Фильтрующие кассеты. Фильтрующие устройства для водонепроницаемых или слабопроницаемых грунтов
Фильтрующая кассета - это мелкий бассейн большой площади, на дне которого уложен фильтрующей слой щебня. Сверху бассейн имеет перекрытие, защищенное слоем гидроизоляции и утепленное слоем грунта.
Если грунт водопроницаем, то устраивают фильтрующую кассету, через которую отфильтрованная вода уйдет в грунт.
Если грунт водоупорный, то необходима фильтрующая насыпь с последующим сбросом воды в водоем или на рельеф.
Фильтрующая кассета может работать при коэффициенте фильтрации грунтов не менее 0,03 м/сутки.
При малой водопроницаемость грунта приходится увеличивать площадь фильтра.
Вода подается в бассейн насосом, разливается по фильтрующему слою, постепенно уходит из него и просачивается сквозь грунт к подземным водам.
площадь, занимаемая фильтром
Площадь бассейна определяется исходя из коэффициента фильтрации грунта.
Если для суглинков этот коэффициент равен 0,05 (с 1 м 2 уходит в грунт примерно 50 л воды в сутки), то для приема 500 л (семья из 2-3 чел.) понадобится площадь 10 м, а для 1 000 л (4-6 чел.) - 20 м 2 .
Для глинистых почв с коэффициентом фильтрации 0,03 соответствующие площади составят примерно 17 и 34 м 2 . Реальный коэффициент фильтрации грунта может отличаться от средне-расчетного значения.
При сооружении фильтрующей кассеты сначала устраивают плоскую площадку на отметке выше уровня грунтовых вод, В зависимости от рельефа либо отрывают неглубокий котлован, либо досыпают грунт до нужного уровня.
Затем площадку засыпают фильтрующим слоем (гравий, щебень или шлак средней и мелкой фракции (2—10 мм)) на высоту 100 мм.
Затем на гравий устанавливают опоры под перекрытие в виде столбов из кирпича или железобетонных фундаментных блоков высотой 400 мм. Столбы устанавливают параллельными рядами вдоль длинной стороны площадки, с зазором между ними 15-20 мм для внутренних рядов. Расстояние между рядами составляет 1 м для перекрытия по деревянным балкам (брус 8-10 см) и 3 м - для ж/б плит. После установки столбов окончательно досыпают фильтрующий слой, общей толщиной 200 мм.
Площадь кассеты |
Расход сточных вод, м 3 /сутки |
Длина, м |
Ширина, м |
Число рядов опор |
|
12 м 2 (суглинки) |
||||
|
18 м 2 (глины) |
||||
|
24 м 2 (суглинки) |
||||
|
36 м (глины) |
Поверх бруса или ж/б плит насыпают слой шлака высотой 0,15-0,2 м, укладывают рулонную гидроизоляцию и засыпают утепляющий слой грунта высотой 0,5-0,8 м.
Продольный разрез фильтрующей кассеты полузаглубленного типа показан на рис. 1.
Рис. 1. Устройство фильтрующей кассеты (размеры в мм): 1 - подводящий трубопровод сточных вод (от насоса); 2 - фильтрующая засыпка; 3 - опорные блоки; 4 - дренажный лоток вокруг насыпи; 5 - крышка; 6 - струеотбойная стяжка из столбиков, установленных с зазором 15 - 20 мм; 7 - вентиляционный стояк; 8 - перекрытие; 9 - фильтрующие колодцы.
Часть бассейна, куда выходит труба подачи сточных вод, отделена поперечной отбойной стенкой со щелями, благодаря которой образуется водораспределительная камера, обеспечивающая равномерную раздачу воды по ширине канала.
Над подающей трубой в перекрытии устраивают крышку (диаметром 0,5-0,7 м), защищенную гидроизоляцией.
Как видно из рис. 1, все устройство снабжено вентиляционным стояком (асбоцементная труба диаметром 100 мм) с флюгаркой наверху, поднимающиеся выше кассеты на 0,5-0,7 м. Вокруг насыпи устроен дренажный лоток шириной 200 и глубиной 300 мм для отвода осадков.
Наземные фильтры устраивают на водоупорных и полупроницаемых грунтах при высоком уровне грунтовых вод. Одним из вариантов фильтра, размещенного выше отметок естественного рельефа, является фильтрующая насыпь. Ее применяют в глинистых грунтах, при высоком уровне грунтовых вод. Дренажные трубы должны располагаться как минимум на 1 м выше сточных вод, а высота фильтрующего слоя составляет 1 м. Этими условиями определяется, будет ли фильтр частично заглублен в грунт или же его основание придется на нулевую отметку рельефа. Устройство насыпного фильтра ничем не отличается от устройства фильтрующей траншеи или коллекторного фильтра , но поскольку вся система (дренаж, песчано-гравийная засыпка, оросительная сеть) располагается частично или полностью над поверхностью земли, то стенкой надземной части фильтра служит земляная насыпь.
В данной статье рассматриваются последние три распространенных метода по финишной доочистке сточных вод, сливаемых из оборудованного септика .
Песчано-гравийные фильтры
Песчано-гравийные фильтры применяются на грунтах, обладающих слабыми фильтрационными свойствами (например, глинистых). Основными элементами такого рода фильтров являются оросительная и дренажная сети, а также фильтрующая загрузка.
Сначала под фильтр роется котлован, с таким расчетом, чтобы его дно было расположено приблизительно на 1.5 м ниже расположения дозирующей камеры или отводящей трубы септика. Основание котлована устраивается с уклоном по направлению к центральной части. Величина уклона делается около 3 см. на метр. Дно устилается слоем гравия, доменного шлака или щебня с размером фракции 15-30 мм, на котором размещают дренажную сеть. Дренажная сеть строится из центральной трубы диаметром 12-15 см. (так называемый коллектор) и водосборных труб 10 cм. в диаметре. Водосборные трубы могут быть пластиковыми с боковыми отверстиями или асбестоцементными с пропилами. Крепятся такие трубы к коллектору при помощи канализационных тройников, выполненных из пластмассы или чугуна.
