При оборудовании поселковых домой внутренним напорным водопроводом от сети хозяйственно-питьевого водоснабжения или из приусадебного колодца значительно увеличивается водопотребление, особенно в тех случаях, когда эти дома предназначаются для длительного проживания. Как правило, в них устанавливаются ванны. Уборные с выгребом или люфтклозеты становятся уже ненужными, поскольку в таких случаях обычно оборудуются туалеты со смывом. Расход сточных вод становится настолько значительным, что возможность их отвода в выгребные ямы исключается. Частое опорожнение выгребных ям, в которые теперь отводятся также мыльные воды, становится из экономических соображений неприемлемым. Устройство же в выгребной яме, имеющей непроницаемую конструкцию, перепуска или отверстий в стенках или днище с целью отвода сточных вод в грунт является нарушением существующих постановлений органов строительного надзора, здравоохранения и водного хозяйства. Нарушители установленных правил подвергаются штрафу. Все недозволенные устройства они обязаны ликвидировать.
Поскольку ранее описанный «сухой» метод удаления фекалий становится уже неприемлемым, его заменяют другим методом — «мокрым», при котором устраиваются домовые или малые очистные сооружения. В таком положении находятся многие владельцы приусадебных участков, предназначенных для длительного пребывания и не имеющих возможности подключения к коммунальной канализационной сети. Разумеется, при наличии уличного канализационного коллектора все домовладения данного района, согласно существующим положениям, обязательном порядке подключаются к нему, что создает хорошие условия для отвода сточных вод.
Даже совершенные в техническом от ношении и надлежащим образом обслуживаемые местные очистные сооружения являются лишь вспомогательным средством по отношению к коммунальной канализации. Этим объясняется стремление к канализованию населенных пунктов с большой плотностью населения. Однако вследствие значительных затрат на строительство большинство объектов не может быть введена в эксплуатацию в короткий срок. Поэтому домовые очистные сооружения следует проектировать не как какие-то временные средства, а как устройства, рассчитанные на длительные сроки эксплуатации. Следует, однако, выяснить, нельзя ли осуществить отвод сточных вод сразу с нескольких участков путем подключения индивидуальных трубопроводов к групповым очистным сооружениям, так как в этом случае индивидуальные затраты могут быть значительно снижены. Следующим мероприятием после оборудования здания напорным водопроводом является обработка сточных вод и их отвод в водоемы или почву. Для этого лучше использовать простые устройства, так как сложные установки, чувствительные к повреждениям, обычно обременительны для домовладельцев.
Всякая сточная вода содержит твердые частицы, которые при неподвижной или медленно текущей воде выпадают на дно в виде осадка. Уже в процессе выпадения осадка происходит очистка воды. Такое отстаивание сточных вод является минимальным требованием при отводе их в почву. Однако Для отвода сточных вод в водоемы такой очистки недостаточно. Для этого требуется дальнейшая их обработка, а именно, биологическая очистка. Мы уже знаем, что биологическое разложение органических веществ, находящихся в сточных водах, может происходить двумя путями, в зависимости от участия в процессе кислорода. Количество сточных вод, образующихся в одном здании, незначительно по сравнению с общим объемом сточных вод населенного пункта, и в этом случае целесообразной является биологическая очистка методом анаэробного сбраживания.
Процесс сбраживания осуществляется естественным путем при выдерживании сточных вод в достаточно большой по размерам яме (септике) в течение нескольких месяцев. Процесс протекает при активном участии анаэробных бактерий, которые могут существовать в сточных водах при отсутствии в них кислорода воздуха.
Недостатком процесса сбраживания в сравнении с аэробным разложением, происходящим в присутствии кислорода, является очень медленное разложение органических веществ, сопровождающееся образованием газов, обладающих неприятным запахом. Отсутствие кислорода в септике, где происходит загнивание его содержимого, также является недостатком при отводе сточных вод в водоемы, так как для совершающихся в водоемах процессов самоочищения требуется большое количество кислорода. Главным преимуществом малого очистного сооружения является его эксплуатационная надежность. Септик с хорошо налаженным ритмом работы позволяет добиться эффективной очистки даже при незначительном уходе. Очистные сооружения малой канализации различных типов испытывались на протяжении многих лет. В результате этих испытаний выявились некоторые конструкции, являющиеся прототипами рекомендуемых к применению в настоящее время сооружений. Наиболее эффективные конструкции в ГДР стандартизованы. При выборе типа сооружения следует всегда руководствоваться указаниями стандарта. В дальнейшем мы будем рассматривать только те методы и установки, которые соответствуют стандарту.
Наибольшее распространение получили перегниватели, или септики. В перегниватели сбрасывают все сточные воды от промывки уборных, мытья посуды и ванн. Однако дождевую воду сбрасывать в них не следует. При медленном движении сточных вод в перегнивателе прежде всего на дно оседают имеющиеся в сточных водах взвешенные вещества. Гнилостные бактерии разлагают содержащиеся в осадке органические вещества, т. е. белки, жиры и углеводы. Однако процесс гниения распространяется также и на находящуюся над осадком сточную воду, так как в ней имеются растворенные и полурастворенные вещества, поддающиеся разложению. Поскольку гнилостные бактерии вовсе не нуждаются в кислороде, то отпадает необходимость устройства в перегнивателях отверстий для подачи воздуха. Для процессов, происходящих в септике, не требуется также и солнечного света в противоположность протекающим в водоемах процессам распада, для которых наличие света и воздуха является непременным условием нормального развития аэробных организмов. При разложении органических веществ в септике образуются газы.
Вследствие этого содержимое септика приходит в движение. Частицы ила, увлекаемые пузырьками газа, поднимаются вверх. Верхние слои сточных вод при этом заражаются гнилостными бактериями. Когда пузырьки газа лопаются, частицы ила вновь оседают на дно. Процесс разложения органических веществ при отсутствии кислорода воздуха протекает очень медленно. Для полного сбраживания смеси сточной воды и осадка требуется от одного до двух месяцев. На практике ограничиваются более короткими сроками, при которых, разумеется, происходит лишь частичное разложение. Минимальный срок пребывания сточной воды в септике составляет два дня. При этом происходит лишь частичное разложение примесей сточных вод, так что септики малого объема в основном служат для удаления взвешенных веществ. Для получения более высокой степени сбраживания требуется выдерживание содержимого в течение 10 суток. В этом случае сточную воду можно считать перегнившей, так как благодаря наличию гнилостных бактерий в ней частично произошло биологическое разложение. Септики, предназначенные для двухсуточного выдерживания сточных вод, имеют, как правило, небольшой объем, в противоположность многокамерным перегнивателям, предназначенным для 10-суточного пребывания воды. Сточные воды из септиков, рассчитанных на короткое время пребывания, не должны отводиться непосредственно в водоем, так как они не подверглись достаточной очистке. После таких септиков предусматривается последующая очистка сточных вод, для чего преимущественно используется подземное орошение.
