Общие положения
Автономные системы канализации обслуживают одноквартирный жилой дом в городской или сельской местности или усадьбу с надворными постройками.
К автономной системе канализации следует относить все сооружения водоотведения и очистки бытовых сточных вод после их выпуска из дома.
Автономные системы канализации обладают рядом преимуществ перед централизованными (для всего населенного пункта) или местными (для группы близко расположенных объектов) системами канализации:
- возможность кратковременной реализации независимо от строительства других объектов;
- низкие первоначальные затраты;
- упрощение решения всех вопросов строительства и эксплуатации ввиду сосредоточения их в руках одного владельца.
Автономные системы по принципу очистки сточных вод делят на следующие виды:
- сооружения предварительной очистки сточных вод и обработки осадка (септик, двухъярусные отстойники, анаэробные биореакторы с насадкой);
- сооружения биологической очистки сточных вод подземной фильтрации (с отведением очищенных сточных вод в водоем: песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи; для отведения сточных вод в грунт: фильтрующие колодцы, поля подземной фильтрации, фильтрующие кассеты);
- сооружения биологической очистки сточных вод в естественных условиях (биопруды);
- сооружения биологической очистки сточных вод активным илом и биопленкой, прикрепленной на насадке (аэротенки с активным илом, аэротенки комбинированные с активным илом и насадкой, аэробные биореакторы с насадкой; биофильтры; сооружения применяют с вторичными отстойниками);
- сооружения физико-химической и биолого-химической очистки сточных вод (использование химических реагентов на различных этапах очистки сточных вод).
Кроме того, для обеспечения работы указанных систем могут применяться различные вспомогательные сооружения: насосные установки подачи сточных вод на очистку, распределительные камеры, насосные установки отведения очищенных стоков, дозирующие колодцы и др.
Все указанные сооружения можно по принципу строительства подразделить на сооружаемые на месте и изготовленные на заводе.
Выбор автономной системы, оптимальной для конкретных условий строительства, зависит от ряда факторов:
- вида грунта на участке строительства;
- уровня грунтовых вод;
- характера использования верхнего водоносного горизонта, вступающего в контакт со сточными водами, поглощаемыми грунтом;
- наличия и степени доступности водоема — приемника сточных вод;
- площади участка для строительства и его рельефа;
- климатических условий строительства;
- финансовых возможностей заказчика;
- требований к степени очистки сточных вод, предъявляемых местными органами природоохраны и Госсанэпиднадзора.
Наиболее экономична и проста в реализации автономная система канализации на базе сооружений подземной фильтрации с отведением сточных вод в грунт. Возможность ее применения зависит от фильтрующих свойств грунта и уровня грунтовых вод. Такая система состоит из септика и сооружения подземной фильтрации:
- для песчаных и супесчаных грунтов — фильтрующего колодца или полей подземной фильтрации;
- для легких суглинистых грунтов — фильтрующей кассеты.
При этом уровень грунтовых вод должен быть не менее чем на 1 м глубже дна сооружения (фильтрующие колодец и кассета) или лотка оросительных труб (поля подземной фильтрации).
Обычно верхний водоносный горизонт не используется для питьевого водоснабжения. Однако он может иметь сообщение через участки с фильтрующими грунтами с нижними водоносными горизонтами, защищенными водонепроницаемыми кровлями (пласты глинистых грунтов), которые используются для питьевого водоснабжения: шахтные и трубчатые (скважины) колодцы.
Установить наличие такой связи можно лишь с проведением гидрогеологических исследований, что доступно лишь ограниченному кругу владельцев домов.
Обычно сооружения подземной фильтрации с отведением воды в грунт могут применяться в тех случаях, когда на всей прилегающей к объекту территории (в районе 100-200 м) используется только централизованная или местная (не автономная) система водоснабжения.
По этой же причине аналогичные сооружения подземной фильтрации с отведением очищенных сточных вод в водоем должны применяться с осторожностью из-за возможности утечек в грунт. В сомнительных случаях целесообразно предусматривать вокруг сооружения водонепроницаемый замок из мятой глины.
