Методы очистки
Прежде чем выбрать наиболее подходящую систему автономной
канализации, необходимо постигнуть некоторые азы теории. В частности
понять, какие существуют методы очистки сточных вод, какие типы
локальных очистных сооружений (ЛОС) изобретены и на каких принципах
строится их работа, наконец, на что следует обратить внимание при
установке той или иной системы. Все чаще владельцы загородных домов
приобретают автономные системы канализации, которые, в отличие от
выгребных ям, производят очистку, а не накопление сточных вод. Методы
очистки сточных вод, применяемые в таких системах, подразделяют на три
основных типа: механический, химический и биологический. Механическая
очистка представляет собой технологический процесс, благодаря которому
механическими и физическими методами из сточных вод удаляются
нерастворенные примеси. Впрочем, механическая очистка так или иначе
присутствует в любой очистной системе. Химическая очистка подразумевает
применение различных коагулянтов (веществ, введение которых в жидкую
систему вызывает сцепление частиц друг с другом). Данная очистка
обходится достаточно дорого и используется в основном в промышленности.
Биологическая очистка — метод, при котором происходит извлечение из стоков органических веществ при помощи микроорганизмов.
Подавляющее большинство систем очистных сооружений для
загородных домов основаны именно на биологической очистке сточных вод.
Ее суть заключается в следующем. Большое количество органических
веществ, содержащихся в сточных водах, является благоприятной
питательной средой для бактерий. В процессе жизнедеятельности
микроорганизмов попавшие в канализацию органические вещества окисляются
и усваиваются ими практически полностью. Благодаря этому воды при
очистке становятся прозрачными, значительно снижается количество
болезнетворных бактерий.
Для полного извлечения органики из сточных вод должны
«потрудиться» бактерии, которым не нужен кислород (анаэробные), и
бактерии, нуждающиеся в атмосферном воздухе (аэробные). Поэтому
процессы, происходящие в канализационной системе, можно разделить на
анаэробные и аэробные.
Таким образом, принцип очистки хозяйственных и бытовых стоков
во всех типах ЛОС основан на процессах жизнедеятельности бактерий,
изначально присутствующих в сточных водах. Разница заключается лишь в
условиях, которые создаются для их жизнедеятельности. Отсюда — и два
основных типа ЛОС: анаэробные (септики) и аэробные.
Анаэробное разложение органики, или очистка без воздуха
Классическая технология биологической очистки сточных вод
такова. Загрязненная вода сначала попадает в специальную емкость —
септик, где происходит первая стадия очистки — анаэробная, то есть при
отсутствии воздуха. Септик, который может быть выполнен из бетона,
пластика или металла, должен быть разделен на две–три камеры. При этом
его объем (при расходе до 5 м? в сутки) должен быть равен трехкратному
суточному притоку, то есть сточная вода должна находиться в септике не
менее трех суток. Если объем септика будет меньше, чем нужно, то он не
выполнит свою функцию: на вторую ступень очистки будет поступать вода с
повышенным содержанием взвешенных веществ и с увеличенным содержанием
органики. Это неминуемо приведет к общему ухудшению очистки воды,
появлению запахов и (это самое существенное) к быстрому засорению
второй ступени очистки.
При выборе септика необходимо обратить внимание не только на
его объем, но и на форму. Если, например, принятая глубина септика
чрезмерно велика, то прочие его размеры окажутся заниженными, что
приведет к образованию сквозного потока от впуска до выпуска сточной
воды, а, следовательно, и к сокращению срока нахождения жидкости в
септике. Так, в глубоких круглых септиках из бетонных колец сточная
жидкость вместо 3–4 суток расчетного времени находится всего 1–2 часа.
Напротив, при слишком малой глубине септика объем отстойной части
получится маленьким, рабочее сечение септика окажется заниженным. Ну и
главное, о чем стоит помнить — септик должен быть герметичным. При
соблюдении этих условий септик обеспечит начальную очистку сточных вод
и удалит 50–60% органики.
Аэробное разложение органики, или очистка в присутствии воздуха
Вода, вытекающая из септика, представляет собой полупрозрачную
жидкость с запахом. Ее очистка осуществляется на второй стадии —
аэробной, то есть в присутствии воздуха. Особенности этого процесса в
том, что в нем участвует в сотни раз больший контингент бактерий, чем
при анаэробных технологиях. К тому же при аэробных процессах гибнут
болезнетворные бактерии и отсутствует дурной запах.
Аэробную очистку проводят различными способами. Самый дешевый и
простой — при помощи фильтрующих колодцев. Такие колодцы имеют
проницаемые стенки и дно, они послойно заполнены щебнем и гравием. Если
на земельном участке грунтовые воды не поднимаются выше 3 м, грунты —
песок или супесь, объем сбрасываемой воды не превышает 500 л в сутки,
то можно использовать фильтрующие колодцы.
Чаще всего в качестве второй ступени очистки применяют поля
подземной фильтрации, биофильтры и фильтрующие траншеи. Эти сооружения
имеют только конструктивные отличия, и условия их применения зависят от
типа грунта, высоты грунтовых вод на участке и располагаемых свободных
площадей. Но в основе второй стадии очистки сточных вод на этих
сооружениях лежит один и тот же принцип — аэробная очистка
микроорганизмами на поверхности фильтрующей загрузки.
