Туалет — это не просто унитаз
О том, что же происходит со стоками после нажатия кнопочки, написано в статье Куда течёт вода из унитаза, или Как очищаются бытовые сточные воды.
Горожанина, в общем-то, заботит только строка «Канализация» в графе предоставленных жильцу услуг в приходящей в конце месяца квитанции. А вот у владельца частного дома есть множество вопросов, связанных с бытовыми стоками. А точнее с тем, куда они деваются или каким образом очищаются.
Септик в частном доме
Если в выборе системы канализации для загородного дома вы остановились на автономном варианте, то информация ниже о том, как подобрать объём очистного сооружения, чем отличается септик от аэрационной очистной станции, вам будет полезна.
Что такое автономная канализация
Под этим термином сегодня понимают очистные сооружения, занимающиеся очисткой бытовых стоков в загородном доме без подключения к магистральной канализации, автономно. Хотя, на мой взгляд, это не совсем точно, потому что автономной канализацией можно назвать и обычную выгребную яму. Поэтому сооружения очистки сточных вод для одного или нескольких домов лучше именовать автономными или локальными очистными станциями, а не канализацией.В статье рассматриваются именно очистные сооружения, а про различные варианты накопительных или перерабатывающих туалетов можете прочесть в статье Компостирующий туалет непрерывного действия: устройство, принцип работы, преимущества.
Принцип действия очистных сооружений
Сегодня вниманию пользователя на строительном рынке предлагается целый букет различных ЛОС (локальных очистных станций). Каждый производитель заявляет, что только в его продукции производится полная очистка сточных вод чуть ли не до стандартов питьевой воды, однако подавляющее большинство из ассортимента предложений автономных очистных так или иначе использует только 1 способ очистки сточных вод: биологический.Биологический метод очистки стоков заключается в использовании микроорганизмов, которые превращают органику, присутствующую в стоках, в минеральные вещества, усваивающиеся растениями. Биологическим он назван потому, что этот процесс разложения органики типичный, непрерывно происходящий в природе (почве, водоёме).
Разложение органики — типичный природный процесс, происходящий непрерывно
Так органические соединения, присутствующие в отмерших частях растений, телах мёртвых животных и экскрементах живых существ, превращаются в минеральные вещества: основные, требующиеся для питания растений (азот, фосфор, калий), ну и ещё целый ряд, которые называют микроэлементами. Присутствие их в «рационе» растений необходимо, но в небольших дозах. Это такие элементы, как магний, цинк, и прочие. Так что Природа вполне способна справляться с органическими загрязнениями самостоятельно. В природе они и не называются загрязнениями: мёртвая органика — пища для целых армий представителей микромира.
Значит, можно рассчитывать на Природу и не заморачиваться созданием очистных сооружений? Как бы не так! Естественными силами может минерализоваться только определённый объём органики, а человек производит гораздо больше отходов своей жизнедеятельности, причём, в отличие от всех остальных живых существ, норовит делать это локализованно. Если органических отходов больше, чем способны обработать жители почвы и водоёмов, то природные процессы окисления не ативизируются, а наоборот, угнетаются, и водоём или участок почвы загнивает.
Природа не справляется, и водоём загнивает
Задача искусственных очистных сооружений, функционирующих на природном принципе очистки, — создать условия для микроорганизмов, способствующие интенсификации процесса. В частности — сделать процесс непрерывным, без выходных и зимних каникул. Чем же отличаются предлагаемые в продаже изделия для устройства локальной канализации?
Разные виды ЛОС
Чаще всего при выборе ЛОС можно услышать слово «септик». Производители и продавцы вносят путаницу в понимание пользователями сути процесса. Септиками называют и, собственно, сами септики, и более сложные установки по очистке, и даже просто накопительные ёмкости — пластиковый аналог выгребной ямы, являющийся по сути просто большим помойным ведром, а никак не очистным сооружением. Попытаюсь упорядочить классификацию предлагаемых конструкций для очистки бытовых стоков.