Собранная дренажная сеть засыпается гравием, щебнем или шлаком, при этом соблюдается следующий порядок засыпки:
Затем, после тщательного уплотнения, укладывается слой гравия, щебня или шлака фракцией 15-30 мм. На него сверху укладывается оросительная сеть, которая устроена по аналогии с дренажной. Оросительную сеть засыпают 50 мм слоем гравия, поверх которого укладывают слой рубероида или гидроизола и слой глины, формируя глиняный замок. В заключение котлован засыпается грунтом.
Площадь получившегося фильтра определяется исходя из длины оросительных труб, с учетом расстоянии между ними в 50 см. Необходимая длина трубы определяется согласно правилу: 1 метр трубы на 100 литров стоков в сутки (или на 150 литров в сутки при очистке «серых» стоков). Таким образом, при объеме стоков 1 м 3 /сутки (1000 литров), длина оросительной системы труб составит 10 м. Если длина коллектора составляет 2,5 м., то достигнуть необходимой длины оросительных труб можно с помощью пяти пар ответвлений по 1 метру каждое. Площадь фильтра при этом составит 2,5x2 м.
Лоток дренажных труб должен находиться как минимум на 1 метр выше уровня залегания грунтовых вод. Если грунтовые воды расположены высоко, фильтр может размещаться в подсыпке (при необходимости можно организовать подкачку сточных вод). Если фильтр установлен в подсыпке, его перестилают слоем гидроизоляционного материала, затем – пересыпают 50-60 сантиметровым слоем шлака и слоем грунта высотой 20 см.
Очищенная при помощи фильтра вода поступает в колодец, с которым соединен конец коллектора дренажной системы. В соответствии с требованиями органов санитарно-эпидемиологического надзора, очищенная вода может быть подвергнута дополнительной дезинфекции при помощи хлорпатрона. При объеме колодца 0,5 м 3 , один хлорпатрон обеспечивает дезинфекцию на протяжении месяца.
Стоит помнить о том, что постоянный сброс воды, содержащей высокие остаточные концентрации хлора, в водоем может оказать отрицательное воздействие на водную флору и фауну. В связи с этим, хлорирование уже очищенных сточных вод осуществляется только по согласованию с санитарной инспекцией в условиях повышенной эпидемиологической опасности.
Удаление сточных вод из коллекторного колодца после их очистки и обезвреживания может осуществляться самотеком или при помощи специального насосного оборудования.
Фильтрующие траншеи
Элементы фильтрующей траншеи те же, что и у песчано-гравийного фильтра. Но, в отличие от последнего, фильтрующая траншея имеет линейное строение. Ее длина может достигать 30 м. при ширине равной 0,5 м.
При объеме сточных вод до 0,5 м 3 в сутки (средний объем для семьи из 2-3 человек), достаточной длиной фильтрующей траншеи является 5 м., при 1 м 3 – 10 м. Мощности фильтрующей траншеи достаточно для очистки стоков от нескольких домов, качество очистки при этом является аналогичным качеству очистки песчано-гравийного фильтра.
Фильтрующая кассета применяется для очистки стоков в случае, когда грунтовые воды залегают на высоком уровне.
Фильтрующая кассета устраивается на прямоугольном участке, площадь которого в случае суглинистых грунтов составляет 10-12 м 2 , в случае глинистых – 15-18 м 2 . Поверхность площадки должна располагаться на уровне, приблизительно на 1 м. превышающем уровень грунтовых вод (в случае необходимости для фильтрационной кассеты формируется подсыпка). На выровненную и спланированную площадку укладывается слой гравия, щебня или шлака с величиной фракций 2-10 мм., высота слоя должна составлять 20-30 см.
Вдоль одной из сторон площадки (которая длиннее) в два ряда устанавливаются опоры. Расстояние между опорами составляет около 1 м. Поверх опор организовываются перекрытия. В качестве перекрытий используются различные подручные материалы, такие, как бревна, бракованные бетонные изделия, рейки, жерди, горбыль и прочее. Сверху перекрытия и по его бокам засыпают 25-50 см. слой гравия, щебня или шлака, затем покрывают слоем гидроизоляционного материала, который в свою очередь засыпают метровым слоем грунта.
После прохождения септика сточная вода при помощи насоса подается по напорной трубе в пространство под перекрытием. Для уменьшения площади, занимаемой фильтрационной кассетой, в ее основании можно разместить фильтрующие колодцы, в которых используется тот же материал, что и в основании кассеты. Диаметр колодцев может составлять 20-30 см., глубина – 70 см., располагаются такие колодцы на расстоянии 50 см. друг от друга.
Сбор сточной воды, прошедшей фильтрацию, осуществляется при помощи дренажного лотка, заполненного фильтрующим материалом (примерные размеры лотка составляют 20х30 см.). Удаление очищенных сточных вод в водоем осуществляется при помощи другого подобного дренажного лотка.
В статье, опубликованной в № 83 журнала «МИР КЛИМАТА», мы познакомились с общими требованиями к расчету и устройству сооружений почвенной очистки. Теперь поговорим об индивидуальных требованиях, связанных с особенностями конструкции тех или иных типов фильтрующих сооружений - фильтрующих колодцев, трубчатых полей подземной фильтрации, кассет, блоков и тоннелей.
Фильтрующие колодцы
Бетонные фильтрующие
колодцы. США
Фильтрующие колодцы (англоязычные названия: drywell - «сухой колодец», soakaway - «поглотительный колодец») изготавливают из самых различных материалов: от использованных автомобильных покрышек, бутового камня, кирпича, бетона или отрезков труб большого диаметра до различных пластмасс - полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), стеклопластика или непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ).
Как правило, в плане сооружение представляет собой прямоугольник с длинами сторон не более 2 м., либо окружность диаметром до 2 м. Глубина колодца - 2,5–3,0 метра. Любой фильтрующий колодец состоит из щебеночного или гравийного основания не менее 200 мм в высоту, донного фильтра, стен и перекрытия. В перекрытии предусматривается устройство люка.
