Расчет объема и размеров септика для частного дома: формулы, нормы и практические примеры

Владельцы частных домов, не подключенных к централизованным канализационным сетям (КС), закономерно сталкиваются с проблемой утилизации хозяйственно-бытовых стоков. Большинство таких частных домовладельцев прибегают к варианту установки септика, что делает необходимым решение задачи расчета для постройки или подбора готовых автономных очистных сооружений. Правильно выполненный расчет объема септика – залог долговечной и бесперебойной работы всей системы канализации.

Нормативные требования и положения

Необходимо понимать, что отведение и утилизация стоков четко регламентируются нормативной документацией РФ. Несоблюдение норм приводит к негативным последствиям для экосистемы и к ответственности виновных лиц. Поэтому, выполняя расчет септика для потребностей домовладения, опираются на целый ряд стандартов и правил, в частности:

• СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85), регламентирующие санитарно-защитные зоны вокруг малых очистных сооружений, а также корректировку активных объемов установок.
• СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» (актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85), для определений расходов стоков и водопотребления.
• Пособие по проектированию инженерных систем МДС 40-2.200, в котором приводятся основные нормативные выкладки по расчету септиков и их вспомогательных сооружений (дренажных колодцев, полей фильтрации и т.п.).

Что потребуется для расчета объема септика

Задумываясь об устройстве локальных очистных сооружений (ЛОС), необходимо определиться с конструкцией. Предпочтение следует отдать одному из двух современных устройств – септику (метантенку) или SBR-реактору (аэротенку).

Большинство собственников предпочитают установку метантенков – оборудования, в котором процессы биоразложения (биоценоза) и механического осветления протекают в обедненной кислородом среде (анаэробной).

Такое оборудование, являясь достаточно эффективным, остается доступным по цене для основной массы владельцев небольших частных хозяйств. Энергонезависимые септики данного типа не требуют подключения к электричеству.

Прежде всего, необходимо понимать, что метантенки – это крупногабаритные сооружения, биоценоз в которых протекает без принудительной активации (переливов, перекачиваний, перемешиваний), в отличие от SBR-реакторов, меньших в 6-7 раз при той же производительности.

Тем не менее, естественные процессы механической очистки за счет отстаивания (образования осадка) и флотации газами брожения, а также микробиологического разложения сточной органики, также требуют создания определенных условий – результативность их работы напрямую зависит от соотношения нагрузочных показателей к объему установки, температурных и временных параметров.

Расчет объема септика для частного дома может осуществляться по однокамерной схеме или многокамерной. Так, если суточное наполнение анаэробной установки не превышает 1 м³, то для полноценного биоценоза вполне достаточно цельной монокамеры.

При больших количествах сбросов принимаются двух-, реже трехкамерные компоновки или модульные емкости, монтируемые последовательно. Двухкамерные септики разделяются на равные по габаритам активные зоны, однако допускается деление, при котором первый отсек занимает до 0,75 общего объема.

Естественно, что ключевое значение при проектировании установки имеют её размеры, а точнее рабочий (активный) объем септика, который рассчитывается:

• как литраж суточных поступлений стоков, умноженный на количество дней, необходимых для протекания процессов анаэробного разложения и отстаивания;
• как суммарный объем всех активных частей камер или модулей;
• с учетом высоты расстояния от дна емкости (отсека) до среза трубы излива из установки;
• с вычетом высоты слоя осадочных накоплений (-20%). При регулярном удалении осадка (не менее 2-х раз в год) его количество не учитывается.

Рассчитывая локальные очистные сооружения для своего участка, следует опираться на то, что септик с последующей почвенной доочисткой рекомендуется при поступлении стоков до 3-5 м³/сут. Если объемы утилизации планируются выше, то предпочтение стоит отдавать SBR-реакторам или гибридным сооружениям (метантенк+аэротенк) – станциям глубокой биологической очистки.

Разберем, как рассчитать объем септика для дома, используя простые табличные и формульные выкладки.

Расчет объема через поступление стоков

Первоочередным определяемым исходным показателем является количественное поступление (кубатура, литраж) хозяйственно-бытовых стоков в очистное сооружение. Его можно найти, используя среднестатистические нормативные данные водопотребления одним человеком (таблица 1), зная число постоянных пользователей инженерными сетями строения, а также учитывая период протекания анаэробных реакций.

Оперируя данными диапазона показателей из таблицы 1, следует принимать меньшее значение, если проектируется автономная канализационная система для коттеджной застройки индивидуального пользования, а большее, если для блокированного строения или нескольких домов с общим водоотводом.

Таблица 1. Расчет водопотребления на одного человека

Используя данные таблицы 1, находим требуемый размер септика через его активный объем (V_ак, л или м³):

V_ак=D × q × r, (1)

где D – время (дней), которое стоки должны находиться в установке для протекания процессов биоценоза. Опираясь на рекомендации СП 32.13330.2018, при ежегодной выгрузке отложений минимальное D принимают:

• 3, если поступление в реактор до 5 м³/сут;
• 5, если поступление в реактор более 5 м³/сут;

q – суточное водопотребление (л/сут) на одного человека из таблицы 1;

r – число проживающих, постоянных пользователей (чел.).