Бактериальная флора, «живущая» в полях фильтрации, использует
для разложения органики кислород, поэтому подобные сооружения должны
хорошо вентилироваться. Достоинством полей фильтрации при их устройстве
в песчаных и супесчаных грунтах является тот факт, что очищенная на них
вода поступает в грунт, происходит так называемая «почвенная
фильтрация». В итоге отпадает необходимость в обеззараживании и
контроле проб воды на выходе. При наличии глинистых или суглинистых
грунтов осуществить почвенную фильтрацию невозможно, поэтому очищенную
воду приходится сбрасывать в канаву, на рельеф или местные водные
объекты. В этом случае к качеству сбрасываемой воды предъявляются
жесткие требования, и вышеописанная схема должна быть дополнена
модулями доочистки и обеззараживания.
Установки подземной фильтрации, по сути, лишь облегчают работу
природного биофильтра — почвы. Окончательная очистка стоков происходит
естественным образом: на полях фильтрации, в фильтрующих траншеях и
колодцах. Как мы уже упоминали, предварительно нечистоты накапливаются
в септике. Здесь одни фракции под воздействием анаэробных бактерий
разлагаются с выделением газов, а другие — оседают на дне в виде
нерастворимого осадка. После такой процедуры осветленные стоки,
очищенные до 50–60%, самотеком попадают на поля орошения или в
фильтрующую траншею, где и завершается их очистка. Там за дело берутся
аэробные почвенные бактерии, которые «поедают» и разлагают органические
вещества. Таким образом, стоки очищаются до 95% и, согласно санитарным
нормам, могут безболезненно сбрасываться в канавы и овраги. К
сожалению, вентилируются поля орошения крайне неэффективно. А зимой
из-за остывания грунтов активность почвенных бактерий резко падает,
поэтому стоки без очистки фильтруются в грунтовые воды. К тому же сам
грунт со временем заиливается и перестает впитывать воду.
ЛОС подземной фильтрации недороги, обеспечивают приемлемое
качество очистки и не требуют частого ухода. Однако, согласно
исследованиям, из каждых 100 загородных участков фильтрующими грунтами
отличаются не более 10–15. На остальных же участках устроить поля
фильтрации невозможно из-за неподходящего грунта или высокого уровня
грунтовых вод. И тогда приходится адаптировать почву под потребности
ЛОСа: вывозить с участка суглинок и глину, а взамен засыпать песок,
щебень, прокладывать дренажные трубы. При этом стоимость монтажа резко
возрастает и, как правило, перекрывает цену самой установки. Кроме
того, у полей подземной фильтрации есть и другие минусы. Любой фильтр,
как известно, рано или поздно следует менять. Так же и в случае с
природным биофильтром: спустя 5–10 лет фильтрующий слой придется
заменить, что чревато серьезными земляными работами и затратами. Ну и
последнее — характерный дурной запах (следствие плохой естественной
вентиляции), по которому безошибочно можно определить место, где зарыт
колодец или пролегает траншея. Поэтому санитарные нормы требуют, чтобы
расстояние от дома до установки составляло не менее 5 м.
Установки глубокой биологической очистки (УГБО)
УГБО представляет собой емкость, поделенную на камеры, в
которых происходит как механическая, так и биологическая очистка стоков
в присутствии воздуха (аэробные процессы).
Благодаря окислительным процессам, сопровождающим
жизнедеятельность бактерий в присутствии воздуха, происходит более
высокая степень очистки стоков, до 98% и существенно сокращаются сроки
сбраживания осадка.
УГБО еще называют компактными установками принудительной
аэрации: воздух в них нагнетается непосредственно в сточные воды (ЛОС
замкнутого цикла).
В ЛОС замкнутого цикла нечистоты проходят все те же стадии
очистки: анаэробную и аэробную, но попадают в условия дефицита и
достатка кислорода многократно. Циркуляция воды в системе очистки и
принудительное насыщение стоков воздухом позволяет извлечь до 95%
органики. Зимой эффективность может снизиться, но незначительно — при
окислении органики выделяется много тепла, и очистное сооружение само
себя согревает. Вот как происходит процесс очистки сточных вод в
популярных аэрационных сооружениях «ТОПАС», «ЮБАС», «ЮНИЛОС» («СБМ») и
других. Сточные воды попадают в приемную камеру — уравнительный
резервуар. Пузырьки воздуха из аэратора измельчают органику и туалетную
бумагу, перемешивают стоки и насыщают их кислородом. Эрлифты —
«воздушные насосы» — перемещают стоки из камеры в камеру равномерно,
делая процесс очистки более стабильным. В крупной камере, называемой
аэротенком, происходит практически полное извлечение органики активным
илом — колониями микроорганизмов. Излишки ила отправляются в
специальную камеру, а осветленная вода, пройдя успокоитель, удаляется
из системы.
