ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Устройство индивидуальных очистных сооружений стало особенно актуальным в связи с массовым развитием загородного жилья, например коттеджных поселков.
Но и прежде хорошие хозяева собственными силами создавали на своих участках системы очистки сточных вод, основные принципы которых сохранились до наших дней.
Ниже описаны такие очистные сооружения. Сточные воды должны попадать в септик (рис. 1-8-27), в котором они отстаиваются, а выпавший осадок перегнивает за 6—12 месяцев. Создаются условия дляанаэробного разложения органических веществ (без участия кислорода воздуха). При этом образуются газы и ил.
Пузырьки газа, захватывая частицы ила, поднимают их вверх, и гнилостные бактерии проникают в верхние слои сточных вод. В них интенсифицируется процесс гниения, но ил снова оседает на дно. Анаэробное разложение весьма длительно. Поэтому в септике, где сточные воды находятся всего двое-трое суток, в основном осаждаются взвешенные частицы. Вода, выходящая из септика, нуждается в дальнейшей очистке.
При прямолинейной прокладке канализационных труб диаметром не менее 100 мм септик располагают на расстоянии до 20 м до дома и не ближе 20 м от питьевого колодца. Объем септика зависит от суточного водопот- ребления живущих в доме и приблизительно равен трехкратному суточному притоку использованной жидкости. Если исходить из того, что водопотребление в индивидуальном доме с водопроводом и газоснабжением составляет по нормам как минимум 200 л в сутки на человека, то для семьи из четырех человек необходим септик объемом в 2,5 м3.
Септик может быть одно-, двух-, трех- и многокамерным. Однокамерный септик применяют при объеме сточной жидкости до 1 м3 в сутки, двухкамерный — до 5—8 м3 в сутки при общей канализации, когда осуществляется слив из всех санприборов, включая унитаз. Однокамерный септик с дозирующим устройством возводят при раздельной канализации. Здесь в септик поступает жидкость лишь от моек, умывальников, ванны. Унитаз имеет самостоятельный сток, предположим, в выгреб или люфт-клозет. Дозирующее устройство подает жидкость из септика крупными порциями в очистное сооружение. Для одноквартирного дома рекомендуется двухкамерный септик. Чаще всего устраивают септики цилиндрической формы с диаметром 1 м, не запрещаются и прямоугольные. Стенки их возводят из бутового камня, красного кирпича, бетона или собирают из готовых железобетонных колец. Внутреннюю поверхность бутовой и кирпичной кладки штукатурят цементным раствором 1:1 и тщательно затирают стальной кельмой. Потом проводят железнение, нанося слой цементного теста толщиной 2 мм, поверх которого насыпают или напыляют покрытие из сухого цемента (2 мм). Когда этот цемент пропитывается водой, его забирают той же стальной кельмой.
Толщина каменных и кирпичных стен должна быть не менее 25 см, бетонных — 20 см. Толщина перегородок внутри септика — более 12 см, дно выполняют бетонным или железобетонным. Для повышения надежности гидроизоляции стенки септиков снаружи покрывают битумной грунтовкой или мастикой.
На грунтовку или мастику можно еще наклеить рубероид.
Под дном и вокруг стенок устраивают глиняный замок, подсыпая песок перед укладкой дна.
На внутреннюю поверхность септика воздействует агрессивная среда, возникающая в процессе гниения. Поэтому материал стенок и дна должен быть плотным, стойким, долговечным. Перекрытие септика делают разборным, из железобетонных плит или деревянных просмоленных щитов. На перекрытие кладут рубероид или толь и засыпают землей, соломой, листвой, дерном или подобными утепляющими материалами на высоту приблизительно 0,5 м. Чем холоднее время года, тем больше должен быть слой. Гниение эффективно в диапазоне положительных температур от 30 до 60 °С. Пониженные температуры замедляют жизнедеятельность гнилостных бактерий.