Септик готов к установке
Большинство сооружений, имеющихся в продаже, используют, как уже говорилось выше, биологический принцип очистки. Различаются они технологическим процессом. Составители «Пособия по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов» (Минстрой) — основополагающего документа для проектирования очистных сооружений, выделяют 4 разновидности заводских очистных станций: работающие на биологическом принципе установки с активным илом, очистные сооружения с биоплёнкой и комбинированные, содержащие в себе элементы обеих конструкций. Четвёртая разновидность — устройства, функционирующие на физико-химическом принципе.
Производители очистных к предложенному Минстроем ассортименту добавляют ещё и просто септики, которые авторами «Пособия» предполагаются к строительству непосредственно на объекте, а не к приобретению в готовом виде. Начнём обзор с этого наиболее простого устройства, к тому же являющегося одним из элементов всех четырёх разновидностей.
Септик
Септик — это ёмкость-отстойник, в которой происходит предварительная очистка стоков. Название происходит от греческого слова septikos (гнилостный). Септики, имеющиеся в продаже, бывают одно, двух и трёхкамерными. Это резервуары из пластика или стеклопластика разнообразной формы — от простой цистерны с трубами-колодцами для ревизии, до конструкций, похожих на гигантскую гранату-лимонку.
Установка нового септика на 4000 л
Если септик имеет больше 1 камеры, отсеки внутри разделены перегородкой и снабжены трубами для перелива стоков из одного отсека в другой, а также для воздухообмена между камерами. Необходимый элемент такой конструкции — труба вентиляции с обратным клапаном, выпускающая наружу выделяющиеся газы.
«Пособие» Минстроя рекомендует использовать однокамерный септик в случае, если объём стоков не превышает 1 м³ в сутки, и двухкамерный, если количество сточных вод больше. Про трёхкамерные септики документ не упоминает, хотя в продаже такие конструкции присутствуют.
Модель септика подбирается в зависимости от спроектированной системы очистных сооружений и объёма стоков. Основной метод очистки, используемый в септиках — гравитационное отстаивание. Заключается он в следующем: поступившие в ёмкость септика нечистоты начинают расслаиваться. Более тяжёлые частицы под действием сил тяготения опускаются на дно, лёгкие остаются плавать сверху, постепенно собираясь в корку. На дне скапливаются достаточно крупные частицы: макароны, попавшие в слив кухонной раковины, другие остатки пищи с тарелок, песок, осколки стекла и прочее.
Иногда на выходе фановой трубы в первую камеру септика дополнительно устанавливают фильтр — обычную сетку, улавливающую крупный мусор, а также жироловку — фильтр, улавливающий жир, которого много в стоках кухни. Жир крайне неохотно разлагается, и большое его количество может нарушить работу очистных. Жироулавливающий фильтр бывает и отдельным устройством, а не частью септика, и стоять в самом начале канализационного пути. Такой вариант предпочтительнее, потому что предохранит от образования жировых пробок в магистрали канализации.
Фильтр для крупного мусора на выходе трубы
Сложные органические вещества, составляющие бытовые стоки, в первой камере септика разлагаются на более простые: альдегиды, спирты, жирные кислоты, углекислоту, водород и аммиак. Частично очищенная жидкость поступает в следующий отсек. В нём происходит разложение органических веществ и средств бытовой химии с помощью микроорганизмов.
Так как доступа кислорода ни в первую, ни во вторую камеру нет (на входе в них установлен гидрозатвор, позволяющий стокам двигаться только в одном направлении), в камерах развиваются анаэробные бактерии. В результате их жизнедеятельности происходит минерализация органики с выделением метана, поэтому вторую камеру септика называют метатэнком. Хотя частично процесс метановой ферментации начинается ещё в первой камере.
