Основные методы очистки сточных вод в автономных системах

Герметичные накопительные ёмкости, популярные среди дачников и владельцев небольших домов постоянного проживания, содержимое которых регулярно откачивается и вывозится на сливные станции, никак нельзя причислить к очистным сооружениям, потому что здесь никакой очистки не происходит. Однако если к герметичному резервуару, заполняемому бытовыми жидкими отходами, присоединить ещё аэротенк и фильтрующий элемент, получится полноценная очистная мини-станция. Рассмотрим основные методы очистки сточных вод, применяемые в автономных системах, и разберём подробно их конструктив.

Принцип очистки вод

Все современные очистные сооружения работают по принципу биологической очистки сточных вод – в том числе и промышленные. Данный процесс основан на возможностях отдельных микроорганизмов минерализовать (разлагать) содержащуюся в стоках органику. В основе биологической очистки может быть два процесса:

1. Анаэробный, при котором разрушение органики осуществляется без поступления кислорода.
2. Аэробный, когда приток воздуха обязателен, так как им питаются перерабатывающие загрязнения бактерии.

В естественной среде биологическая очистка может происходить в почве и водоёмах. В почве кислорода практически нет, поэтому там, в основном, протекают анаэробные процессы. В воде, частично состоящей из кислорода, а потому являющейся идеальной средой для аэробных бактерий, преобладают аэробные процессы.

Примечание: Успешность процесса переработки органики зависит от её количества: когда веществ чересчур много, бактерии с переработкой не справляются и среда их обитания загнивает.

При устройстве станций биологической очистки используются те же принципы, что и в естественной среде, только создаются ещё и такие условия, при которых процессы можно сделать более интенсивными. Например, создают фильтрационные поля с рыхлыми почвами, через которые происходит доочистка сточных вод.

Первичная же очистка производится в емкостях со стабильно поддерживаемым количеством аэробных бактерий, что позволяет не только добиваться эффективного разложения загрязнений, но и избавить округу от неприятного запаха. Большим преимуществом является и то, что для устройства таких резервуаров не требуется занимать большую площадь земельного участка.

Элементы очистных систем и их различия

В автономных системах канализации используют септики и аэротенки вкупе с биофильтрами, благодаря которым и получается процесс, аналогичный естественному. Разница только в том, что на фильтрационных полях биологически активная флора располагается в поверхностном слое земли, а в биофильтре – внутри устройства, заменяющего собой целое фильтрационное поле.

• Если в биофильтре и аэротенке создаются условия для интенсивного биологического окисления загрязняющих частиц, процесс обязательно сопровождается подачей воздуха и очистка происходит аэробным способом. В простых септиках реакции разложения происходят без доступа кислорода, поэтому здесь очистка получается анаэробной.
• Многие не понимают что это – септик, и чем он отличается от выгребной ямы. Конструктивно может и ничем не отличаться, за исключением одной маленькой детали – перелива. В яме происходит накопление и откачка жидких отходов в том виде, как они есть. В септике же они отстаиваются, вода переливается в следующую ёмкость, а в первой остаются только осевшие на дно твёрдые частицы.
• Второй резервуар может оснащаться проницаемым дном с фильтрующей засыпкой, но может быть и перевалочным пунктом с ещё одним, более низким по уровню, переливом (это зависит от суточного объёма сточных вод). В таком случае фильтрация отстоявшейся воды будет производиться через третий колодец, хотя в заводских септиках все эти камеры располагаются в одном корпусе.

На заметку: Под выражением «простые септики» имеются в виду не только ёмкости, сооружённые из самых разных материалов (бетона, кирпича, металлических бочек и даже покрышек), но и заводские изделия из металла или пластика, не оснащённые биофильтрами.

Одни и те же производители предлагают и простые септики, и модели для биологической очистки. Остаётся только правильно выбрать именно, то, что вам требуется — а вот это для человека, далёкого от темы, нелегко. Фирм-производителей десятки, а моделей сотни. При этом даже продавцы порой не понимают различий между ними, выдавая самую противоречивую информацию. Попробуем досконально разобраться в этом вопросе.