Если количество сточных вод, приходящихся на одного человека в сутки, составляет 100 л, включая воду от промывных туалетов, мытья посуды и ванн, то объем септика следует предусматривать из расчета 200 л/сут с пребыванием в нем сточных вод в течение двух суток. Для расчетов обычно принимается семья в составе четырех человек. В соответствии с этим для одноквартирного дома при регулярном удалении части осадка может предусматриваться септик объемом менее 1 м3. Поскольку это не всегда можно точно предсказать, то, согласно требованиям стандарта TGL 7762, следует предусматривать септик объемом не менее 3 м3.
При проектировании септика, в котором происходят процессы биологического разложения, следует исходить из расчета 1000 л/чел, т. е. увеличивать объем септика в 5 раз. Предписываемый объем перегнивателя должен составлять не менее 4 м3. Септики таких размеров разделяются по длине поперечными перегородками. Такие многокамерные септики могут проектироваться из расчета обслуживания до 200 жителей. Указанная величина является максимальной, и ее ни в коем случае нельзя превышать. Не допускается также устройство объединенных очистных сооружений для подключения большего числа жителей, предусматривающее строительство двух или нескольких рядом расположенных септиков, если общее число подключаемых жителей превышает вышеуказанную величину, равную 200.
Сточная вода протекает через камеры последовательно. В первой камере септика осаждаются крупные вещества, а во второй и третьей— мелкие. Для одноквартирных домов обычно устраиваются небольшие двухкамерные септики, а для многоквартирных домов трех- или четырехкамерные. Первая камера по своим размерам превосходит все остальные, поскольку в нее поступает наибольшее количество взвешенных веществ, оседающих на дно. В двухкамерных септиках объем первой камеры должен составлять не менее 2/3 общего объема септика, а в септиках, состоящих из более чем двух камер не менее половины общего объема. В первой камере происходит совместное разложение сточной воды и осадка. Содержимое септика распределяется таким образом, что внизу его находится осадок, в средней части — вода, а на поверхности — плавающие вещества. В следующей камере количество осадка и плавающих веществ уменьшается, и, наконец, в третьей камере содержится лишь небольшое количество осадка и совсем не содержится плавающих веществ.
Для биологического разложения очень важно, чтобы поступающая в септик сточная вода постоянно заражалась, смешиваясь с водой септика, содержащей гнилостные бактерии. Этого можно добиться, если при эпизодическом извлечении ила (осадка) из септика удалять не весь ил, а оставлять 10— 20% ила в септике, чтобы поступающая сточная вода тотчас заражалась гнилостными бактериями. В специальной литературе обычно рекомендуется оставлять 1/6 часть ила. Существуют два вида брожения сточной воды и осадка, значительно отличающиеся друг от друга. Первый вид называется «кислым брожением», поскольку при разложении высокомолекулярных органических веществ образуются органические кислоты, которые определяют кислую реакцию среды сбраживаемой жидкости.
При кислом брожении образуется много зловонных газов, которые можно определить даже без химического анализа, по запаху. Разложение органических загрязнений происходит при этом очень медленно. Количество ила, содержащегося в септике, уменьшается совсем незначительно. Удаленный из воды ил имеет желтовато-серый цвет, вязкую консистенцию и плохо сохнет на воздухе, испуская при этом резкий неприятный запах. При кислом брожении в септике ил имеет тенденцию всплывать на поверхность вместе с пузырьками газа.
Все это указывает на то, что кислое брожение связано с рядом неприятных сопутствующих явлений. Поэтому ведутся постоянные поиски другого способа сбраживания. При первичном наполнении септика, когда отсутствует возможность заражения сточных вод илом, бродившим в течение длительного времени, в начале процесса разложения происходит кислое брожение. Но уже спустя некоторое время происходят изменения, о которых можно судить по неприятному запаху. Путем анализа газов, выделяющихся при разложении загрязнений, можно наряду с образующимся при обоих видах брожения углекислым газом обнаружить выделение больших количеств метана. Можно также установить выделение зловонных газов, например сероводорода. Это свидетельствует о том, что процесс разложения вступил в новую фазу, которую, пользуясь химической терминологией, называют «щелочным брожением». Исследование содержимого септика путем химического анализа позволяет установить, что количество органических кислот в нем значительно уменьшилось.
Содержимое септика имеет теперь щелочную реакцию, которая и определяет название процесса. Эта фаза процесса называется также «метановым брожением», поскольку большую часть образующихся газообразных продуктов распада составляет метан. К преимуществам щелочного брожения, помимо отсутствия зловонных газов, следует отнести ускоренное по сравнению с кислым брожением протекание процесса и уменьшенный объем ила. Извлеченный из септика ил, подвергавшийся щелочному брожению, имеет темную окраску. На воздухе он быстро сохнет. При этом он не издает неприятного запаха. Следовательно, кислое брожение является предварительной стадией метанового брожения. Путем заражения вновь поступающего свежего ила зрелым осадком этот процесс может быть значительно ускорен. Именно по этой причине в первой камере многокамерного септика всегда оставляют какую-то часть ила. Содержимое септика в этом случае не закисает, что также является преимуществом щелочного брожения.