Очистные сооружения и завод по производству биогаза в Байё, Нормандия
На больших очистных сооружениях организуются заводы по выработке биогаза. Конечно, количества органики в стоках одного коттеджа недостаточно для производства сколько-нибудь приличного количества метана, которое бы окупило установку специального оборудования. Поэтому в домашних условиях предпринимать попытки получить выгоду из… ну, из того, что утекло в унитаз, нецелесообразно.
В бытовых септиках метан и небольшое количество других газов улетучивается в атмосферу через вытяжную вентиляционную трубу. Выделяющиеся газы производят также флотационную очистку. Правда, в естественном виде, без дополнительной подачи газа в жидкость, доля флотации в очистке стоков в септиках незначительна.
Пузырьки газа с прилипшими к ним загрязнениями образуют пену
Флотационный метод очистки заключается в подаче в стоки газа. В струях газа образуются пузырьки, к которым прилипают частицы загрязнений. Пузырёк газа с прилипшими к его поверхности загрязнениями поднимается на поверхность, где вместе с такими же пузырьками образует пену. Пену с загрязнениями снимают с поверхности.
Но вернёмся к третьей камере септика. Здесь стоки (уже достаточно осветлённые) ещё раз отстаиваются с выпадением на дно мелкой нерастворимой взвеси и, наконец, выливаются наружу. Но так уж прямо наружу (к примеру, в сточную канаву) направить слив септика нельзя. Это запрещают Санитарные нормы.
Устройство поля фильтрации
Септик — только 1 элемент очистных сооружений. Стоки в септике очищаются процентов на 65 от требуемых санитарных норм, далее требуется доочистка. Наиболее часто используется метод доочистки стоков после септика в почве: на полях фильтрации, в фильтрующих колодцах, траншеях, кассетах.
Очистные с использованием активного ила
Очистные станции с использованием активного ила (о том, что представляет собой активный ил вы можете прочитать в разделе Биологическая очистка в публикации Куда течёт вода из унитаза, или Как очищаются бытовые сточные воды) имеют в своей конструкции следующие элементы: септик, аэротэнк и ещё один вторичный отстойник. Это единый блок. Подвод и отвод сточных вод в нём, как правило, самотёчный. Если с первым компонентом — септиком, мы разобрались выше, то сейчас самое время узнать, что такое аэротэнк.В отличие от септика, аэрационные очистные сооружения более сложны в своём устройстве. Этот вид очистных задействует в своей работе другой вид бактерий — аэробных. Для их жизни требуется кислород, подачу которого и обеспечивает более сложное, в сравнении с септиками, устройство аэротэнков.
Воздух в аэротэнк может подаваться пневматически или струйно, причем количество его используется довольно большое: на 1 м³ объёма аэротэнка — 2 м³ воздуха в час при пневматической подаче. Для этого применяют компрессор с возможностью непрерывной работы. При струйной подаче используют струйные насосы, рабочим телом в которых используется смесь ила.
Объём отсека аэротэнка зависит от количества сточных вод. Обычно в расчётах он принимается в 150 л на пользователя. Непрерывная подача воздуха — обязательное условие эффективной работы очистных сооружений такого типа. Мало того, что для жизни аэробных бактерий необходим кислород, так и слой активного ила не должен скапливаться в ёмкости и слёживаться, иначе он через довольно непродолжительное время загниёт.
Внутреннее устройство аэрационных очистных. Фото с сайта ubas.ru
Активный ил перемещается между отсеками: как правило, в направлении к выходу самотёком, а обратно, в первую ёмкость — насосами или эрлифтами.
Эти факты — необходимость постоянной аэрации, перемешивания активного ила и потребность вернуть его к начальному этапу движения — относятся к явным и очевидным минусам такого типа очистных. Они энергозависимы, и перебой с электричеством даже на непродолжительное по человеческим меркам время может привести к гибели колоний бактерий, проживающих в недрах ЛОС, а значит, к сбою в работе очистных.