Особенности выбора очистных систем

Ещё раз обратим ваше внимание, что для аэрационных систем очистки требуется организовать подачу воздуха. В крышку такого агрегата обычно внедрён мини-компрессор (воздуходувка), для работы которого требуется электричество. Необходимость в источнике внешнего питания – это минус, так как с электричеством в любом населённом пункте могут быть перебои. И потом, его использование влечёт дополнительные эксплуатационные расходы.

• Без электричества работают анаэробные септики, о которых мы уже упоминали. Можно так же спроектировать комбинированную систему, в которой будет присутствовать и традиционный простой септик, и подключенный к нему аэротенк. В принципе, это правильно, так как биофильтр не может справляться со всей массой загрязнений и требует предварительного осветления сточной воды.
• Аэрационные системы достаточно сложны, и чтобы всё работало как надо, они как минимум должны быть правильно спроектированы. Специалисты вообще считают, что они оправдывают себя только при довольно большом объёме сточных вод — от 25 м3/сут. Только тогда будут иметь смысл затраты на сервисное обслуживание и электроэнергию.
• С одним-двумя кубометрами прекрасно справится и обычный септик, которому всего-то нужна одна откачка за несколько лет. Главное, чтобы правильно был рассчитан объём сточных вод. Само сооружение может иметь два или более вертикальных резервуара, либо представлять собой одну большую ёмкость, разделённую на несколько функциональных камер.

Как избежать лишних расходов

Как должна работать обычная система утилизации стоков, мы рассмотрим ниже, а пока разберёмся в перипетиях выбора заводских очистных сооружений. Они имеют высокую стоимость, и потребитель чаще всего понимает, что за эти деньги он получает то, что ему вообще не нужно.

• Например, в рекламе отмечается, что канализационная установка автоматизирована и управляется контроллером. Но зачем этот контроллер нужен, ведь он удорожает и сооружение, и его эксплуатацию? Однако в качестве недостатка производители и продавцы заявляют не это, а отмечают не слишком высокую степень очистки сточных вод.
• Так-то оно так, но зачем вообще нужна высокая степень очистки, если в любом случае применяется почвенная фильтрация? Могли бы просто указать, что воду, очищенную этой станцией, нельзя сбрасывать в водоём. Обратим ваше внимание на то, что дорогие аэрационные сооружения имеет смысл приобретать только в том случае, когда сточная вода должна отводиться в реку или озеро.

• Приведём в пример другую ситуацию. В продаже есть установки, так называемой, глубокой биологической очистки, представляющие собой трёхкамерную ёмкость. В двух первых камерах, отделённых гидрозатворами, нет доступа воздуха, а отстаивание и разложение оседающих фракций осуществляется за счёт брожения. В третьем отсеке, куда попадают уже практически осветлённые стоки, установлен биофильтр — слой керамзита с образующейся на нём бактериальной плёнкой.
• Сооружение отличное, и не зря рекомендуется для эксплуатации в климате средней полосы. Однако производитель неизвестно зачем предлагает отводить воду из этого септика в фильтрующую траншею или колодец. Это явное излишество, которое повлечёт немало затрат. После биофильтра выходит достаточно чистая вода, которую можно просто сливать в почву, без формирования дренажных полей, или использовать для полива.
• При устройстве фильтрационных тоннелей или колодцев, наоборот, биофильтр не нужен, потому что биодобавки для него и дороги, и не всегда найдёшь. А ещё нужно не забыть и о самой необходимости их добавления, без которого симбиоз бактерий нарушается, и весь смысл присутствия биофильтра в системе пропадает. Не зная всего этого, при покупке дорогущих установок потребитель попросту попадает на большие денежные затраты.

Так же при выборе варианта очистного сооружения нужно обращать внимание на требования к канализации в частном доме, предъявляемые действующими нормами. А они гласят, что вокруг песчано-гравийных фильтров (полей и траншей) должна быть санитарная зона. Её площадь зависит от производительности сооружения, и минимально составляет 15 м. К тому же, и от септика до дома должно быть не менее 5 м.

Эти нормы в большинстве своём попросту неприемлемы, потому что в современном мире давно забыли про пресловутые 6 соток, а под ИЖС стали выделять участки всего по 2-3 сотки. Отнимите площадь дома, и посмотрите, останется ли место на фильтрационное поле.