До сих пор мы рассматривали разложение как химический процесс, однако ни в коем случае нельзя забывать, что все преобразования происходят лишь благодаря микроорганизмам, деятельность которых, приводит к биологическому распаду загрязнений. Именно потребность этих организмов в питании делает возможной очистку сточной воды. Как и все организмы, гнилостные бактерии хорошо размножаются и становятся наиболее активными тогда, когда они находятся в благоприятной для их жизнедеятельности среде. Они совсем не нуждаются в солнечном свете и кислороде воздуха, и процесс щелочного брожения лучше всего протекает в отсутствие последних. Кроме того, быстрее всего процесс перегнивания совершается при температурах от 30 до 60 °С. Из перечисленных условий проще всего обеспечить первое, а именно, защиту от воздействия солнца, так как септики хорошо прикрыты. Конструкция септиков не может быть полностью герметичной, поскольку в ней должно предусматриваться отверстие для выхода газов, образующихся при разложении органических веществ. Поддержание в септике оптимальной температуры также практически невозможно, поскольку трудно учесть степень нагрева сточных вод. Не следует также допускать слишком сильного охлаждения септика в зимнее время, так как в этом случае значительно снижается жизнедеятельность организмов. Поэтому септики заглубляют в землю и в зимнее время по возможности засыпают сверху землей, листвой, соломой и другими аналогичными материалами.
Из малых и больших септиков следует время от времени удалять осадок. Если своевременно не удалять осадок из септиков, то в них уже не будет происходить надлежащей очистки сточных вод. Для септика с последовательно подключенной к нему установкой подземного орошения требуется, кроме того, очистка системы дренажных трубопроводов, поскольку по этим трубопроводам вместе с водой уносятся также частицы ила. В результате этого происходит засорение, и трубы приходится извлекать из земли и вновь укладывать, что связано с большими затратами. При отводе сточных вод из многокамерных септиков, из которых не был удален ил, в водоемы последним может быть нанесен значительный вред, что требует вмешательства органов надзора водного хозяйства и санитарных органов. Удалить ил из септиков можно путем его вычерпывания или откачки. Подобное удаление ила должно производиться не реже двух раз в год. Жидкий ил можно транспортировать в цистернах.
При этом все работы по транспортировке ила выполняет специальная транспортная организация, так что владельцу садового участка остается лишь своевременно подать заявку и, разумеется, оплатить расходы. При самостоятельном удалении ила из септика владелец дома использует большую его часть в качестве удобрения у себя на участке. При наличии достаточно большого участка предусматривается площадка для подсушки, на которой разбрасывается удаленный из септика ил. В результате хорошего щелочного сбраживания этот ил быстро отдает воду путем испарения и частичной фильтрации через грунт. Когда ил подсохнет до такого состояния, что не течет с лопаты, его можно компостировать вместе с другим садовым мусором. При распределении ила по участку в жидком виде следует помнить, что чрезмерное внесение его в почву чревато опасностью для здоровья. В иле находятся такие возбудители заразных заболеваний, как бактерии и вирусы, а также яйца аскарид. Даже после просушивания на воздухе какая-то часть их остается жизнеспособной. Только в результате нагрева, происходящего, например, а хорошо организованной компостной куче, болезнетворные микробы полностью погибают. При использовании жидкого, извлеченного прямо из септика.
При использовании жидкого, извлеченного прямо из септика, а также высушенного на воздухе ила в качестве удобрения следует соблюдать определенные гигиенические требования, а именно, не допускать попадания ила на овощные растения, потребляемые человеком в сыром виде. Если компостирование не предусматривается, то осадок следует как можно скорее смешать с землей, перекопав его. Ил вносится в почву при наличии в саду достаточно большой необработанной площади земли. Поэтому перед удалением ила из септика следует своевременно позаботиться о его дальнейшем использовании. Форма многокамерных септиков может быть самой различной. Существуют как прямоугольные, так и круглые в плане септики. Форма камер почти не влияет на производительность септиков, поэтому трудно отдать предпочтение той или иной форме. Прямоугольные септики проще всего устраивать из кирпича, так как при этом легко осуществить заполнение швов и обеспечить гладкую поверхность внутренних стенок. Это имеет важнее значение для герметичности септика.
Прямоугольные септики имеют несложную конструкцию перекрытия. Круглые в плане септики кажутся более предпочтительными, так как на их устройство уходит меньше строительных материалов, а следовательно, снижаются строительные затраты. При том же объеме стены круглого в плане септика имеют меньший периметр, чем стены прямоугольного. Кроме того, круглые стенки септиков лучше воспринимают давление, оказываемое грунтом, поэтому их можно делать более тонкими. Производительность септиков зависит не столько от их формы (круглой или прямоугольной), сколько от отдельных деталей их конструкции. Отверстия для впуска и выпуска воды следует располагать как можно дальше друг от друга, во избежание гидравлического короткого замыкания. Этой цели в известной степени служит разделение больших септиков на отдельные камеры. При надлежащей организации протока можно избежать образования застойных зон, слабо участвующих в процессе обмена воды.
Септик рассчитывается по глубине таким образом, чтобы между донным осадком и слоем плавающего ила находился слой воды толщиной около 1 м. В этом пространстве происходит перемешивание содержимого септика, благодаря чему вновь поступившая сточная вода может эффективно заражаться гнилостными бактериями. Отсюда минимальная полезная высота принимается равной 1,2 м. Если заполнение септика намечается на высоту более 2 м, следует предусматривать отклонение потока по вертикали. Осевший и плавающий ил не должен вытекать вместе с водой через отверстия, устроенные в стенках камер, и через сточную трубу. Эти требования по притоку и отводу, а также относительно связи между камерами могут быть обеспечены разнообразными способами, поэтому здесь трудно рекомендовать какую-либо определенную конструкцию. Для того чтобы трубопровод, подводящий сточные воды к септику, не замерзал, его укладывают а землю на глубину не менее 50—60 см. От глубины слоя воды и толщины днища септика зависит глубина котлована, которая а среднем составляет около 2 м. Если нижняя часть септика находится ниже уровня залегания грунтовых вод, то строительные затраты значительно увеличиваются как вследствие удорожания производства работ, так и потому, что конструкция септика в этом случае должна учитывать воздействие подъемной силы, т. е. быть тяжелее.
Кроме того, следует предусмотреть гидроизоляцию, предотвращающую просачивание сточных вод из септика и смешение их с грунтовыми водами, а также попадание грунтовых вод в септик. Обычно септики располагают таким образом, чтобы они не подвергались воздействию грунтовых вод. Однако ни в коем случае не следует уменьшать минимальную полезную высоту септика, равную 1,2 м. Необходимо также учитывать, что грунтовые воды к моменту строительства случайно могут располагаться ниже, чем обычно. Поэтому нужно заблаговременно узнать о максимальном уровне грунтовых вод. Септики могут выполняться из сборных бетонных элементов, кирпича, а также из бетона в опалубке. Было бы ошибкой считать, что для устройства кирпичного септика можно использовать некачественный кирпич, поскольку конструкция септика из такого кирпича недолговечна.