Очистные с биоплёнкой
Как и в описанных выше очистных с использованием активного ила, очистные с биоплёнкой состоят из первичного отстойника — септика, камеры биофильтра и вторичного отстойника. Если в устройствах с использованием активного ила одна из задач конструкции — не дать образоваться застойным явлениям, то в очистных, работающих с биоплёнкой, ситуация обратная. Микроорганизмы, будучи в большинстве своём одноклеточными, в биоплёнке образуют конгломерат, тесно соприкасаясь между собой и образуя внеклеточный матрикс — слизь, состоящую из полимерного вещества, выделяемого отдельными микроорганизмами.В очистных сооружениях биоплёнка образуется на засыпке, для которой можно использовать, например, гранитный гравий. В современных биофильтрах, помимо природных материалов, применяют пластмассовые или керамические шарики, цилиндрики или иные формы. На засыпке фильтра и образуется биоплёнка. Эта конструкция называется биофильтром.
Биоплёнка состоит из различных микроорганизмов: бактерий, грибов, простейших и микроскопических животных
Прошедшие первоначальную очистку и разложение в септике-отстойнике стоки поступают в секцию с биофильтром. На его поверхность сточные воды подаются капельно, медленно просачиваются через засыпку и утекают в третью камеру — вторичный отстойник. Толщина загрузки биофильтра — около 1 м, а площадь соприкосновения со сточными водами зависит от количества стоков и принимается в 0,2 м² на одного пользующегося канализацией. Периодически осадок из вторичного отстойника возвращается в септик с помощью насоса.
Для более сложной очистки стоков используются комбинированные очистные сооружения и устройства с физико-химическим принципом работы. Как правило, это касается промышленных стоков и для устройства бытовой канализации такие сложные очистные не применяются.
Что же выбрать?
Чтобы ответить на этот вопрос, стоит разобраться, а для какой цели мы выбираем очистные сооружения. Казалось бы, вопрос глупый: как зачем — чтобы чистить хозяйственно-бытовые стоки.Что такое стоки
Стоки — это любые воды, в том числе и природного происхождения, дожди и талые воды, которые ухудшили свои характеристики в результате деятельности человека, отводимые в природные водоёмы (через систему канализации или самотёком). В данном случае нас не интересуют объекты промышленности и производства, потому что там всё совсем другое: и нормы очистки стоков, и конструкции очистных сооружений, и объёмы. И даже крупные жилые объекты типа города или посёлка в данном ракурсе не рассматриваются: локальная канализация и локальные очистные сооружения устраиваются для того, чтобы обеспечить канализирование и очистку частного дома или нескольких блокированных домов.
Канализационные трубы частного дома
«Пособие» Минстроя разделяет стоки на:
- хозяйственно-бытовые;
- промышленные;
- производственные;
- дождевые и талые воды
Таблица загрязнений
Более расширенный список загрязнений можно прочитать в «Методических рекомендациях по расчёту количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системе канализации населённых пунктов", утверждённых Госстроем. Из внутренней канализации частного дома при условии, что в нём просто живут (моются, стирают, ходят в туалет), вытекают именно хозяйственно-бытовые стоки. Никаких особо опасных загрязняющих веществ (ну, по крайней мере, в опасном объёме) там нет. В основном это органика животного и растительного происхождения и ПАВы (поверхностно-активные вещества) из бытовой химии.
Биологическим методом убираются только органические загрязнения. Всё остальное — висмут, медь, свинец, ртуть, фенолы, формальдегиды, этиловый спирт и прочее находится в бытовых стоках в незначительной концентрации, и поэтому специально их очисткой не занимаются. Частично прочие загрязнения поглощаются активным илом, частично — просто остаются в осветлённых водах.