К сооружениям подземной фильтрации с отведением очищенных сточных вод в водоем предъявляются требования к степени очистки, соответствующие «Правилам охраны поверхностных водоемов от загрязнения», «Санитарным правилам и нормам охраны поверхностных вод от загрязнения» (СанПиН 4630-88), а также «Обобщенному перечню предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов».
Поскольку в автономных системах канализации речь идет о бытовых сточных водах, состав и расчетную концентрацию загрязнений в них определяют по СНиП 2.04.03-85, табл. 25 и СНиП 2.04.01-85, приложение 3.
Следует иметь в виду, что в процессе биологической очистки, имеющей место и в сооружениях подземной фильтрации, азот аммонийных солей, содержащийся в бытовых сточных водах, окисляясь, переходит в основном в азот нитритов и нитратов, количество которого по сбросу в водоемы также лимитировано.
Предельно допустимые концентрации загрязнений в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования (к ним относится большая часть водоемов) составляют: БПКполн — 3 мг/л; взвешенные вещества — увеличение за счет сброса сточных вод не более чем на 0,25 мг/л; азот аммонийных солей — 0,4 мг/л; азот нитритов — 0,02 мг/л; азот нитратов — 9 мг/л; фосфаты (по Р2O5 — 0,5 мг/л; поверхностно-активные вещества — 0,1 мг/л.
Указанные концентрации не должны превышаться после смешения сточных вод с водой водоема.
На практике многие водоемы загрязнены, и уже имеющиеся («фоновые») концентрации загрязнений в их воде равны ПДК или выше их. В этом случае концентрация загрязнений в очищенных сточных водах должна быть не выше ПДК речной воды.
При использовании песчано-гравийных фильтров такая очистка может быть достигнута за счет размещения их последовательно в две ступени.
Другое решение — использование сооружений биологической очистки сточных вод с активным илом (аэротенки) или биопленкой, прикрепленной к искусственной загрузке (биофильтры), или комбинированных сооружений.
Преимущества таких сооружений — возможность заводского изготовления, компактность, управляемость процессов очистки.
Недостатки — относительно высокая стоимость и необходимость некоторых затрат времени на эксплуатацию.
Установки заводского изготовления выпускаются рядом отечественных и зарубежных фирм, и разнообразие их растет. При выборе таких установок следует учитывать, что пока не накоплен достаточный опыт их эксплуатации, особенно в условиях российского климата. Поэтому все подобные установки следует рассматривать как экспериментальные.
Применение вспомогательных сооружений может существенно расширить возможность использования различных видов очистных сооружений.
Так, применение подкачки сточных вод позволяет использовать песчано-гравийные фильтры даже при высоком уровне грунтовых вод, размещая их в насыпи. Перекачка очищенных сточных вод обеспечивает возможность водоотведения в удаленный водоем и т.д.
Схемы применения очистных сооружений различных типов
В фильтрующих грунтах
При низком уровне грунтовых вод.
При низком уровне грунтовых вод и наличии площади для полей подземной фильтрации.
При низком уровне грунтовых вод и большой протяженности оросительных туб полей подземной фильтрации.
В нефильтрующих грунтах
Устройство септиков
Септик однокамерный
Септик двухкамерный с дозирующей касерой
Септики применяют в качестве сооружений предварительной очистки сточных вод перед сооружениями подземной фильтрации, биологическими прудами, сооружениями искусственной биологической очистки. В септиках помимо очистки сточных вод происходит накопление и сбраживание осадка, который должен периодически вывозиться.
Фильтрующие колодцы
Колодец из сборных железобетонных конструкций
Фильтрующий колодец из кирпича
Фильтрующий колодец предназначен для очистки и отведения в грунт сточных вод при фильтрующих грунтах (супеси, пески) при уровне грунтовых вод на 1 м ниже дна колодца.
Перед колодцем следует предусматривать септик.
Крупность фильтрующей загрузки следует принимать 5-15 мм. Для загрузки используют щебень, спекшийся шлак, керамзит.
Поля подземной фильтрации
Колодец с дозирующим устройством
Колодец распределительный
Сооружения подземной фильтрации предусматриваются для очистки сточных вод в песчаных и супесчаных грунтах.