Следует также учитывать, что материал, из которого сооружен септик, может подвергаться сильным агрессивным воздействиям как органически: и минеральных кислот, находящихся сточных водах и иле, так и продуктов распада, например двуокиси углерода, аммиака и сероводорода. Растворенная в воде углекислота воздействует на известь раствора и бетон, в результате чего образуются бикарбонаты, легко вымываемые водой. Сероводород во влажной среде септика проявляет кислотные свойства, а также оказывает разрушающее воздействие на материал септика. Пористый, слабый кирпич с большим содержанием извести подвергается наиболее сильным разрушительным воздействиям и поэтому редко применяется в качестве строительного материала. Наиболее долговечным является клинкерный кирпич, имеющий гладкую плотную поверхность, однако его не всегда можно получить для строительства септиков. В дальнейшем мы дадим еще несколько практических рекомендаций, которые следует учитывать при самостоятельном устройстве септика, а также, разумеется, и при выполнении работ строительной организацией. Эти указания, кроме того, облегчат заказчику оценку качества выполненных работ.
Кирпичи укладывают на цементный раствор, имеющий состав 1:4 с незначительной добавкой извести. Свежий раствор швов кирпичной кладки расшивается на глубину 2 см. Затем швы плотно заделываются цементным раствором состава 1:3. Если бетонирование ямы производится на месте, обязательно следует применять плотный бетон. Соотношение между цементом и гравием должно составлять примерно 1:3, однако не менее 1:4. Наличие в смеси большой части цемента не только способствует повышению ее прочности, но также очень важно для герметичности септика. По этой причине не следует выбирать крупнозернистый гравий. Крупность зерен не должна превышать 30 мм. Половину общего количества должны составлять зерна размером до 7 мм. Бетон между стенками опалубки следует укладывать, хорошо уплотняя, слоями не более 15 см.
Особенно тщательно следует производить уплотнение бетона у внутренней опалубки с целью создания герметичной, гладкой поверхности, не имеющей пустот. Стандартные уплотняющие добавки для бетона увеличивают его долговечность. Однако бетонная смесь не должна содержать слишком большого количества воды, так как жидкий бетон после затвердевания оказывается более водопроницаемым. Несмотря на все предосторожности, при распалубке образуются пустоты во внутренних стенках и днище, которые должны в, дальнейшем заполняться. Их заделывают путем тщательной затирки поверхностей цементным тестом с помощью войлочной терки. Чтобы раствор лучше приставал, не следует давать ему быстро высыхать.
Оштукатуривание стенок даже с применением штукатурного раствора с большим содержанием цемента не может быть рекомендовано, так как оно не обеспечивает водонепроницаемости. При проникании агрессивных сточных вод в штукатурку последняя довольно быстро разрушается, а затем агрессивному воздействию подвергаются незащищенные участки стен. Поэтому целесообразнее покрывать стены септика битумными эмульсиями. Эти эмульсии следует наносить на абсолютно сухую поверхность бетона или раствора. Для эффективного уплотнения поверхности необходимо предусматривать многослойное покрытие; первый слой выполняется из наносимого в холодном состоянии жидкого битумного раствора, поверх которого затем наносится слой горячего битума. Устройство дегтевых покрытий является нецелесообразным, так как некоторые составные части дегтя, попадая в раствор, могут вызвать гибель гнилостных бактерий.
Несмотря на тщательное выполнение всех работ по устройству септика с соблюдением всех перечисленных указаний, все же возникают трудности из-за сильного воздействия коррозии на сооружение. Зона, находящаяся выше зеркала воды, также подвержена агрессивным воздействиям, поскольку кислотные окислы во влажной атмосфере растворяются в конденсате, оседающем на стенках и на перекрытии септика. Образование конденсата можно уменьшить проще всего путем устройства теплоизоляции перекрытия, например путем засыпки его землей. Эффективным мероприятием по борьбе с коррозией является эпизодическое известкование содержимого ямы, благодаря чему происходит нейтрализация агрессивных кислот, Перегородки, разделяющие септик на отдельные камеры, выполняются обычно не столь массивными по сравнению со Стенками септика, поскольку они не воспринимают никакого давления грунта и воды. Однако они с обеих сторон подвергаются агрессивным воздействиям, поэтому рекомендуется делать эти перегородки такой же толщины, как и наружные стенки, т. е. устраивать кирпичные перегородки толщиной 25 и бетонные толщиной 20 см.
Для обеспечения необходимой прочности вполне достаточно устройство стенки толщиной 12 см при условии, что камеры заполнены водой на одинаковую высоту. Днище ямы следует выполнять таким же плотным, как и стены. При высоком уровне грунтовых вод, что приводит к образованию подъемной силы, днище следует армировать стальной арматурой. Кроме того, в зоне залегания грунтовых вод предусматривается дополнительная гидроизоляция септика из двух-трех слоев рубероида, наклеиваемых друг на друга. Перекрытие септика должно быть рассчитано на выдерживание нагрузки от засыпки землей. Если оно устраивается из бетонных плит шириной от 20 до 25 см, то в таких плитах с нижней стороны предусматривается стальная арматура. Толщина защитного слоя арматуры должна составлять не менее 3 см, чтобы сталь под воздействием влаги не подвергалась коррозии. Кроме того, на нижнюю сторону плит наносится слой битума. Швы между плитами перекрытия заделываются цементным раствором, за исключением швов между теми плитами, которые эпизодически поднимают при удалении ила.
Камеры септика могут соединяться между собой самыми различными способами. Наиболее характерными видами соединений являются следующие: трубные соединения по уровню зеркала воды с применением погружных труб или полупогружных перегородок, ряд горизонтальных овальных или круглых отверстий примерно на половине высоты от днища до зеркала воды или вертикальные щели по всей высоте стены. Погружные трубы и полупогружные перегородки должны опускаться в воду на глубину 30 см и настолько же выступать из воды, чтобы ил и плавающие вещества не могли попасть в соседнюю камеру.