Между осадком и плавающим илом в септике должен быть слой вод в пределах 1 м. Это создает благоприятные условия для перемешивания жидкости и проникновения гнилостных бактерий во вновь поступающие ее порции. Минимальная полезная высота жидкости — 1,3 м, максимальная — 3,2 м.
В двухкамерных септиках объем первой камеры должен составлять 3Д объема всего септика. Отверстие для впуска жидкости располагают на 6—10 см выше расчетного уровня жидкости. Она входит и выходит из септика через тройники. Нижний конец каждого тройника погружен в жидкость на 0,45—0,5 м, верхний выступает из нее. Это избавляет от попадания плавающих частей фекалий в сток из септика. Продолжая верхний конец тройника у впуска или до выпуска, в трубе устраивают прочистку.
Каждый тройник можно заменить горизонтальной трубой и забральной стенкой как на впуске, так и на выпуске из септика. Эти стенки и труба на выпуске должны возвышаться над уровнем жидкости. Кроме того, забральные стенки должны погружаться примерно на 30 см в жидкость. Учитывая агрессивность среды, в качестве материала для этих стенок применяют стекло, нержавеющую сталь, плитку керамическую и т. п., а для вентиляции используют асбоцементные, керамические или пластмассовые трубы.
Глубины заложения выпускной трубы от поверхности земли обычно не ниже 1,2 м. Для предотвращения замерзания эту трубу утепляют, например, шлаком.
Для перехода жидкости из первой камеры во вторую на середине расчетной высоты жидкости предусмотрен патрубок диаметром 15— 20 см в перегородке, которую иногда доводят до перекрытия. На стыке перегородки и перекрытия оставляют одно или несколько отверстий диаметром не менее 20—30 см для вентиляции второй камеры. Первая камера через впускную трубу соединяется с вентиляционным стояком домовой канализации.
Можно устроить и персональную вентиляционную трубу над септиком, совместив ее с прочисткой.
Септик опорожняют два раза в год, весной и осенью. Для этого раскапывают слой утепления, открывают крышку и вычерпывают ил. Его можно вперемежку с торфом, листвой и т. п. уложить в компостную кучу на 1—2 года. Эта компостная куча должна иметь цементное или пленочное основание, что исключит попадание сточной жидкости в грунтовые воды. Часть ила слоем приблизительно в 10—15 см оставляют в септике. Это обеспечит сточные воды гнилостными бактериями.
Прошедшая септик вода еще содержит мелкие взвешенные органические остатки и нуждается в дополнительной очистке. Один из видов очистки — поля подземной фильтрации. Они позволяют использовать эту воду для увлажнения и в какой-то степени для удобрения приусадебного участка, на котором выращиваются овощные культуры.
При подземной фильтрации органические остатки разлагаются под воздействием разнообразных живых организмов. В присутствии кислорода их активность особенно высока.
Через крупнозернистые песчаные почвы вода быстро просачивается, но эти грунты плохо всасывают воду (обладают малой капиллярностью) и плохо ее удерживают. С другой стороны, через жирные глинистые грунты вода плохо просачивается, кроме того, они содержат очень мало воздуха. Для подземной фильтрации пригодны некрупнозернистые песчаные, супесчаные и легкие суглинистые грунты. Причем, чем больше глины в грунте, тем медленнее просачиваются через него сточные воды и тем длиннее должна быть дренажная система. Однако капиллярные свойства суглинистых грунтов лучше, чем песчаных. Для ориентировочного определения характера грунта на своем участке вырывают приямок сечением 30x30 см и глубиной в 15 см и наливают в него доверху воду. Если вода всосется не быстрее чем за 18 секунд, то грунт — песчаный, за 30 секунд — супесчаный, 130 секунд — суглинистый.