Колодец с дозирующим устройством применяется для увеличения разового расхода сточных вод с целью более равномерной загрузки оросительных трубопроводов.
Схемы полей подземной фильтрации
Фильтрующая кассета
Фильтрующая кассета предназначена для очистки и отведения сточных вод в грунт при слабофильтрующих грунтах (легкие и средние суглинки). Перед фильтрующей кассетой предусматривается септик.
Сточные воды, поступающие в пространство между перекрытием и фильтрующей загрузкой, растекаются по ней и постепенно фильтруются через нее и попадают в грунт. Для увеличения поверхности фильтрации предусматриваются скважины.
Величина фрагмента загрузки фильтрующего основания следует принимать 2-10 мм — мелкий щебень (отсев при дроблении), керамзит, шлак и т.д.
Мощение следует изготавливать из камня размерами 60-100 мм.
Струеотбойную стенку следует устанавливать с зазором 15-20 мм между блоками.
Песчано-гравийные фильтры
Песчано-гравийные фильтры применяются для очистки сточных вод в нефильтрованных грунтах (глины и тяжелые суглинки).
На песчано-гравийные фильтры подаются сточные воды, прошедшие септик. Они распределяются оросительными трубами по поверхности фильтрующей загрузки и фильтруются через нее. Наряду с процессом фильтрации происходит процесс биологической очистки биопленкой, образующейся на зернах загрузки.
Очищенная вода собирается дренажной системой и отводится на выпуск.
Биологические пруды
Биологический пруд предназначен для очистки сточных вод одного дома или группы домов при нефильтрующих или слабо-фильтрующих грунтах (глины, тяжелые суглинки). Перед биологическим прудом следует поместить септик с временем пребывания сточных вод одни сутки.
В последней секции биопруда надо посадить вертикальные водные, растения: камыш, рогоз, тростник и т.д. с плотностью 150 растений на 1 м2, при протекании через которые происходят фильтрация сточных вод и насыщение их кислородом.
При наличии уклона рельефа секции целесообразно размешать с перепадом и устройством каскадных переливов между ними для дополнительной аэрации.
На выпуске предусматривается вертикально расположенный тройник, нижний патрубок которого погружен в воду на 150 мм.
Дисковый биофильтр с септиком
Сточные воды, прошедшие септик, поднимаются ленточным ковшовым элеватором и сливаются в корыто биофильтра, в которое полупогружены пластмассовые диски.
На поверхности дисков нарастает биопленка, которая сорбирует и окисляет загрязнения из сточных вод. В пленке попеременно возникают анаэробные и аэробные условия и происходят процессы нитрификации-денитрификации.
Из корыта сточная вода забирается во вторичный отстойник и затем отводится по центральной трубе.
Установка заводского изготовления. Рекомендуется для организации производства.
Установки перекачки сточных вод
Насосная станция перекачки с колодцем гашения напора предназначена для перекачки очищенных сточных вод после очистных сооружений или при сбросе очищенных сточных вод после песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей при невозможности их самотечного отведения. С помощью насосной установки можно подавать очищенную сточную воду для полива в летний сезон или намораживания зимой в случаях перемерзания водоема — приемника сточных вод. Насосная установка размещается в емкости, по конструкции аналогичной септику.
Объем накапливаемой воды определяется от уровня на 100 мм ниже лотка подводящей трубы. Необходимость откачки устанавливается положением верхнего конца штанги поплавкового датчика.
Насосная станция перекачки неочищенных сточных вод применяется при размещении очистных сооружений в насыпи.
В качестве погружных насосов для перекачки очищенных сточных вод могут быть использованы насосы марок «Ручеек-3», «Малыш», «Азовец», серии SP «Грундфос» и др.
Для перекачки неочищенных сточных вод можно использовать насосы марок «Септик», «Гном 10-10», Amarex или Euduro фирмы KSB (Германия).
Насосы «сухой» установки следует использовать для перекачки очищенных сточных вод. Необходимо применять самовсасывающие насосы марок «ВС-0,5/18 М», «Агидель», «Кама-8», «ИСКУ-ДЖЕТ», серии JP «Грундфос», «Дарлинг» и др.
Поставки насосов осуществляет Торговый дом «Инженерное оборудование».