Особенности устройства септика с почвенной очисткой

Теоретически воду из очистного сооружения можно сбрасывать и в водоём, но: во-первых, для этого нужна более дорогостоящая система для глубокой очистки; а во-вторых, в большинстве случаев рядом с домом попросту нет водоёма. Так что, всё внимание обратим на почвенную фильтрацию, которая почти всегда более предпочтительна, экологична и обходится дешевле.

• Остаётся вопрос, до какого качества должна быть очищена вода. Если у вас вокруг особняка огромный участок земли, и есть возможность соблюсти все нормы, предъявляемые СанПин, воду можно не чистить вообще. Но коттеджи обычно стоят на маленьких участках, где и дома, и водозаборные колодцы друг на друге, поэтому чистить воду посредством фильтрующего колодца всё-таки надо.

• Почвенная фильтрация допустима и даже приветствуется, так как содержащиеся в стоках фосфор, калий, азот и другие минеральные вещества приносят пользу растениям. Против этого не возражают никакие нормы — главное только, чтобы стоки не могли попасть в водоносные горизонты, гидравлически связанные с поверхностными водоёмами, и используемые для добычи питьевой воды.
• Согласно методическому документу МДК 3-01.2001, фильтрационные поля не могут устраиваться при таком уровне грунтовых вод: меньше 3 м на супесях и в песчаных грунтах, и меньше 1,5 м в суглинках. Но это идеал, который не всегда можно воплотить в жизнь.
• Выход один – производить дополнительное осветление стоков за счёт полной или частичной биологической очистки, и не забывать про санитарные зоны (между септиком и домом надо заложить расстояние не меньше 5 м). Объём септика, если не хотите производить откачку чаще 1 раза в год, должен быть в 2,5 раза больше суточного притока воды.

На заметку: Оптимальный объём накопительного резервуара — 5 м3, что обусловлено минимальной вместимостью цистерны ассенизационной машины. Стоимость откачки включает в себя именно такое количество, и если септик у вас маленький, трёхкубовый, платить всё равно придётся, как за 5 м3 (а то и все 8 м3). В старых машинах ёмкости были по 2,5 м3, поэтому и септики делали маленькие.

• Обратим внимание на то, что наличие в очистном сооружении нескольких камер не повышает степень чистоты сточных вод, а просто увеличивает приёмную способность сооружения. Если стоков меньше 1 м3/сут, достаточно сделать однокамерный септик из трёх железобетонных метровых колец.
• Если расход воды больше, можно увеличить либо объём одного резервуара за счёт увеличения площади (при глубине более трёх метров становится затруднительной откачка), либо устраивается дополнительная ёмкость с таким же, или иным объёмом. Вот в ней и устраивается фильтрующее дно. Теоретически такое дно можно сделать и в единственном резервуаре, но рано или поздно оно заиливается, и вода перестаёт фильтроваться через почву.
• В первом резервуаре подводящая труба должна располагаться выше расчётного уровня жидкости минимум на 5 см. Если она постоянно будет утопленной, то быстро забьётся жирными отложениями. Отводящий трубопровод располагается ниже подводящего, что даёт возможность жидкости переливаться в следующую ёмкость.

В каждой камере предусматривается вентиляционный стояк – труба диаметром 100 мм, поднимающаяся вверх на 70 см (хотя если крышка негерметична, вентиляцию делать не обязательно). Для задержания плавающих в воде веществ, на концах труб притока и перелива устанавливают погруженные в воду открытыми концами патрубки.

Заключение

Почвенная очистка сточных вод хороша тем, что здесь не требуется точно рассчитывать степень чистоты стоков, как при сбросе в водоём. Достаточно только правильно оценить условия строительства, и подобрать нужный набор элементов — а живущие в септике бактерии сделают свою работу.

Они переработают полезные для них органические частицы, отделив их от минеральных веществ, утилизирующихся в грунте. При этом грунт вовсе не загрязняется, как многие ошибочно считают, а обогащается, так как именно за счёт остатков разложения органики и поддерживается почвенный биоценоз, столь важный для большинства растений.