Устройство полей подземной фильтрации (рис. 1-8-28) начинают с подачи воды из септика по трубам диаметром 100, 125 и 150 мм. При наличии дозирующего устройства жидкость подается крупными порциями. Эта порция, например, в легких суглинках должна составлять 20%, а в супесях и песках — более 50% емкости дренажных труб. Эти трубы к распределительному колодцу прокладывают с уклоном не менее 0,02 (2 см высоты на 100 см длины). Сам колодец может иметь диаметр 70 см и глубину 40 см. Его выкладывают из бетонных колец или красного кирпича. На дне колодца оформляют бетонный лоток с сечением большим, чем площадь сечения трубы, подводящей воду. Крышка колодца — железобетонная плита или просмоленный дощатый щит. На крышку расстилают толь и засыпают ее утепляющим материалом.
Колодец имеет несколько выходов для распределения воды по дренам. Последние располагают подальше от питьевого колодца (для песчаных и супесчаных грунтов не менее 50 м). Дренажные каналы могут иметь любую форму. В качестве дренажных используют асбестоцементные, а также гладкостенные и гофрированные пластмассовые трубы диаметром 70—100 мм. Обычные (не дырчатые), керамические трубы диаметром 150 мм укладывают торцами друг к другу с зазором 10—15 мм. В нижней половине асбоцементных и гладкостенных пластмассовых труб через каждые 100—150 мм делают пропилы шириной 10—15 мм на полдиаметра трубы. Гофрированные пластмассовые трубы частично выпускают специально для дренирования и имеют прорезы. Все трубы просверливают или прорезают ножовкой по нижней половине. Выкладывают дрены и из красного кирпича так, чтобы в сечении возник квадрат с расстоянием между противоположными стенками более 100 мм. Между кирпичами ложа оставляют зазоры 10—20 мм. Дренажные трубы, имеющие в сечении треугольную или квадратную форму, можно также сбить из досок. В этом случае между нижними досками оставляют щели или сверлят отверстия. Понятно, что дерево менее долговечно, чем ранее названные материалы. Поэтому доски следует осмолить или обжечь.
Под дрены роют траншеи шириной 0,4— 0,7 м. Глубина их зависит от положения выпускной трубы септика. Интервал заглубления 0,5—1,8 м от уровня земли. В любом случае дрены должны находиться выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м. Стенки траншеи выполняют с откосами, что не дает им осыпаться. Трубы укладывают в траншеи с уклоном 0,002—0,003 на слой гравия или щебня толщиной 10 см и размером частиц в среднем 20 мм. Уклон труб зависит от характера грунта. Для песчаных грунтов рекомендуется уклон 0,003, для супесчаных — 0,002, для суглинистых — 0,001. Стыки между трубами сверху прикрывают кусками рубероида, пластмассовой пленки или другого гидроизоляционного материала. В траншеи насыпают столько гравия или щебня, чтобы над трубами образовался слой не менее 5 см. Этот гравий или щебень обеспечивает просачивание жидкости из труб. После этого траншеи засыпают землей.
При коллекторной укладке дренажа (рис. 1-8-28а) без распределительного колодца дренажные каналы присоединяют к нижней трети окружности коллектора.
При подземной фильтрации разложение органических составляющих сточных вод происходит с участием кислорода воздуха. Он попадает через вентиляционные стояки диаметром 100 мм, возвышающиеся над землей не менее чем на 0,5 м. Чтобы сократить количество стояков, ставят один стояк на несколько труб. Концы труб при этом объединяют.
Общая длина дрен зависит от числа проживающих в доме. При этом длина одного дрена в зависимости от типа почвы должна быть не более 10—20 м (песчаной — 10м для отвода сточных вод от одного человека, супесчаных — 14—17 м, суглинистых — 20 м). Расстояние между параллельными дренами не менее 2 м.
При описанном способе подземной фильтрации сточные воды остаются в месте выпуска. Часть их усваивают растения, остальные проникают в нижележащие слои грунта.