колодец
Донный фильтр выполняется в виде засыпки из гравия или щебня крупностью 15–30 мм внутри колодца и у наружной поверхности стен на ширину 300 мм. На высоту фильтра стены колодца выполняются с равномерно распределенными отверстиями диаметром 40–60 мм общей площадью не менее 10 % поверхности стен. Отверстия в кирпичных стенах предусматриваются за счет промежутков в кладке. Высоту донного фильтра рекомендуется принимать от 0,2–0,3 метра (для песчаных грунтов) до 1 метра (для глинистых грунтов).
Лоток подводящего сточные воды трубопровода размещается не ниже 100 мм от верха донного фильтра. Открытый конец трубопровода рекомендуется располагать в центре колодца, размещая в месте падения струи на поверхности щебня плоский рассекатель. Это может быть кусок бетона, обломок шифера, камень - практически любой материал, стойкий к воздействию сточных вод и не всплывающий в них.
вод» с механическим
фильтром, установленным
внутри выпускного
тройника. Впускной
тройник не показан
Расчетная фильтрующая поверхность колодца вычисляется как сумма площади горизонтальной проекции донного фильтра внутри колодца и площади внутренней поверхности стен колодца на высоту фильтра.
Для увеличения производительности фильтрующих колодцев и (или) создания дополнительной буферной емкости сооружения допускается увеличивать высоту щебеночного основания, ширину щебеночной обсыпки, а также устраивать дополнительные трубчатые радиальные оросители длиной не более 10 м, присоединенные к колодцу на 200–300 мм ниже подводящего сточные воды трубопровода. В этом случае верх донного фильтра должен быть на 100 мм ниже лотка трубчатых оросителей.
Расчетная фильтрующая поверхность колодца с увеличенной обсыпкой рассчитывается по внешнему периметру обсыпки с коэффициентом 0,95.
Расчетная фильтрующая поверхность дополнительных трубчатых оросителей определяется по площади горизонтальной проекции их щебеночного основания.
Ширину щебеночного основания отдельных оросителей принимают в зависимости от типа грунта:
нительными трубчатыми
оросителями
- в песках - 0,75–1,0 м;
- в супесях - 1,25 м;
- в суглинках - 1,5 м.
На перекрытии фильтрующего колодца следует устанавливать приточный вентиляционный стояк диаметром не менее 100 мм, выводя его на 700 мм выше планировочной отметки земли. В случае устройства дополнительных радиальных трубчатых оросителей, присоединенных к колодцу, вентиляционные стояки следует располагать на концах этих оросителей.
В США достаточно распространены миниатюрные фильтрующие колодцы объемом 50–100 литров. Ряд фирм производит и предлагает потребителям готовые пластиковые мини-колодцы, используемые для поглощения в грунт как дождевых, так и хозяйственно-бытовых стоков после септика. Такие колодцы устанавливаются на концах трубчатых оросителей полей фильтрации или самостоятельно в паре с мини-септиками - для очистки и утилизации так называемых «серых вод», то есть бытовых стоков от умывальников, душа, стиральной или посудомоечной машины.
Поля подземной фильтрации
увеличения производительности или быстрой замены
вышедшего из строя подземного поля фильтрации
Поля подземной фильтрации состоят из распределительных устройств, сети подающих и оросительных труб диаметром не менее 100 мм, укладываемых на глубину 0,5–1,8 м (в зависимости от глубины промерзания грунта), и щебеночного или гравийного основания высотой не менее 20 см.
Оросительные трубы укладывают на минимально возможную глубину, исключающую их промерзание и механическое повреждение. Уложенные на основание оросительные трубы засыпаются слоем щебня или гравия на 5–10 см выше верха труб, накрываются слоем геотекстильной мембраны для предотвращения проникновения грунта в щебень и засыпаются грунтом.
1 – воздушное отверстие 250 × 250 мм; 2 – переливное
отверстие 250 × 250 мм; 3 – вентиляционная труба;
4 – удлиняющий чугунный патрубок; 5 – впускной тройник;
6 – выпускной тройник; 7 – флюгарка; 8 – утепленная
деревянная крышка; 9 – крепежный хомут; 10 — крышка люка;
11 – подводящий трубопровод Ø 100 мм; 12 – отводящий
трубопровод Ø 100 мм
При расходе сточных вод, подаваемых на поля подземной фильтрации, свыше 3 м 3 /сут с целью более равномерной загрузки оросительных трубопроводов применяют дозирующие устройства. Обычно в качестве дозаторов используют сифонирующие самотечные устройства или насосы. Объем единовременно выбрасываемой дозирующим устройством сточной воды рекомендуется принимать в легких суглинистых грунтах равным 20 %, а в супесях и песках - 50 % емкости оросительных труб поля подземной фильтрации. Для притока воздуха на концах оросительных труб предусматривают стояки диаметром 100 мм, выводя их на 700 мм выше планировочной отметки земли. При параллельном расположении оросительных труб допускается установка вентиляционных стояков на концах оросительных труб, объединенных в группы.
Оросительные трубопроводы и распределительный трубопровод укладывают в песчаных грунтах с уклоном 0,001–0,003, а в суглинистых и супесчаных - горизонтально. Расположение оросительных трубопроводов может быть параллельным или радиальным. Длина отдельных оросителей не должна быть более 10–15 метров. Расстояние между оросительными трубопроводами при их параллельном расположении принимают в зависимости от типа грунта:
- в песках - 1,5–2,0 м;
- в супесях - 2,5 м;
- в суглинках - 3 м.
При радиальном расположении оросительных трубопроводов величину внутреннего угла между соседними оросителями рекомендуется принимать не более 30 градусов, при этом устья лотков оросительных трубопроводов должны располагаться на одном уровне.
Оросительные и распределительные трубопроводы монтируются, как правило, из асбестоцементных или полимерных труб. Они должны иметь пропилы в нижней половине трубы шириной 5–10 мм на глубину около половины диаметра трубы, расстояние между пропилами принимается 0,10 м.
Расчетная фильтрующая поверхность поля подземной фильтрации определяется равной площади горизонтальной проекции его щебеночного основания.