В верхней части погружные трубы должны быть открыты, чтобы газы, выделяющиеся в процессе брожения, могли выходить по ним из септика. Горизонтальные отверстия, предусмотренные на половине высоты от днища до зеркала воды, выполняются так же просто, как и вертикальные. Устройство последних обеспечивает равномерное движение воды, так как в этом случае сточная вода может по всей высоте переходить из одной камеры в другую. Для того чтобы донный осадок и плавающий ил не могли проскочить сквозь отверстия, ширина последних должна быть не более 1,5 см. Соединения, выполненные в виде продольных щелей, обеспечивают одновременное наполнение всех камер при эксплуатации септика. В результате этого перегородки не подвергаются одностороннему давлению. В случае соединения камер септика другими способами следует по той же причине предусматривать еще одно небольшое отверстие на высоте примерно 50 см от днища, с помощью которого при заполнении или опорожнении септика происходит уравновешивание гидростатического давления.
Приведенные здесь указания по выбору конструкции и способа строительства малых и больших септиков касаются прежде всего тех сооружений, которые можно построить для одноквартирного дома преимущественно своими силами. Следует лишь напомнить, что даже на строительство очистных сооружений малой канализации обязательно требуется разрешение соответствующих органов. Поэтому до начала производства работ следует представить всю техническую документацию для согласования ее с органами строительного надзора по месту жительства. Всем желающим прибегнуть к помощи подрядной строительной организации напоминаем, что для строительства малых очистных канализационных сооружений разработан ряд типовых проектов. Применение типовых проектов поможет избежать ошибок при строительстве, а кроме того, позволит снизить строительные затраты.
Типовой проект «Очистные сооружения малой канализации» включает многокамерные септики, предназначенные для удаления из сточных вод осадка, полезный объем которых составляет не менее 3 м3 из расчета 200 л на каждого жителя, и септики для частичной биологической очистки сточных вод, полезный объем которых определяется из расчета 1000 л на каждого жителя. Септики этих типов с минимальным объемом полностью монтируются из сборных железобетонных элементов. При строительстве септиков большей емкости сборные железобетонные элементы применяются только для устройства стен и перекрытия, а днище выполняется монолитным. Имеется ряд организаций изготовителей, поставляющих все необходимые сборные железобетонные элементы для строительства очистных сооружений малой канализации по типовому проекту.
Для монтажа этих небольших септиков, полностью изготовляемых из сборных элементов, применяются мощные подъемные механизмы, поскольку масса отдельных элементов составляет от 1 до 1,75 т. С помощью многокамерных септиков можно добиться лишь неполной очистки сточных вод, которая заключается в отстаивании в случае применения малых септиков и в частичной биологической очистке при применении больших. При этом в большинстве случаев требуется последующая обработка сточных вод. Применяемые на крупных очистных сооружениях методы очистки, подробно рассматриваемые в дальнейшем, для обработки небольших количеств сточных вод нецелесообразны, так как они требуют больших затрат на обслуживание сооружений. Поэтому предпочтение отдается более простым сооружениям, издавна хорошо зарекомендовавшим себя, а именно—подземным песчано-гравийным фильтрам и фильтрующим траншеям. Их применение дает особенно хороший эффект при наличии достаточно больших садовых и приусадебных участков.
Задачи подземной фильтрации заключаются, во-первых, в очистке сточных вод после септика, при которой продолжается процесс разложения и минерализации все еще способных к гниению органических веществ, а во-вторых, в том, чтобы путем распределения сточных вод в почве садового участка обеспечить в ней наличие влаги и удобрений, что имеет важное значение для роста растений.
Таким образом, при применении систем подземной фильтрации происходит, с одной стороны, очистка сточных вод, а с другой — их утилизация. Об использовании сточных вод, являющихся по существу отбросами, мы будем говорить более подробно несколько позже. Здесь следует лишь указать на то, что подпочвенная фильтрация сточных вод благоприятно сказывается на росте и урожайности садовых культур, благодаря чему большая часть затрат по эксплуатации очистных сооружений с течением времени окупается. Подземная фильтрация может справедливо рассматриваться как биологический метод очистки сточных вод. Речь в данном случае идет не о том, чтобы просто избавиться от сточных вод путем отвода их в почву.
Напротив, происходящие в населенной живыми организмами почве процессы вызывают разложение органических загрязнений, является целью любой очистки. Почву не следует рассматривать как какой-то фильтр, механически задерживающий загрязнения, которые застревают в имеющихся в почве пустотах. Если попытаться таким путем очищать сточные воды от крупных загрязнений, то пустоты очень скоро заполнятся осевшими в них взвешенными веществами, что сделает всю систему полностью неработоспособной Поэтому подземное орошение предполагает предварительную очистку сточных вод от взвешенных веществ. Для этого могут быть использованы уже известные нам септики.
Биологические процессы очистки сточных вод методом подземного орошения происходят не путем гниения без доступа воздуха, а напротив, при протекании их должен быть обеспечен беспрепятственный доступ кислорода, способствующий аэробному разложению. Мы уже видели, что при этом повышается активность разнообразных живых организмов, содействующих быстрому разложению органических загрязнений. При подземном орошении, конечно, не происходят те же процессы, что и при самоочищении воды в водоеме. Во-первых, вода, выпускаемая из многокамерного септика, в котором происходит предварительная очистка, не содержит кислорода и населена гнилостными бактериями, а во-вторых, условия, в которых находятся населяющие почву организмы, отличаются от условий жизни водных растений и животных организмов.
Однако при надлежащем устройстве системы подземного орошения можно добиться минерализации загрязнений, т. е. создать условия, при которых корни растений смогут поглощать содержащиеся в сточных водах питательные вещества. Мы видим, что и здесь, когда сточная вода приусадебного участка очищается и одновременно используется, замыкается круговорот органических веществ. Не во всякой почве имеются условия, благоприятные для успешного осуществления подземного орошения. Все почвы можно грубо разделить на легкие и тяжелые. При этом к первым относятся крупнозернистые песчаные почвы, а ко вторым — тяжелые, плотные, с малой пористостью суглинки. Не следует, однако, считать, что только песчаный грунт, обладающий хорошей проводимостью влаги, является пригодным для подземного орошения. Правда, через такой грунт вода просачивается сравнительно быстро, так что в этом случае можно обойтись короткими распределительными трубами.
