю или отправляют за территорию участка, фильтрующие материалы по мере загрязнения периодически меняют.

Рис. 15 Устройство поверхностного водостока

Современные системы очистки канализационных стоков используют биологическую очистку аэробными бактериями, уничтожающими органические соединения. В отличие от обычных отстойников, эффективность очистки при этом существенно возрастает, достигая 98%, а воду можно использовать в хозяйственно-бытовой сфере. Септики с биофильтрами являются оптимальным вариантом с точки зрения финансовых расходов и эффективности: для простых отстойников требуются поля аэрации и качество очистки находится на низком уровне, а станции глубокой биоочистки помимо высокой начальной стоимости, требуют постоянного электропитания и обслуживания.

Выбор септика

Септики из железобетонных колец

Обзор септиков

Источник okanalizacii.ru