Для полей подземной фильтрации пропускной способностью до 15 м 3 /сут СанПиН устанавливают размер санитарно-защитной зоны 50 м.
Фильтрующие кассеты
Фильтрующие кассеты рекомендуется применять в слабофильтрующих грунтах и (или) при высоком расчетном уровне грунтовых вод, размещая их в уровне планировочных отметок земли или в насыпи, с обсыпкой сооружения слоем грунта. Наименьшую высоту обсыпки необходимо определять теплотехническим расчетом или принимать на основании опыта эксплуатации аналогичных сооружений в данном районе.
колодец (drywell). США
Фильтрующая кассета состоит из щебеночного или гравийного основания не менее 200 мм в высоту, стен и перекрытия. В перекрытии кассеты следует предусматривать устройство люка и вентиляционного стояка диаметром не менее 100 мм, выводя его на 700 мм выше планировочной отметки земли.
Стены фильтрующей кассеты строят из готовых бетонных и железобетонных элементов или конструкций, монолитного бетона, а также сплошного глиняного кирпича усиленного обжига. Перекрытие выполняется из железобетонных плит. Высота пространства между верхом щебеночного основания и низом перекрытия принимается не менее 250 мм.
Лоток самотечного подводящего сточные воды трубопровода размещается не ниже 100 мм от верха щебеночного основания кассеты. В месте поступления сточных вод в кассету устраивается наброска из щебня крупностью 20–40 мм. При подаче стоков в кассету напорным трубопроводом дополнительно предусматривают устройство гашения напора.
Расчетная фильтрующая поверхность фильтрующей кассеты принимается равной площади горизонтальной проекции ее внутреннего пространства.
канализации с септиком и подземным полем фильтрации. США
Для увеличения производительности фильтрующих кассет в тяжелых суглинистых грунтах допускается дополнительно предусматривать ниже гравийно-щебеночного основания кассеты устройство заполняемых щебнем или гравием шурфов диаметром 150–200 мм на глубину 0,5–1,0 м с промежутками 0,5 м между ними.
Расчетная фильтрующая поверхность дополнительных шурфов определяется по площади их суммарной боковой поверхности с коэффициентом 0,35.
Расстояние между наивысшим уровнем грунтовых вод и низом шурфов принимается аналогично расстоянию от низа оснований фильтрующих колодцев в зависимости от типа нижележащих грунтов.
Фильтрующие тоннели и блоки
Фильтрующие тоннели и блоки из заводских модульных конструкций рекомендуется применять в следующих целях:
- создание фильтрующих сооружений произвольной в плане формы в стесненных условиях;
- сокращение трудоемкости и материалоемкости строительства;
- уменьшение объемов земляных работ;
- минимизация занимаемой сооружением площади;
- совмещение фильтрующего сооружения с буферным накопителем залповых или нерасчетных сбросов «выходного дня»;
- для временного хранения очищенных сточных вод при использовании их на полив зеленых насаждений.
Подача сточных вод в фильтрующие сооружения, выполненные из тоннелей или блоков, в зависимости от их высотного расположения может быть организована по самотечному либо напорному трубопроводу.
Фильтрующие тоннели и блоки устанавливаются на гравийно-щебеночное основание высотой не менее 200 мм, накрываются сверху (но не сбоку) слоем геотекстильной мембраны для предотвращения проникновения грунта в щебень и засыпаются или обсыпаются щебнем, грунтом, смесью грунта с гравием или ПГС.
Наименьшую высоту обсыпки необходимо определять теплотехническим расчетом или принимать на основании опыта эксплуатации аналогичных сооружений в данном районе.
В случае использования тоннелей с глухим сводом или с жалюзийными щелями геотекстильные мембраны применять не требуется.
В верхней части фильтрующего сооружения, выполненного из тоннелей или блоков, следует предусматривать устройство вентиляционного стояка диаметром не менее 100 мм, выводя его на 700 мм выше планировочной отметки земли. Стояк устанавливается с противоположной от места подачи сточных вод стороны сооружения в специальный маркированный вынос тоннеля или посадочную муфту блока. Стояк должен углубляться в модуль тоннеля или блока на 200 мм.
Расчетная фильтрующая поверхность фильтрующего сооружения, выполненного из тоннелей или блоков, принимается равной площади горизонтальной проекции его щебеночного основания.
пластиковым фильтрующим
колодцем (drywell)
Необходимо понимать, что для нормальной и продолжительной работы сооружений почвенной очистки необходимо не только выполнить все эти требования в процессе проектирования и строительства, но и грамотно эксплуатировать сооружения.
А как же быть с оперативным управлением сооружениями, отсутствие возможности которого противники данной технологии записали ей в минус? Очевидно, что ни один из параметров сооружений в силу их конструкции не может быть изменен в процессе эксплуатации для оперативного управления их работой. Но это скорее плюс данного метода, нежели его минус. Достаточно странно слышать об отсутствии управления тем, что не требует управления. Действительно, никого же не смущает отсутствие возможности управления, например, размером ботинок или объемом кастрюли. И те и другие вполне используются человеком без всякого «управления их параметрами». Почвенный метод применяется в автономных системах канализации малой производительности для биологической очистки и утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод одного или нескольких загородных домов или одной усадьбы. В этих условиях, как правило, никакого управления просто не требуется, достаточно запроектировать и построить систему под конкретные условия проживания в том доме или домах, для которых она предназначена, и соблюдать нехитрый набор правил эксплуатации.
Очистные сооружения с септиками и подземными фильтрующими сооружениями легко переносят перерывы в подаче сточных вод при сезонном проживании или посещении только по выходным дням. Если предполагается, что в доме кратковременно может проживать значительно больше людей (гости), чем учтено в расчете необходимой производительности сооружений, в системе должно быть предусмотрено устройство буферной емкости для аккумуляции дополнительного объема стока с его последующей фильтрацией в грунт при уменьшении поступления сточных вод до объемов, ниже расчетных показателей. В качестве такой буферной емкости обычно используется внутренний объем фильтрующих колодцев, кассет или сооружений из блоков и тоннелей.