Как уже говорилось выше, все эти органические загрязнения вполне привычны для природы: те же процессы постоянно происходят в почве и природных водоёмах. Микроорганизмы завершают пищевую цепочку, минерализируя органические остатки и превращая их в усвояемую растениями форму — так совершается круговорот веществ в природе. Затруднения вызывают только объёмы загрязнений. Именно этим — уничтожением больших объёмов органических загрязнений и занимаются микроорганизмы в очистных сооружениях, работающих на биологическом принципе очистки.
Ещё раз про септик
Для индивидуального дома вполне хватит простого септика. Если объём стоков меньше 1 м³, то однокамерного, если больше — стоит выбирать двухкамерный. Объём самого септика принимают с 2,5 кратным превышением количества суточных стоков. Для простоты подсчётов можно использовать объём в 150 л на человека в сутки. То есть, если в вашей семье 3 человека, размер ёмкости септика должен быть не менее 1125 л. Естественно, стоит брать с небольшим запасом — вдруг к вам приедут гости.
Септик на заднем дворе дома
После очистки в септике стоки вполне пригодны для утилизации прямо на поверхность почвы: азот и фосфор, присутствующие в стоках, усвоятся растениями и они ещё скажут вам «спасибо».
Стоки после септика содержат:
- органическое вещество 40-60%;
- азот — 1-3%;
- фосфор (P(2)O(5)) — 1-4%;
- калий (K(2)O) — 0,2-0,7%;
- кальций (Ca) — 3-5%;
- также имеются магний, сера, другие макро- и микроэлементы, необходимые для питания растений.
Осадок имеет близкую к нейтральной (pH 6.5-8.0) реакцию и может использоваться как органо-минеральное удобрение, аналогичное подстилочному и бесподстилочному навозу или компосту. "Пособие" Минстроя прямо советует использовать стоки после септика для полива.
Экология
Однако есть 2 загвоздки, мешающие напрямую так поступить:
- первая — вода из септика всё же имеет некоторый запах, не слишком приятный для обоняния, особенно в пределах небольшого участка и плотной застройки,
- вторая — этот вариант не подходит для нашего климата и круглогодичного использования очистных по причине банального замерзания. От морозов перемёрзнут трубы, а участок покроется «катком» из стоков.
Поэтому после септика нужно устраивать дополнительные элементы очистных сооружений: поля фильтрации, фильтрационные колодцы, траншеи, кассеты — в зависимости от состава грунта, высоты грунтовых вод, размеров участка и величины кошелька.
Если септик вполне решает задачи по очистке хозяйственно-бытовых стоков небольшого дома, то зачем продают столько разнообразных локальных очистных сооружений? Причин я вижу 5.
- Аэрационные очистные нужны, когда стоков слишком много — более 25 м³.
- Если есть необходимость сброса стоков не в почву, а в водоём. В этом случае требования по очистке гораздо строже, а установки с принудительной аэрацией, к примеру, действительно чистят стоки лучше, чем простой септик.
- Если дом стоит на болоте и грунт участка просто не в состоянии утилизировать и доочистить стоки.
- Если нет возможности исключить возможность попадания стоков в водоносные горизонты в непосредственной близости к водозабору.
- Потому что их покупают.
Последняя причина в наше рыночное время, пожалуй, самая веская.
Преимущества выбора септика против других типов автономных очистных сооружений
Как было сказано выше, необходимости покупать аэрационные установки в большинстве случаев нет, потому что степени очистки стоков после септика вполне достаточно. Есть и ещё веские аргументы в пользу выбора септика:- он не зависит от электричества, все процессы в нём происходят естественно и самотёком: не требуется снабжать бактерии кислородом и перекачивать туда-сюда ил;
- септик не требует регулярного обслуживания — контроля концентрации активного ила или замену засыпки фильтра;
- септик дешевле, ведь это просто ёмкость с перегородками, выпускными и перепускными трубами и вентиляцией;
- конструкция септика предельно проста, никаких дополнительных устройств (механических, электрических или электронных) в нём нет, а значит, и ломаться там нечему;
- септик можно сделать самостоятельно, и авторы «Пособия по проектированию» очистных сооружений именно так и предполагали, описывая варианты автономных очистных.