При возможном стоке очищенной воды в ближайший водоем или овраг, а также при глинистых грунтах применяют фильтрующие траншеи (см. рис. 1-8-28д). Глубина траншеи зависит от уровня выпускной трубы септика, ширина составляет 0,55—0,7 м. Длина траншеи может достигать 25—32 м и выбирается из расчета 5—8 м на человека. Между траншеями оставляют промежуток в 2—3 м. На дно траншеи на гравийной подушке укладывают систему водосборных труб с уклоном 0,002—0,003 в сторону, например, оврага. Сверху трубы сначала засыпают гравием, потом крупнозернистым песком. Последний слой — обязательно из среднезернистого песка. Толщина каждого слоя 0,9—1,2 м. Сверху на гравийную подушку укладывают оросительные дрены, через которые из септика поступает жидкость. Их накрывают рубероидом, толем или полиэтиленовой пленкой, чтобы защитить от поверхностных вод, и засыпают землей вровень с окружающей поверхностью.
В настоящее время элементы очистных сооружений изготовляют в заводских условиях и монтируют на садовых участках, рядом с коттеджами и т. п. местах. В зависимости от типа грунта и уровня грунтовых вод заводы производят множество конструкций очистных сооружений.
В качестве материалов для этих элементов помимо железобетона используют высококачественные легированные стали со специальными многослойными покрытиями, а также синтетические материалы: стеклопластик, высокопрочный полиэтилен и т.п. Причем легкие полимерные сооружения закрепляют на бетонных якорях, чтобы их не выпучили грунтовые воды.
Процессы биологической очистки аналогичны описанным выше. Биологические жидкости для биотуалетов специалисты считают непригодными для септиков. Некоторые фирмы пускают в септик специальные биокультуры. Расстояние по вертикали от водосборных труб до грунтовых вод выдерживают не менее 1— 1,5 м. Диаметр водосборных труб должен быть в два-три раза больше, чем диаметр оросительных дренажных каналов. Чем больше будет отверстий и пропилов на верхней половине водосборной трубы, тем меньше жидкости из дренажных каналов пройдет мимо нее.
При невозможности создания описанных выше устройств сооружают фильтрующие колодцы (см. рис. 1-8-28г). Их ставят при объеме сточных вод менее 1 м3 и только в мелкопористых грунтах типа песчаных и супесчаных. Эти грунты сами являются дополнительными фильтрами, и поэтому расстояние от дна колодца до грунтовых вод выдерживают не менее чем 1,2—1,5 м. Фильтрующие колодцы располагают не ближе 24—30 м от питьевых. В поперечном сечении фильтрующий колодец может быть любой формы: круглой, прямо- и многоугольной с расстоянием между стенками 1—2 м и глубиной до 2,5 м. Сами стенки выкладывают из красного кирпича, бутового камня или бетона, вводя через одну из них трубу, подающую жидкость из септика. Ниже трубы стенки делают водопроницаемыми. Для этого в кирпичной или бутовой стенке чередуют слои на растворе и без него. При этом желательны щели в 20—50 мм. В бетонные стенки перед заливкой в опалубку вкладывают короткие обрезки труб, бутылок и т. п., равные по длине толщине стенки.
После возведения стенок внутрь колодца и в промежуток между наружной стороной стенок и землей насыпают слой гравия, щебень или шлак толщиной в колодце не менее 1,2 м, у стенок — около 0,5 м по всей высоте. Сами стенки лучше возводить на гравийной подушке не менее 0,5 м. Чем толще подушка, тем результативнее фильтрация. В месте падения струи воды из трубы кладут лист пластмассы, бетонную плиту, «спинку» от раковины и т. п. Это предотвратит размыв засыпки. При этом свободное падение струи должно быть в пределах 0,4—0,6 м, чтобы при залповом сбросе жидкости, когда опорожняют смывной бачок или сразу сливают ведро, не образовался подпор.
Сверху колодец прикрывают аналогично септику. Вентиляционный стояк обязателен. На один септик строят два—четыре фильтрующих колодца.
Волков В. А., Сантехника: как все устроено и как все починить: справочник. — М.: Астрель : ACT, 2006