Однако и эти соображения учитываются на стадии проектирования и строительства, а не в процессе эксплуатации.
поля подземной фильтрации
Как уже упоминалось ранее, в работе сооружений биологической очистки сточных вод почвенными методами выделяют два периода: биологического созревания и биохимического окисления загрязнений.
В период биологического созревания, когда септик работает в основном как гравитационный отстойник, а грунт - как механический и сорбционный фильтр, биологические процессы находятся в зачаточном состоянии. В это время сооружения рекомендуется эксплуатировать в щадящем режиме, не допуская гидравлического перегруза и попадания в сточные воды веществ, препятствующих биологической очистке. В условиях частного жилого дома это в основном бытовая химия - моющие и отбеливающие хлорсодержащие препараты.
Вывод септиков на рабочий режим щелочного брожения состоит в постепенном наращивании специфической микрофлоры, осуществляющей анаэробное сбраживание образующегося осадка. Для ускорения процесса в септики загружают зрелый осадок из подобных работающих сооружений в количестве 15–20 от рабочего объема септика. Вместо зрелого осадка допускается использовать в качестве затравки осадок из выгребов при условии, что он пролежал там не менее 1 года.
При отсутствии затравки созревание осадка может быть достигнуто через 6–12 месяцев. Признаками выхода септика на режим щелочного брожения являются исчезновение запаха сероводорода и темно-серый цвет осадка.
Эффективная работа септиков достигается при условии соблюдения расчетного времени пребывания сточной воды и осадка, своевременной выгрузки перегнившего осадка, правильной технической эксплуатации сооружения.
1 - подводящий трудопровод; 2 - фильтрующее основание;
3 - опорные блоки; 4 - железобетонная плита перекрытия;
5 - фильтрационные скважины; 6 - вентиляционный стояк;
7 - деревянная крышка; 8 - дренажный лоток; 9 - крышка
люка; 10 - гидроизоляция; 11 - каменная отмостка;
12 - каменное мощение; 13 - струеотбойная стенка
Основным контролируемым показателем работы септиков является содержание взвешенных веществ в осветленной воде. Остаточная загрязненность сточных вод по этому показателю на выходе из септика не должны превышать 80–100 мг/л.
Технологический контроль работы септиков осуществляют по показателям: запах, взвешенные вещества, БПК 2 . Периодичность контроля устанавливается эксплуатирующей организацией по согласованию с органами санитарно-эпидемиологического надзора.
Если эксплуатацию септика автономной системы канализации индивидуального жилого дома осуществляет домовладелец, контролировать качество выходящей из септика воды рекомендуется по показателям «запах» и «прозрачность». Очищенная в септиках вода не должна иметь гнилостного запаха, а значение показателя «прозрачность» не должно быть ниже 5 см по шрифту. Этот тест на прозрачность не требует наличия у пользователя каких-либо специальных знаний или сложного лабораторного оборудования. Достаточно иметь лист бумаги и стеклянный цилиндр высотой 60 и диаметром 3–3,5 см.
Метод основан на определении высоты водяного столба, при которой еще можно визуально различить (прочесть) черный шрифт, высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне или увидеть юстировочную метку (например, черный крест на белой бумаге). Под цилиндр подкладывают стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, исследуемую пробу сточных вод постепенно наливают в цилиндр до тех пор, пока можно прочитать шрифт, и определяют предельную высоту столба воды. Метод является унифицированным и соответствует ИСО 7027.
колодца. США
Для сравнения: прозрачность по шрифту питьевой воды должна быть не менее 30 см. Поэтому, если нет возможности раздобыть унифицированный цилиндр указанной высоты и ширины, для самостоятельного контроля прозрачности можно использовать лабораторные цилиндры меньших габаритов.
Техническая эксплуатация септиков также включает в себя периодическое наблюдение за уровнем стояния осадка и своевременное его удаление, осмотр и очистку тройников от всплывающих веществ.
(drywell)
Неудовлетворительная работа септиков сопровождается повышенным выносом взвешенных веществ и неприятным запахом.
Уровень стояния осадка определяют с помощью штанги или рейки, он всегда должен быть ниже нижнего обреза патрубка выпускного тройника не менее чем на 10 см.
В процессе эксплуатации септика толщина выпавшего осадка и плавающей корки постепенно увеличивается. Пространство, по которому передвигается сточная вода в сооружении, уменьшается. Скорость движения сточной жидкости повышается, и она находится в сооружении уже не 2,5–3 суток, а значительно меньше. Вследствие этого эффективность работы септика снижается. Так, если септик работает без очистки 1,5 года, эффективность удаления яиц гельминтов из сточной жидкости снижается практически до нуля. А уже через два года эксплуатации септика сточные воды, проходя через него, вымывают из осадка яйца гельминтов, в результате чего выходящая жидкость содержит яиц гельминтов больше, чем поступающая на очистку.
тоннелями
Увеличивается и вынос из септика взвешенных веществ, что неблагоприятно сказывается на работе сооружений почвенной очистки, приводя к увеличению нагрузки по загрязняющим веществам, ускорению кольматации грунта в их основании, снижает производительность и в конечном итоге выводит сооружения из строя.
Поэтому уровень стояния осадка, указанный выше, следует считать критическим, по достижении которого дальнейшая эксплуатация септика без удаления осадка не допускается. Рекомендуется удалять осадок гораздо раньше, по достижении его уровнем трети рабочей глубины септика (или низа переливных отверстий для многокамерных септиков с затопленными переливными отверстиями).
колодец из бетона
Удалять осадок следует по мере накопления, при достижении уровнем стояния осадка установленной величины, оставляя в септике 15–20 % осадка, чтобы процесс брожения не нарушался.
Перед удалением осадка септик выключают из работы, извлекают верхнюю корку с помощью вил или сетчатых черпаков и откачивают осадок из-под уровня сточных вод ассенизационной машиной или диафрагменным насосом.