Одно из неоспоримых преимуществ ЛОС замкнутого цикла —
компактность и высокая производительность. Однако данные системы
нуждаются в электроэнергии и, как каждый электроприбор, требуют к себе
повышенного внимания. ЛОС подземной фильтрации автономны, однако при их
использовании не стоит рассчитывать на высокую эффективность очистки.
Модели ЛОС
Рынок локальных канализационных систем довольно широк. Среди
отечественных разработок можно выделить установки «Тверь», «Санта»,
«БИОРЕК». Система «Тверь» выполнена из металла и покрыта изнутри
несколькими слоями резинобитумного антикоррозийного покрытия,
усиленного эпоксидной грунтовкой. ЛОС «Санта» и «БИОРЕК» изготовлены из
полиэтилена и имеют коническую форму, благодаря чему устойчивы к
коррозии и всплытию. Данные системы энергонезависимы и обслуживаются
один раз в 2–3 года.
Установки глубокой биологической очистки сточных вод «ТОПАС»,
«ЮБАС» и «ЮНИЛОС» сделаны в цельнонесущем корпусе из вспененного
полипропилена толщиной 20 мм. Листы полипропилена содержат внутри
пузырьковый слой, который влияет на их упругость и теплопроводность.
Механические свойства корпуса позволяют монтировать установки в
различные грунты без усиления. Установки стабильны к всплытию в местах
с высоким уровнем грунтовых вод.
В локальном очистном сооружении «Кедр» предусмотрена четвертая
камера, которая может использоваться как теплый выходной колодец. Если
необходимо поднять уровень отвода очищенной воды, то в него опускается
любой дренажный насос с поплавком. Корпус «Кедра» изготовлен из
пластика, что облегчает его доставку и монтаж. Однако при данной
толщине стенок их прочности может не хватить для противодействия
грунтовым водам и давлению грунта. Чтобы корпус не расплющило, очистное
сооружение дополнительно помещают в железобетонный кожух.
Еще одно представленное на рынке отечественное очистное
сооружение «Флотенк» (FloTenk-ST) выполнено из композитного материала
(стеклопластик) в едином корпусе.
Преимуществом стеклопластика является то, что при сравнительно
малом удельном весе он обладает большой механической прочностью,
устойчивостью к температурным перепадам и сохраняет свои свойства под
землей более 30 лет. Процессы очистки сточных вод в очистном сооружении
осуществляются в 3 этапа. На 1-м происходит улавливание
не осаждаемых частиц, поверхностно активных веществ, осаждение
взвешенных частиц, в септической зоне первичного отстойника. 2-й этап — микробиологическая очистка стоков в анаэробной зоне. 3-й
этап — осветление стоков с последующим отведением через систему
трубопроводов на специально подготовленный «почвенный фильтр»
(впитывающую или фильтрационную площадку, фильтрационную траншею или
фильтрационный колодец).
Очистная установка литовского производителя TRAIDENIS
отличается такими свойствами, как: отсутствие запаха не только у
очищенной воды, но и из самой установки во время ее работы. У TRAIDENIS
отсутствуют внутренние движущие детали, нуждающиеся в замене или
регулярном обслуживании, а удаление избыточного ила можно проводить
самостоятельно, но не реже 1 раза в 2 года. Кроме того, производитель
дает 10-летнюю гарантию на подземную часть сооружения.
Практические рекомендации
Резюмирую вышесказанное, отметим: очистка сточных вод — это
жизненная необходимость. Поэтому необходимо проследить, чтобы монтаж
ЛОС осуществлялся надлежащим образом, чтобы ее компоненты были
изготовлены из высококачественных материалов и работали без перебоев.
Систему автономной канализации необходимо подвергать профилактической
проверке.
Очевидно, что обустройство канализации загородного дома, в
котором планируется постоянное проживание, должно отвечать следующим
требованиям:
- степень очистки сточных вод должна соответствовать санитарным нормам;
- эксплуатация и обслуживание загородной канализации должны быть максимально комфортными;
- расходы на эксплуатацию и обслуживание канализации дома должны быть минимальными или отсутствовать вовсе.
По российскому законодательству, «вновь строящиеся
отдельно стоящие дома усадебного типа, коттеджи, индивидуальные жилые
дома должны оборудоваться установками локальной очистки сточных вод
(ЛОС)». Более того, предусмотрена уголовная ответственность за
эксплуатацию объектов с неисправными очистными сооружениями, поскольку
сброс неочищенных сточных вод наносит большой ущерб окружающей среде.
Однако, как показывает практика, использование ЛОС разрешено
далеко не везде, и СЭС с неохотой дает разрешение на использование
таких установок. Поэтому прежде чем начинать строительство дома
(особенно в водоохранной зоне), возможно, придется обратиться в
несколько фирм, занимающихся производством систем очистки стоков, и
взять гигиенические сертификаты на их продукцию. Затем с этими
документами обратиться в территориальный отдел Роспотребнадзора, чтобы
получить то или иное предписание от СЭС.
Впрочем, комфорт стоит приложенных усилий и затраченных
средств. А системы очистки сточных вод сохраняют наше здоровье,
позволяя наслаждаться комфортом загородной жизни.