Данные таблицы 1 являются усредненными, но удобными в использовании при проектировании малых и средних канализационных систем общего пользования.

Если ставится задача вывести более точные цифры поступления хозяйственно-бытовых стоков с учетом индивидуальных особенностей отдельных застройщиков, то можно выполнить пересчет по количеству и времени использования точек водопотребления.

Для этого принимают за основу данные СП 30.13330.2020, в котором приводятся секундные и часовые расходы воды сантехническими приборами (таблица 2).

Уточнение поступлений в канализационную установку на основе данных точек водоразбора может существенно менять требования к вместительности анаэробного реактора как в большую, так и в меньшую сторону.

Таблица 2. Расчет расхода воды сантехническим оборудованием

Тогда активный объем септика:

V_ак=D × (q₁×t₁ + q₂×t₂ + … + q_n×t_n), (2)

Где q₁, q₂,…, q_n – удельные расходы сантехнических приборов;

t₁, t₂,…, t_n – предполагаемое среднесуточное время эксплуатации домовых точек водоразбора.

Рекомендации по выбору и определению размеров септика по рассчитанному объему

Определив объемы наполнения станции очистки, корректируем размеры септика с учетом коэффициентов запаса и геометрических параметров сооружения.

Корректировка по емкостному запасу

Если планируете чистить емкость реже, чем 2 раза в год, то добавляем запас (+20%) на осадочные отложения:

V_ос=V_ак × 1,2, (3)

При необходимости потребуется запас объема (+20%), если планируете часто и подолгу принимать гостей. Тогда итоговая формула для расчета активного суммарного объема всех камер или модулей (от дна до нижних краев выпускных патрубков):

V_с=V_ос × 1,2 или V_с=V_ак × 1,2 × 1,2 = V_ак × 1,44, (4)

Объемные характеристики очистного сооружения, которое планируется эксплуатировать сезонно, можно, напротив, уменьшить на 20%.

Учет геометрических параметров

Подбирая рабочие резервуары заданной вместительности, следует учитывать, что конкретные геометрические размеры септика могут иметь функциональное значение.

Так, если имеется явное преобладание высоты над габаритами в плане, то происходит исключение из процесса (омертвление объема) нижней части емкости, так как создаются сквозные протоки между впускным и выпускным патрубком.

Следовательно, сточные воды не успевают отстаиваться, частично перетекая в следующую камеру, что отрицательно сказывается на конечном результате очистки на выходе из оборудования. С другой стороны, слишком вытянутые неглубокие резервуары имеют небольшой запас по высоте на отстаивание и накопление осадка.

Учитывая обозначенные свойства жидкой среды, активная зона даже в самой малогабаритной канализационной установке рекомендуется с минимальной глубиной 1,3 м при размерах поверхностной площади 1,8 м².

Практические рекомендации по расчету и выбору септика

Определившись с требуемым литражом суммарной активной зоны септика для загородного дома, можно приступать к практическому подбору резервуара (ов). Это должен быть герметичный сосуд или несколько смонтированных последовательно.

Сегодня предлагается множество типов емкостей как заводского, так и кустарного производства. Однако непосредственно на процессы биоценоза материал их изготовления не оказывает никакого влияния, тогда как форм-фактор имеет решающее значение.

Рассмотрим, как осуществляется расчет септика из бетонных колец и не менее популярной готовой установки заводского изготовления «Танк».

Как рассчитать полный объем сборного септика из железобетонных колец

Железобетонные канализационные сооружения отличаются своей надежностью, практически неограниченным сроком эксплуатации. Сопровождавшая их ранее проблема – недостаточная герметичность – теперь решается современными средствами гидроизоляции.

Поэтому использование готовых ж/б колец для оборудования очистки хозяйственно-бытовых стоков встречается в преобладающем большинстве случаев при изготовлении для малых хозяйств анаэробных емкостей из бетона.

Расчет объема септика из бетонных колец начинаем с уже описанных теоретических выкладок определения его активного объема (формулы 1 и 2), а также активного объема с запасами (формулы 3 и 4).

Кольца подбираем, опираясь на пособие МДС 40-2.200, которое рекомендует располагать днища резервуаров не ниже 3 м от дневной поверхности. Это обусловлено техническими возможностями по откачке осадка ассенизационными машинами. Следовательно, при высоте кольца 890 мм в одном колодце их может быть не более трех.

Чтобы при расчете септика из бетонных колец свести все данные воедино, можно опираться на табличные показатели (таблица 3), а также воспользоваться формулой объема цилиндра.

V_цил=πr² × h или V_цил=πd² × h/4, (5)

Где r и d – внутренние диаметры кольца, соответственно; h – высота кольца.

Допустим, активный объем рабочих камер с учетом осадка V_ос (формула 3) получился 3 м³. Используем двухкамерную схему, которую на практике удобно реализовать из стандартных колец равных диаметров.