Основным контролируемым технологическим параметром для сооружений почвенной очистки является гидравлическая нагрузка на оросительную сеть при обязательном поддержании качества поступающей на фильтрацию воды на уровне, обеспечивающем нормальное функционирование системы почвенной очистки.
котловане
При сезонном аномальном повышении уровня грунтовых вод выше расчетного рекомендуется временно снизить гидравлическую нагрузку на сооружения до возвращения УГВ к проектным значениям.
Техническая эксплуатация сооружений почвенной очистки включает в себя контроль качества и расхода сточной воды, поступающей на сооружения почвенной очистки, контроль наполнения фильтрующего сооружения и наблюдение за уровнем грунтовых вод.
Длительное превышение нагрузки по взвешенным веществам выше расчетной приводит к заиливанию фильтрующего слоя, превышение гидравлической нагрузки - к переполнению системы. То и другое внешне проявляется в затоплении фильтрующего сооружения, частичном или полном подтоплении септика (выше верха трубы, подающей в септик исходные стоки), появлении воды в вентиляционных стояках и невозможности дальнейшей работы всей системы в целом.
1 - водобойный щит; 2 - кольца горловины;
3 - крышка люка; 4 - утепляющая крышка;
5 - плита перекрытия; 6 - вентиляционный
стояк; 7 - глухие кольца; 8 - кольца с
отверстиями; 9 - фильтрующая загрузка;
10 - отверстия в кольцах; 11 - бетонное
основание; 12 - подводящий трубопровод
При полной или частичной утрате работоспособности фильтрующего сооружения его, как правило, вскрывают и заменяют гравийно-щебеночные фильтрующие слои основания сооружения с предварительным удалением нижележащего слоя грунта, подвергшегося кольматации, и его заменой крупнозернистым слоем песка аналогичной высоты. Удаленный грунт может быть использован для приготовления компоста с обязательным соблюдением санитарных требований.
В некоторых не сильно запущенных случаях восстановить фильтрующую способность сооружения почвенной очистки удается гидравлической промывкой его интерфейса (трубчатых оросителей, стен колодцев и т. п.) или сочетанием химической промывки сильным окислителем и гидравлической промывки до и после применения окислителя. Для осуществления такой промывки некоторые фирмы США используют раствор технической перекиси водорода, российские и советские источники рекомендуют хлорную воду, которой на некоторое время заполняют сооружение. Обязательным условием успеха такой промывки является последующая гидравлическая промывка сооружения, удаляющая из него окисленную реагентом органику.
Понятно, что такие методы возможны только при централизованном обслуживании сооружений специализированными фирмами, поскольку требуют наличия большого количества реагентов, технических средств их доставки, последующего сбора, вывоза и утилизации отработанных растворов, а также спецтехники для гидравлической промывки сооружений.
«серых вод»
В последнее время в России данную нишу пытаются занять продавцы всевозможных патентованных «природных биоразлагаемых бактериальных препаратов» для снижения запахов, исцеления вышедших из строя фильтрующих сооружений, септиков, выгребных ям и ускоренного запуска сооружений. Следует понимать, что, используя подобные микробно-ферментные препараты, в лучшем случае вы покупаете пару месяцев, а в худшем - загрязняете грунтовые воды, одновременно убивая или подавляя жизнедеятельность местных почвенных микроорганизмов.
К наиболее распространенным причинам преждевременного выхода их строя грунтовых фильтрующих сооружений следует также отнести отсутствие или нарушение их вентиляции. Иногда для восстановления работоспособности сооружения бывает достаточно восстановления нарушенной системы вентиляции или ее добавления при изначальном отсутствии при строительстве.
Следует также понимать, что сооружения автономной хозяйственно-бытовой канализации предназначены исключительно для биологической очистки и утилизации указанных сточных вод. В эти сооружения запрещается сбрасывать:
- дождевой и поверхностный сток;
- сток от мойки автомобилей;
- промывочные воды от установок водоподготовки;
- пищевые отходы после измельчителей пищевых отходов, монтируемых под кухонную мойку;
- вещества, способные засорять трубопроводы и сооружения или отлагаться на их стенках (окалина, известь, песок, гипс, металлическая стружка, грунт, строительный и бытовой мусор, производственные и хозяйственные отходы, минеральные шламы, осадки и т. д.);
- вещества, оказывающие разрушительное воздействие на материал трубопроводов, сооружений и процессы биологической очистки в них (кислоты, щелочи, нерастворимые жиры, масла, смолы, мазуты и т. п.);
Как противостоять опасности возгорания воздуховодов
За последнее время резко увеличилось количество пожаров и даже взрывов внутри воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования. Несмотря на то, что подобные пожары происходили всегда, изменения, произошедшие в последние время, стали причиной возникновения куда более крупных возгораний с участием большего числа людей.
Анализ перспективных систем теплоснабжения
В этом докладе рассмотрены вопросы, связанные с переходом систем централизованного теплоснабжения на децентрализованное. Рассмотрены положительные и отрицательные стороны обеих систем. Представлены результаты проведенного сопоставления этих систем.В том случае если почва на вашем загородном участке такова, что грунт плохо пропускает воду, конструкцию фильтра приходится усложнять. Дело в том, что, когда воды уходят в песчаный или супесчаный грунт, они дополнительно фильтруются, просачиваясь к грунтовым водам.
Поэтому на водоупорных грунтах приходится заботиться о том, чтобы уже на выходе из фильтра сточные воды были достаточно очищены - рассчитывать на фильтрацию в грунте не приходится. Такой фильтр делают в виде трехслойного пирога: сверху - сеть оросительных труб, ниже - повторяющая ее контуры сеть дренажных труб, а между ними - метровой толщины фильтрующая песчано-гравийная начинка.
Оросительная сеть распределяет сточные воды по всей площади фильтрующего слоя, а дренажные трубы собирают отфильтрованные воды. Конструктивно такие песчано-гравийные фильтры устраивают либо в виде сети (коллектор с поперечными трубами), либо в виде длинной траншеи. Выбор зависит от конфигурации подходящих незанятых площадей на участке.
