Расчет объема и размеров септика

Владельцы частных домов, не подключенных к централизованным канализационным сетям (КС), закономерно сталкиваются с проблемой утилизации хозяйственно-бытовых стоков. И большинство таких частных домовладельцев прибегают к варианту установки септика, что делает необходимым решение задачи расчета для постройки или подбора готовых автономных очистных сооружений.

Нормативные требования и положения

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

  • СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», регламентирующие санитарно-защитные зоны вокруг малых очистных сооружений, а также корректировку активных объемов установок.
  • СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация» или их актуализированную редакцию СП30.13330.2012, для определений расходов стоков.
  • 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, 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, остаётся доступным по цене для основной массы владельцев небольших частных хозяйств.

Двухкамерный септик с фильтрующим колодцем
Двухкамерный септик с фильтрующим колодцем

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 моноёмкости. При больших количествах сбросов принимаются двух -, реже трехкамерные компоновки или модульные емкости, монтируемые последовательно. Двухкамерные септики разделяется на равные по габаритам активные зоны, однако, допускается деление, при котором первый отсек занимает до 0.75 общего объема.

Реклама от партнеров сайта

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 ёмкости (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).

Схема для расчета трехкамерного септика с полем фильтрации
Схема для расчета трехкамерного септика с полем фильтрации

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 водопотребление на одного человека

Группы объектов водопотребления (жилых домов)Нормативы водопотребления в сутки на одного человека, q, л/сут.
Негазифицированные, оборудованные водопроводом, канализационным отводом и ваннами90-120
Газифицированные, оборудованные водопроводом, канализационным отводом и ваннами115-150
С подведенным водоснабжением, канализационным отводом, оборудованные ваннам и твердотопливными водогрейными котлами140-180
С подведенным водоснабжением, канализационным отводом, оборудованные ваннам и газовыми водогрейными котлами170-190
С установленными проточными быстродействующими водогрейными котлами на несколько точек водоразбора190-250

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

Vак=D*q*r, (1)

где D– время (дней), которое стоки должны находиться в установке для протекания процессов биоценоза. Опираясь на рекомендации СНиП 2.04.03-85, 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 учётом индивидуальных особенностей отдельных застройщиков, то можно выполнить пересчет по количеству и времени использования точек водопотребления. Для этого принимают за основу данные СНиП 2.04.01-85 или СП30.13330.2012, в которых 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

Таблица расчет расхода воды сантехническим оборудованием

Тогда активный объем септика:

Vак=D*(q1*t1+ q2*t2+…+qn*tn), (2)

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

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

Рекламное предложение

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 ёмкостному запасу

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

Vос=Vак*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):

Vс=Vос*1.2 или Vс=Vак*1.2*1.2=Vак*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) для него. Это должен быть герметичный сосуд или несколько смонтированных последовательно.

Сегодня предлагается множество типов емкостей из 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.

Возможные варинтф функционирования септиков
Возможные варианты функционирования септиков

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

Как рассчитать полный объем сборного септика из ж/б бетонных 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.

Схема для расчета септика из бетонных колец
Схема для расчета септика из бетонных колец

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.

Учет размеров бетонных колец при расчете септика
При максимальной высоте кольца 890 мм в септике их должно быть не более 3-х

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

Vцил=πr2*h или Vцил=πd2*h/4, (5)

Где r и d – внутренние диаметры кольца, соответственно;

h –высота кольца.

Допустим, активный объем рабочих камер с учетом осадка Vос (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 неё 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 Vос, 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 объёма) 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

Таблица размеров 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.

Размеры септика из ж/б колец по итогам расчета
Устройство септика из ж/б колец по итогам проведенного расчета

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.

Габаритные размеры септика Танк-1

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.

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 простой, а также достаточной точностью для удовлетворения нужд бытового потребления.

На правах рекламы

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 вам 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.

Рекламное предложение