А устраивать фильтрующие колодцы или поля фильтрации после аэротэнка всё равно придётся: если у вас нет рядом водоёма, то куда девать стоки, даже очень качественно очищенные? И чистить ёмкость от излишков ила, несмотря на заверения продавцов в отсутствии этой необходимости, тоже нужно. И, кстати, санитарные нормы предписывают для аэрационных очистных установок гораздо бОльшие санитарно-защитные зоны, чем для септика (подробнее можно прочитать в статье Туалет в загородном доме: санитарные нормы и правила).
Сантехник всегда останется очень востребованным (г. Братислава)
Конечно, каждый домовладелец делает свой выбор, но, как в известной рекламе: зачем платить больше? А затем становиться «рабом лампы», беспокоясь, не отключили ли электроэнергию, контролируя состояние активного ила и меняя засыпку биофильтра.
Я бы выбрал септик, если бы не одна проблема: запах. Если воду можно было бы просто сливать в пристроенную к дому теплицу, в которой круглый год положительная температура, то с запахом, как я понял, при небольших расстояниях(минимальном расстоянии 5 метров от жилого дома — не хотелось бы оставлять больше при строительстве) трудно что-то сделать. Или все-таки я ошибаюсь? Может быть, можно с помощью вентиляционной трубы этот запах отводить подальше от дома?
С теплицей есть два момента: во-первых, вы планируете круглогодичное проживание или сезонное? А во-вторых, а справится ли ваша теплица с объемом сточных вод? Я, когда думала про туалетные дела в своем доме, рассматривала вариант с прудом (стоком для воды, прошедшей через грунт теплицы — в нижней части) в теплице (вегетарии), который, во-первых, должен был быть тепловым буфером, а во-вторых, использоваться для полива при необходимости. Я насчитала около 5 кубов емкость пруда и плюс — конструкция вегетария — наклонная. А про запах — смотря как вы планируете использовать стоки в теплице. На мой взгляд, на прямую в теплицу это отводить сложно — получается, что вы будете поливать растения вне зависимости от их потребностей. То есть, все равно нужна некая промежуточная накопительная емкость. Чтобы убрать запах с помощью вентиляции не обязательно относить выход трубы ДАЛЬШЕ от дома. Можно сделать ВЫШЕ — то есть, поднять выход трубы вентиляции выше человеческого роста, как правило, этого достаточно — газы, они же летучие
И еще: если стоки протекают через грунт (например, теплицы) то запаха уже нет — произошла очистка. Но сложно все это объединить — нужен рельеф: дом должен быть выше теплицы, она сама должна быть наклонная, пруд в нижней части. И еще вопрос: куда, таки, девать воду из этого пруда-отстойника? В общем, я не смогла все это свести воедино, особенно в условиях отсутствия рельефа местности
По крайней мере сейчас, на этапе «мечты»(:-D) планирую вегетарий по крайней мере на 100-150 квадратных метров. Мы с женой обожаем цитрусовые :-D.
У меня рельеф на участке(8 соток по документам) очень серьезный. В самой высокой точке — 37 метров над уровнем моря, в самой нижней — 22, при том последние 10-12 метров проекции, прямо за садовым домиком, с уклоном градусов в 60. Так что первая моя задачка, которую надо будет решить на участке — именно эта: укрепление склона
Если же возвращаться к теме, то можно ли как-то рекультивировать нечистоты из септика прямо на огород? Просто обидно, что продукты жизнедеятельности, которые вполне естественно было бы использовать на удобрения, будут просто отвозиться куда-нибудь в отстойник, где помимо всего прочего они из-за безалаберности рабочих еще и вред природе нанесут вместо пользы