Для самостоятельного монтажа проще заказывать ж/б изделия с внутренними размерами Ø 1000 мм, так как их можно, при соответствующей сноровке, устанавливать вручную. Примем для примера как раз такой вариант.

Далее рассчитать объем септика из бетонных колец поможет таблица 3. Из нее находим, используя формулы 5, что внутренний объем одного кольца высотой 890 мм равен 0,785 м³. Не путать с табличным объемом – он показывает количество бетона в стенках изделия. Следовательно, чтобы обеспечить литраж V_ос, нам потребуется K (шт.) колец:

K=3/0,785=3,8≈4, (6),

то есть 2 шт. на первую камеру и 2 шт. на вторую.

Принимаем во внимание, что высота воздушного объема над уровнем жидкости (сухого объема) не может быть менее 500 мм (п.3.35, МДС 40-2.200). Поэтому нам потребуется надставить над каждой из камер еще по кольцу высотой 590 мм.

Таблица 3. Размеры бетонных колец

На этом расчет объема септика из бетонных колец можно считать выполненным. Однако для доведения конструкции до логической целостности еще предстоит подобрать плиты для донных перекрытий колодцев и крышек с обязательными ревизионными люками.

Для участков с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ выше 1 метра от поверхности) при монтаже септика из бетонных колец требуется устройство бетонной плиты основания и анкеровка. Дно котлована заливается железобетонной плитой толщиной 15-20 см, к которой кольца фиксируются с помощью металлических скоб или анкеров. Это предотвращает всплытие конструкции при паводках и деформацию от пучинистых грунтов.

Расчет септика «Танк» для загородного дома

Покупка готовой конструкции заводского производства значительно упрощает изготовление системы автономной канализации. К одной из таких популярных в РФ конструкций относятся анаэробные станции «Танк». Если вы решите выбрать подобную продукцию, то расчет септика для дома также упростится.

Многие официальные продавцы предоставляют модельный ряд, из которого можно заказать очистную установку, способную переработать любое количество стоков вашего домохозяйства. Например, модель «Танк 1» имеет максимальную производительность до 0,6 м³/сутки, что является достаточным для обслуживания от 1 до 3 проживающих.

Поэтому в расчетах заводского септика для частного дома основными моментами будут:

• определение объемов сточных вод по формулам 1 и 2 без учета коэффициента D, то есть только за одни сутки;
• выбор площади, на которой будет осуществляться монтаж. Оборудование получается достаточно громоздким, особенно модели для больших объемов стоков, состоящие из нескольких раздельных модулей.

Плюсы и минусы разных типов септиков (бетонные кольца vs заводские)

Часто задаваемые вопросы (FAQ) по расчету септика

Ниже приведены ответы на наиболее частые вопросы, возникающие при самостоятельном проектировании септика для частного дома.

Какой минимальный объем септика для частного дома?

Согласно СП 32.13330.2018, минимальный расчетный объем не может быть менее 1,5 м³ (для одного человека) и менее 3,6 м³ для семьи из 3-4 человек. Однако точный расчет зависит от суточного водопотребления.

Нужно ли учитывать залповый сброс при расчете?

Да, для септиков (не станций биоочистки) залповый сброс не является критичным, так как анаэробные процессы идут медленно. Но для аэротенков (SBR-реакторов) залповый сброс – важный параметр.

Как часто нужно откачивать септик, рассчитанный по этой методике?

При расчете по формулам с учетом коэффициента D (3-5 дней) и при регулярной откачке осадка 1-2 раза в год – интервал между очистками составляет 12-24 месяца.

Можно ли уменьшить объем септика, если использовать бактерии?

Использование бактериальных препаратов ускоряет разложение органики, но не отменяет необходимость в достаточном времени отстаивания. Уменьшать объем более чем на 20-30% не рекомендуется.

Какие нормативные документы действуют сейчас вместо устаревших СНиП?

Вместо СНиП 2.04.01-85 действует СП 30.13330.2020, вместо СНиП 2.04.03-85 – СП 32.13330.2018. Также следует руководствоваться СанПиН 2.1.3684-21.

Практическое применение расчетов

Приведенная методика расчета объема малого очистного сооружения позволяет своими силами спроектировать вполне работоспособный септик или выполнить подготовительные прикидки для покупки готовой установки. Способ отличается очевидной простотой, а также достаточной точностью для удовлетворения нужд бытового потребления.

При этом какому способу утилизации стоков вы отдадите предпочтение – решать вам. С одной стороны, септик, рассчитанный под сборку из бетонных колец, потребует дополнительных монтажных усилий, временных затрат на его постройку. Однако его относительно невысокая стоимость позволит создать колодцы с хорошим запасом по производительности.

С другой стороны, готовые заводские емкости гарантируют упрощенный монтаж, ускоренный ввод сооружения в строй, но за это придется выложить ощутимо большую сумму денег, чем за бетонные кольца.

Поделитесь своим опытом расчета и строительства септика. По какой методике вы определяли объем? Использовали бетонные кольца или готовую станцию? Ваш комментарий поможет другим читателям избежать ошибок при проектировании автономной канализации. Оставьте отзыв ниже.