Однако, с другой стороны, песчаные грунты обладают малой всасывающей силой (капиллярностью) и малой водоудерживающей способностью. Эти два свойства являются негативными факторами при использовании сточных вод для выращивания растений. Тяжелые грунты хотя и хуже пропускают влагу, зато обладают лучшей водоудерживающей способностью и лучше распределяют влагу благодаря своим капиллярным свойствам. Разумеется, при наличии тяжелых грунтов следует прокладывать водораспределительные трубы большей длины. Лишь в особых случаях при использовании сточных вод в сельском хозяйстве неудобными считаются почвы, имеющие слишком крупную или слишком малую зернистость.
Малопригодными являются, с одной стороны, крупнозернистые почвы, поскольку они обладают незначительной капиллярностью, а с другой— жирные глинистые грунты, поскольку в них содержатся незначительные количества влаги и воздуха. Оба вида почвы требуют обработки и улучшения структуры до глубины, на которой предусматривается укладка распределительных трубопроводов. Для подземного орошения наиболее благоприятны легкие мелкие пески, суглинистые и супесчаные почвы. В тех случаях, когда основная задача заключается лишь в отводе сточных вод в почву без использования содержащихся в них питательных веществ в качестве удобрения, вполне пригодны крупнозернистые почвы. При очень тяжелых почвах, обладающих незначительной пропускной способностью, для отвода в грунт достаточного количества сточной воды следует предусматривать распределительные трубы большой длины. Однако применение труб большой длины связано со значительными затратами, да и к тому же размеры садовых участков не всегда позволяют осуществить подобную прокладку труб. В таких случаях можно прибегнуть к помощи песчаных фильтров в канавах, если поблизости имеется приемный водоем.
Для начала рассмотрим устройство обычной системы распределительных труб, в течение многих лет успешно применяемой на многих садовых участках для отвода сточных вод в почву. Общая длина укладываемых водораспределительных трубопроводов, как мы видели, зависит от характера почвы. Ориентировочно можно считать, что для отвода в почву сточных вод от одного человека требуется трубопровод длиной 10 м для гравийных или песчаных грунтов, 15 м для супесей и 20 м для суглинков. Чаще всего прокладываются несколько параллельных ниток при длине каждой нитки не более 30 м. При определении расстояния между распределительными трубами следует, во-первых, следить за тем, чтобы увлажняемые участки вокруг трубопроводов не перекрывались друг другом, а во-вторых, учитывать, что наличие больших расстояний между трубопроводами приводит к неравномерному орошению садовых культур. Кроме того, увеличивается площадь, занимаемая оросительной системой.
Для удовлетворения первого требования трубы укладывают на расстоянии не менее 2 м друг от друга. Лишь при наличии мелкозернистых почв это расстояние несколько увеличивают; во всех же остальных случаях указанные расстояния следует соблюдать. Для прокладки труб роют траншеи глубиной 0,75—1 м. Дно траншей предусматривается шириной около 0,5 м. Если траншеи устраиваются в устойчивом грунте, их стенки выполняются вертикальными. При устройстве траншеи в сыпучем грунте боковые стенки выполняются с откосом, поскольку крепление их с помощью досок, как это делается при прокладке городских инженерных коммуникаций, в данном случае было бы слишком сложным. Разумеется, об использовании для рытья траншей таких машин, как траншейный экскаватор или кротодренажная машина, в данном случае не может быть и речи.
При рытье траншей очень важно соблюдать необходимый продольный уклон. Для того чтобы сточные воды могли доходить до конца трубопровода, последнему следует придать уклон от 1:500 до 1:400. Это означает, что конец трубопровода, имеющего, например, длину 20 м, укладывается на 4—5 см глубже по отношению к его началу. Величина уклона, разумеется, принимается относительно горизонтальной плоскости. Даже при наличии покатого участка не следует придавать трубопроводу уклон, больший расчетного. При слишком наклонном расположении трубопровода большая часть сточной воды будет стекать в заглубленную часть трубы, тогда как на начальный отрезок будет приходиться незначительная часть сточной воды.
Это приведет к неравномерному увлажнению почвы. Распределительные трубы, если диаметр их не слишком мал, могут изготовляться из пустотелых кирпичей различного вида. Ширина трубы в свету должна составлять не менее 10 см. В зависимости от материала трубы могут быть квадратного или круглого сечения. Широкое применение находят керамические трубы длиной 30 и диаметром 10 см. Они часто используются в дренажных системах для осушения сельскохозяйственных земель. Можно также изготовить профили коробчатого сечения из строительного кирпича, где продольно укладываемые кирпичи образуют днище и боковые стенки, а поперечно укладываемые кирпичи—перекрытие. Однако такого рода устройства требуют большого расхода материалов, поэтому предпочтение отдается керамическим трубам. Для того чтобы обеспечить доступ воде в нижележащие слои почвы, трубы укладывают не на растительный грунт, а на песчаную подушку толщиной 10 см. Крупный гравий и мелкий песок для устройства такой подушки непригодны. Лучше всего для этой цели использовать песок с крупностью зерен от 0,5 до 2 мм.
Уложенные дрены засыпаются с боков и сверху песком, причем толщина слоя песка поверх дрен должна составлять 5 см. Керамические трубы укладывают торцами друг к другу. Образующиеся при этом зазоры в стыках обеспечивают проникание воды в почву. Для того чтобы сверху через зазоры в стыках труб не попадал песок, стыки прикрываются слоем толя или синтетической пленкой, которые затем засыпаются крупнозернистым песком. Об устройстве такого защитного покрытия не следует ни в коем случае забывать, так как засорение дрен песком влечет за собой проведение дорогостоящих мероприятий по их очистке, а иногда и необходимость перекладки всей системы. Покрытие необходимо предусматривать также и в случае устройства дрен из строительного кирпича. В этом случае вдоль, кирпичного перекрытия Укладывают полосу толя шириной 25 см.
Мнение о том, что более эффективным для обеспечения фильтрации является применение трубопроводов, имеющих внизу прорези по всей длине, справедливо лишь в том отношении, что в этом случае сточная вода быстро попадает в нижние слои почвы. Но для увлажнения, а также удобрения корней растений такой способ имеет негативные стороны. К тому же при слишком быстром просачивании в грунт сточные воды очищаются хуже, а это может привести к нежелательному загрязнению грунтовых вод. Поэтому такого рода дрены применять не рекомендуется. При устройстве системы подземного орошения необходимо учитывать возможность засорения трубопроводов илом, а также предусматривать для системы хорошую вентиляцию. В небольших системах подземного орошения сточные воды сбрасываются залпами, что уменьшает заиливание трубопроводов.