Линейный песчано-гравийный фильтр устраивают в виде траншеи глубиной около 3 м и шириной 0,5 м. Дно траншеи должно быть ниже выпускного лотка септика или дозирующей камеры примерно на 1,5 м. На дно укладывают слой гравия, щебня или котельного шлака с размером гранул 15-30 мм. На него укладывают дренажную трубу из асбоцементных или пластиковых труб диаметром 100 мм с боковыми водоприемными окнами. В асбоцементных трубах такие окна представляют собой пропилы 10-миллиметровой ширины глубиной 20 мм и с шагом 100 мм, а в пластмассовых - отверстия диаметром 10 мм с шагом 100 мм. Пропилы и отверстия по обе стороны трубы располагаются в шахматном порядке (рис. 69).
Рис. 69. (размеры в мм): а - асбоцементная труба; б - пластиковая труба.
Дренажную трубу засыпают крупной фракцией щебня, гравия или шлака (15-30 мм), перекрывая верх трубы на 50 мм, поверх насыпают 100-миллиметровый слой средней фракции (5-15 мм), а на него слой мелкой фракции (2-5 мм) такой же толщины (100 мм). Поверх щебня засыпают метровый слой песка (крупно- и среднезернистого). По песку снова выкладывают щебень (гравий, шлак) крупной фракции (15-30 мм) и уже на него кладут оросительную трубу, устроенную аналогично дренажной, но с ориентированными вниз окнами (см. рис. 67 а, б). Эту трубу засыпают той же засыпкой крупной фракции (на 50 мм над верхом трубы). Остается накрыть засыпку слоем рубероида или гидроизола и засыпать грунтом, установив предварительно вытяжные стояки (из 100-миллиметровой асбоцементной трубы, возвышающейся на 0,5-0,7 м над землей и прикрытой флюгаркой). Вытяжка должна быть установлена в начале дренажной и в конце оросительной труб (по ходу движения сточных вод).
Поперечный разрез фильтрующей траншеи показан на рис. 70.
Рис. 70. (размеры в мм):
1 - дренажная труба; 2 - крупнозернистая засыпка;
3 - среднезернистая засыпка; 4 - мелкозернистая засыпка;
5 - слой песка; 6 - оросительная труба; 7 - крупнозернистая
засыпка; 8 - гидроизоляция; 9 - грунт; 10 - вытяжной стояк.
Длина фильтрующей траншеи зависит от объема сточных вод и составляет 100 л/сутки на 1 метр трубы (для «серых» вод - 150 л/сутки), например, 5 м для расхода 0,5 м3/сутки (2-3 чел.) и 10 м для расхода 1 м3/сутки (4-5 чел.).
Дезинфекция и сброс сточных вод
Очищенную воду, поскольку в грунт она не уходит, приходится далее отводить в водоем-приемник или на рельеф (овраги, водоотводные канавы и так далее). Эта вода уже не представляет никакой опасности как источник заражения.
Тем не менее обычно санитарные и водоохранные органы требуют дополнительной дезинфекции воды путем хлорирования. С этой целью перед выпуском сточных вод устраивают небольшой колодец диаметром 0,5 м.
Глубина колодца около 3 метров. Его дно должно быть на 0,5 м ниже лотков подводящей и отводящей труб, при этом объем воды составит около 100 л. На дне колодца устраивают цементную стяжку по утрамбованному щебню, стенами служат железобетонные кольца. Сверху колодец прикрывают крышкой или люком. Один хлорпатрон, опущенный в такой колодец, обеспечивает дезинфекцию воды в течение месяца.
Необходимо учитывать, что постоянный сброс воды с остаточным содержанием хлора в водоем может причинить вред водной растительности, рыбам и микроорганизмам. Поэтому по согласованию с органами санитарной охраны хлорирование сточных вод производится только в условиях повышенной эпидемиологической опасности, о чем эти органы предупреждают население.
На рис. 71 показана схема отвода сточной воды по цепочке: фильтрующая канава - дезинфекционный колодец - сброс на рельеф.
Рис. 71. : 1 - оросительная труба; 2 - фильтрующие слои щебня и песка; 3 - грунт; 4 - дренажная труба; 5 - вентиляционные стояки; 6 - дезинфекционный колодец; 7 - хлорпатрон; 8 - труба сброса; 9 - каменная насыпка.
Осветленная сточная вода из септика или дозирующей камеры поступает в оросительную трубу, просачивается через слои фильтрующей засыпки и собирается дренажной трубой. Далее она поступает в дезинфекционный колодец, где обеззараживается и сбрасывается в водоем или на рельеф. При сбросе воды на рельеф (в овраг или канаву) в месте падения струи устраивают каменную засыпку, чтобы почва в этом месте не размывалась.
Если размещение длинной фильтрующей траншеи на участке по каким-либо причинам затруднительно, можно устроить более компактный песчано-гравийный фильтр коллекторного типа. В этом случае и дренажную, и оросительную сеть устраивают наподобие миниатюрных полей подземной фильтрации - в виде горизонтальной распределительной трубы и отходящих от нее в обе стороны патрубков с отверстиями.
Например, для фильтрации 1 м3/сутки (5-6 чел.) котлован под фильтр должен иметь размеры: длина 2,5 м (это длина коллектора) и ширина 2 м (чтобы разместить метровые рабочие патрубки по обе стороны коллектора; см. рис. 71).
Дно котлована располагают примерно на 1,5 м ниже лотка отводящей трубы септика (или дозирующей камеры). Дно имеет уклон к центральной части, равный 0,03.
Как и при устройстве фильтрующей траншеи, на дно котлована укладывают засыпку (гравий, щебень или котельный шлак) крупной фракции (15-30 мм), а на него - дренажную сеть, состоящую из коллекторной трубы и отходящих от нее 5 пар дренажных патрубков метровой длины. Конструкция патрубков из асбоцементной или пластиковой трубы видна из рис. 73. Патрубки подсоединяют к коллектору с помощью канализационных крестовин из чугуна. Расстояние между дренажными патрубками - 500 мм. Отверстия в них при сборке ориентируют в стороны.