В больших сооружениях рекомендуется предусматривать камеру распределения в виде сифона, располагаемую за септиком. По сути дела, речь идет о двухкамерном резервуаре-накопителе, обе камеры которого соединены между собой сифонной трубой. Как только первая камера доверху наполнится сточной водой, происходит ее быстрое опорожнение через сифои. Возникающий при этом поток уносит отлагающийся в трубопроводах ил.
Наряду с промывкой трубопроводов не менее важным является обеспечение хорошей циркуляции воздуха в системе трубопроводов. Как уже указывалось, разложение загрязнений при подземном орошении происходит с помощью кислорода воздуха. Чтобы обеспечить постоянную циркуляцию воздуха, концы распределительных дрен соединяют между собой с помощью поперечной трубы. Кроме того, к концу этой поперечной трубы подсоединена вентиляционная труба, которая выводится наружу. При такой организации системы в подстилающих слоях почвы не происходит нежелательных процессов гниения, которые помешали бы очистке и эффективному использованию сточных вод.
Для равномерного распределения воды, а также для обеспечения хорошей промывки и вентиляции рекомендуется прямолинейная укладка трубопроводов. Наличие резких изгибов труб нежелательно. Было бы также неправильно располагать прокладываемый от септика трубопровод зигзагообразно по всей площади садового участка. Малоэффективной является и разветвленная система трубопроводов, при которой от основного трубопровода отходят ответвления, так как в этом случае не происходит надлежащего распределения сточных вод и их очистки.
Сточными водами, отведенными от дома, в котором проживает семья из четырех человек, при наличии легкого песчаного грунта можно увлажнить участок площадью от 50 до 100 м2, а при наличии тяжелого грунта от 100 до 200 м2. Общая площадь садового участка, разумеется, должна быть значительно больше, так как деревья и кусты должны находиться на определенном удалении от распределительного трубопровода. Воздействие мощной корневой системы деревьев, проникающей в увлажненные и богатые питательными веществами участки почвы, может вызвать засорение трубопроводов. Мелкие нити корневой системы беспрепятственно проникают сквозь швы в водораспределительные трубы и, разрастаясь, образуют там целые сплетения. Если к общей площади садового участка прибавить еще часть, занимаемую деревьями и кустарниками, то получим участок площадью от 300 до 400 м2. При определении необходимых размеров участка к этому следует еще причислить площадь, занимаемую дачным домиком, палисадником, хозяйственным двориком и дорожками. При подземном орошении сточными водами площадь садового участка при наличии песчаного грунта должна составлять минимум 500 м2, а при наличии тяжелого грунта—минимум 600 м2. Описанный способ подземного орошения сочетает в себе очистку сточных вод и одновременно утилизацию находящихся в них удобрительных веществ. Все сточные воды остаются и распределяются в пределах садового участка. Часть их усваивается растениями, а остальная часть проникает в глубоко лежащие слои почвы.
В тех случаях, когда возможен естественный сток очищенной сточной воды в водоем или когда наличие тяжелого грунта препятствует устройству системы водораспределительных труб, возможен другой вид подземного орошения. В этом случае для биологической очистки сточных вод можно успешно использовать фильтрующие траншеи. В отличие от системы водораспределительных дрен в данном случае предусматривается укладка двух трубопроводов, располагаемых один над другим и разделенных слоем песка. Из одного трубопровода происходит просачивание воды в грунт, а другой предназначен для сбора и отвода воды.
Выемка грунта при устройстве фильтрующих траншей осуществляется таким же образом, как и при устройстве системы подземного орошения. Днище траншеи должно иметь ширину 0,5 м, а глубина ее составляет от 1,2 до 1,5 м. Стенки траншей могут не крепиться досками в тех случаях, когда грунт обладает высокой устойчивостью. При глубине траншеи более 1,25 м с обеих сторон ее предусматривается крепление верхних кромок толстыми досками шириной около 30 см. Эти доски прижимаются с помощью распоров к стенкам траншеи. Вынутый грунт не следует располагать близко к краям траншеи, так как он своим весом может оказывать значительное давление на ее стенки. После выемки грунта по дну траншеи прокладываются дренажные трубы с уклоном от 1:500 до 1:400. Это уже известные нам керамические трубы, внутренний диаметр которых составляет 10 см. Дренажные трубы укладываются одна к другой. Трубы в местах соединения покрывают на 2/з диаметра полосками толя во избежание попадания в них песка. Затем траншею по всей ширине на высоту 60 см засыпают кварцевым песком. Поверхности этого песчаного слоя придается уклон от 1:500 до 1:400. По песчаному слою укладывается второй трубопровод из керамических труб диаметром 10 см, через который сточные воды поступают в грунт. Защита швов от попадания в трубопровод песка выполняется указанным выше способом. Этот трубопровод по ширине траншеи засыпается слоем гравия. Толщина слоя составляет 30 см, остальное пространство засыпается вынутым грунтом вровень с поверхностью земли.
При таком методе очистки искусственно устроенный песчаный слой выполняет функции биологического фильтра. Для этой цели должна предусматриваться хорошая вентиляция. Устраивается она так же, как и для системы водораспределительных дрен, путем подсоединения вентиляционных труб к концам трубопроводов; эти вентиляционные трубы выводятся на поверхность. Вентиляция предусматривается как для распределительной, так и для расположенной под ней дренажной трубы. Очищенную от ила сточную воду лучше всего подавать в распределительный трубопровод из многокамерного септика через камеру распределения, к которой следует проложить минимум два трубопровода на определенном расстоянии друг от друга. Как и при укладке системы распределительных труб, длина отдельных ниток не должна превышать 30 м, чтобы сточная вода равномерно распределялась по всей длине труб. Расстояние между фильтрующими траншеями обычно принимается равным 2 м или немного больше. Поскольку применяемый для устройства фильтра песок обладает хорошей водопроницаемостью, что бывает в том случае, когда он не содержит глинистых примесей, то длина трубопроводов определяется из расчета 6 м на каждого жителя, пользующегося канализацией.
Фильтрующие траншеи обеспечивают эффективную очистку сточных вод только тогда, когда просачивающаяся из верхнего распределительного трубопровода сточная вода может беспрепятственно стекать по нижнему дренажному трубопроводу в какую-то низко расположенную точку. Поскольку сточные воды при надлежащем устройстве системы рассматриваются как биологически очищенные, их можно с помощью дренажного трубопровода отводить в водоем. При этом, разумеется, важным фактором является наличие соответствующей разности высот между дренажным трубопроводом и наивысшим уровнем воды приемного водоема. Поэтому прежде чем приступить к устройству системы очистки сточных вод, следует иметь четкое представление о высотных отметках местности.