Дренажную сеть засыпают той же фракцией щебня на 50 мм выше верха труб, затем двумя слоями - средней (5-15 мм) и мелкой (2-5 мм) фракции - по 100 мм высотой и метровым слоем крупно- и среднезернистого песка.
Затем, как и при устройстве фильтрующей траншеи, точно над дренажной сетью собирают оросительную сеть, состоящую из коллекторной трубы, чугунных крестовин и оросительных патрубков (см. рис. 72), ориентируя их отверстиями вниз. Оросительную сеть, подключенную коллектором к выходу септика (дозирующей камеры), засыпают сверху крупнозернистой фракцией, перекрывая трубы на 50 мм, затем укрывают рубероидом или гидроизолом и засыпают грунтом. В конце оросительного и в начале дренажного коллекторов устанавливают вентиляционные стояки из асбоцементной трубы с флюгаркой, выводя их на 0,5-0,7 м выше поверхности земли (чтобы зимой не засыпал снег).
Остаточная полная концентрация биопримесей в сточных водах после песчано-гравийного фильтра при высоте фильтрующего слоя 1 м составляет 12-15 мг/л, а при высоте фильтрующего слоя 1,5м - 8 - 10 мг/л. При очистке на песчано-гравийном фильтре «серых» сточных вод нагрузку (количество очищаемой воды) можно увеличить вдвое, при этом на выходе очистного сооружения сохраняются те же показатели содержания биопримесей.
Рис. 72. (размеры в мм): 1 - верхний (оросительный) коллектор; 2 - чугунные канализационные крестовины; 3 - десять оросительных труб (асбоцементных или пластмассовых); 4 - дренажная коллекторная труба; 5 - десять дренажных патрубков; 6 - к вентиляционному стояку.
Наземные фильтры
Самые большие проблемы возникают, когда высокий уровень грунтовых вод не позволяет заглубить фильтр в землю. На первый взгляд это непонятно: почему бы не устроить то же сооружение на поверхности? Дело вот в чем: как видно из сказанного ранее, вся система канализации - от сантехнических приборов в доме до септика и фильтров - работает по принципу самотека сточных вод примерно на 1,5 м ниже поверхности земли. И на том же уровне, как уже говорилось, располагается коллектор или ввод оросительной системы в любом из описанных выше фильтров, будь то фильтрующий колодец и поля подземной фильтрации на водопроницаемых грунтах или фильтрующая траншея или распределенный песчано-гравийный фильтр. А поскольку в системе нет движущихся частей, кроме потока воды, она практически не нуждается в уходе - кроме ежегодной очистки септика.
Если же приходится устраивать наземный или полузаглубленный фильтр, то ввод оросительной трубы оказывается выше выпуска септика или дозирующей камеры, и эту проблему приходится решать путем подъема сточной воды на более высокий уровень посредством насоса.
Такая система автоматически становится менее надежной, она зависит от наличия электричества и так далее.
Неудобством является, конечно, и необходимость размещать на участке довольно громоздкое сооружение - наземный песчано-гравийный фильтр.
Конечно, первую проблему можно обойти, если поднять всю предыдущую часть системы: устроить наземный септик, поднять и утеплить канализационные трубы, а в доме всю сантехнику размещать только на втором этаже. Мысль, как говорится, интересная, но в результате вместо загородного дома мы получим коттедж, примыкающий к фабрике по переработке...
Конечно, в этом есть свое обаяние. Но можно не городить огород, а перекачивать сточные воды специальным насосом.
Фильтрующая кассета
Если грунт хоть немного проницаем, то устраивают фильтрующую кассету, через которую отфильтрованная вода уйдет в грунт. Если же грунт водоупорный, то необходима фильтрующая насыпь с последующим сбросом воды в водоем или на рельеф.
Фильтрующая кассета может работать при коэффициенте фильтрации грунтов не менее 0,03 м/сутки. Эта цифра обозначает, что если в грунте вырыть шурф площадью 0,7-1 м2, налить в него воду и накрыть крышкой с гидроизоляцией, то за сутки уровень воды понизится на 3 см.
За малую водопроницаемость грунта приходится платить увеличением площади фильтра.
Конструктивно фильтрующая кассета - это мелкий бассейн довольно большой (как видно из таблицы) площади, на дне которого уложен фильтрующей слой щебня. Сверху бассейн имеет перекрытие, защищенное слоем гидроизоляции и утепленное слоем грунта. Вода подается в бассейн насосом, разливается по фильтрующему слою, постепенно уходит из него и просачивается сквозь суглинок к подземным водам.
Нетрудно оценить площадь бассейна исходя из коэффициента фильтрации грунта.
Если для суглинков этот коэффициент равен 0,05 (с 1 м2 уходит в грунт 50 л воды в сутки), то для приема 500 л (семья из 2-3 чел.) понадобится площадь 10 м2, а для 1 тыс. л (4-6 чел.) - 20 м2.
Для глинистых почв с коэффициентом фильтрации 0,03 соответствующие площади составят примерно 17 и 34 м2. Неоходимо учесть, что реальный коэффициент фильтрации грунта может несколько отличаться от средне расчетного значения.
При сооружении фильтрующей кассеты сначала устраивают плоскую площадку на отметке выше уровня грунтовых вод, то есть либо отрывают неглубокий котлован, либо подсыпают грунт до нужного уровня. Затем площадку засыпают фильтрующим слоем (гравий, щебень или шлак средней и мелкой фракции, то есть с размером зерна 2-10 мм) сначала на высоту 100 мм.
Затем на гравий устанавливают опоры под перекрытие в виде столбиков из кирпича-железняка или железобетонных фундаментных блоков высотой 400 мм. Столбики устанавливают параллельными рядами вдоль длинной стороны площадки, с зазором между ними 15-20 мм для внутренних рядов. Расстояние между рядами составляет 1 м для перекрытия по деревянным балкам (жерди диаметром 8-10 см) и 3 м - для железобетонных плит (годятся и бракованные). После установки столбиков окончательно досыпают фильтрующий слой, общей толщиной 200 мм.