Целесообразно изготовить чертежи с изображением продольного разреза всей системы от жилого дома до водоема, на котором следует указать отметки высот для всех отдельных компонентов системы. Такая съемка местности выполняется специалистами с помощью нивелира. Однако можно использовать также длинную деревянную рейку с укрепленным на ней уровнем. Другим несложным устройством для определения на местности горизонтальных линий является гидростатический нивелир. Он представляет собой длинный резиновый шланг, в который с обоих концов вставляют стеклянные трубки.
Шланг наполняется водой настолько, чтобы в обеих трубках можно было видеть Уровень жидкости. Если расположить такой шланг на местности и приподнять концы шланга со вставленными в них стеклянными трубками вертикально вверх, то по закону сообщающихся сосудов в обеих трубках устанавливается одинаковый уровень, по которому определяют горизонтальность участка, поскольку с помощью полученной горизонтальной линии, используя мерную визирку, можно определить относительную высоту местности.
В том случае, если отвод очищенных сточных вод в водоем с помощью дренажного трубопровода оказывается невозможным, что может быть обусловлено значительной удаленностью участка от водоема или недостаточным уклоном местности, не остается ничего другого, как отвести сточные воды в почву. Для этой цели строят фильтрующий колодец.
В принципе он аналогичен шахтному колодцу в том виде, в каком тот еще иногда встречается в отдельных сельских районах, однако направление течения в нем обратное. С помощью фильтрующих колодцев очищенные в той или иной степени сточные воды отводятся кратчайшим путем в почву, а следовательно, и в грунтовые воды. Для быстрого и полного удаления сточных вод с садового участка следует обеспечить хорошую фильтрующую способность колодца. Однако осуществляемый таким образом отвод сточных вод в почву чреват опасностью, так как в этом случае не исключена возможность загрязнения грунтовых вод и заражения их болезнетворными микробами, которые все еще имеются в сточных водах даже после надлежащей предварительной очистки. Попавшие в грунтовые воды загрязнения разлагаются очень медленно. Это объясняется, во-первых, отсутствием в грунтовых водах организмов, которые, как и в открытых водоемах, необходимы для биологического разложения загрязнений и самоочищения поверхностных вод, а во-вторых, тем, что этим преобразованиям препятствуют недостаток кислорода и низкие температуры грунтовых вод.
Если при этом вблизи фильтрующего колодца находится обычный водоразборный колодец, всегда можно ожидать, что в него вместе с грунтовой водой попадут загрязнения и болезнетворные микробы. Пользование таким водоразборным колодцем или устройство нового колодца становится опасным, а точнее сказать, невозможным. Не всегда можно найти выход из создавшегося положения путем устройства глубоких трубчатых колодцев, позволяющих отбирать незараженные слои воды, поскольку их строительство обходится довольно дорого. Поэтому отвод сточных вод в почву допускается лишь в исключительных случаях, за неимением других возможностей. В трещиноватых породах фильтрующие колодцы устраивать не допускается, так как в этом случае вода не фильтруется и, не имея организованного стока, может вновь попасть в источники питьевой воды. Фильтрующие колодцы целесообразно изготовлять круглыми. При очистке малых количеств сточных вод применяют сборные бетонные кольца.
Если вместо колец используется кирпич, то колодцы можно изготовлять также квадратными или прямоугольными. Глубина фильтрующего колодца, согласно стандарту TGL 7762, должна быть достаточной, чтобы не допустить загрязнения грунтовых вод. Это условие можно считать выполненным, если расстояние от днища фильтрующего колодца до нормального уровня грунтовых вод будет не менее 1 м. Для того чтобы вода могла просачиваться в грунт, днище и стенки колодца выполняются водопроницаемыми. В стенках должны в достаточном количестве предусматриваться отверстия определенного размера. Днище не укрепляется. Чтобы обеспечить надлежащее просачивание воды, в нижней фильтрующей части колодца, а также под его днищем предусматривается засыпка из гравия. Для этого под колодец роют котлован, глубина и ширина которого превышает диаметр колодца.
В целом трудно дать какие-либо рекомендации относительно размеров полезной площади просачивания и оптимальных размеров фильтрующего колодца. Количество сточной воды, которое может просочиться сквозь водопроницаемые поверхности днища и стенок, зависит от поглощающей способности грунта, а также от степени заполнения колодца. Поэтому площадь фильтрующей поверхности и диаметр колодца определяют на основании местного опыта, используя данные о существующих сооружениях. В фильтрующей части колодец заполняется гравием, щебнем или шлаком. Засыпку колодца следует выполнять таким образом, чтобы крупные частицы фильтрующего материала находились внизу, а мелкие располагались сверху. Поверх этой засыпки устраивают еще песчаный слой толщиной 20 см. В том месте, где на песчаный слой стекает поступающая из трубопровода вода, укладывают достаточных размеров плиту, предохраняющую песчаный слой от размыва. Пространство между слоем песка и подающей трубой является как бы накопительным резервуаром. Оно не должно быть слишком малым, чтобы при большом залповом сбросе сточных вод не образовалось обратного подпора. Кроме того, для фильтрующего колодца предусматривается приточно-вытяжная вентиляция.
Осуществляется она путем подсоединения вентиляционной трубы колодца к водосточной трубе здания или путем установки над колодцем специального вентиляционного стояка. Из описания конструкции фильтрующего колодца следует, что глубина его получается довольно большой. Необходимо еще учитывать, что подводящий трубопровод должен располагаться на глубине не менее ВО см от поверхности земли. Поэтому, когда грунтовые воды находятся на глубине менее 2 м от поверхности земли, устройство фильтрующего колодца, пусть даже простой конструкции, исключено. При этих условиях требуемая толщина фильтрующего слоя 1 м между днищем колодца и уровнем грунтовых вод не может быть обеспечена вследствие недостаточной глубины их залегания. Отсюда можно сделать вывод, что в тех случаях, когда грунтовые воды находятся достаточно высоко, фильтрующий колодец, как правило, не может быть использован. Эксплуатация колодцев требует соответствующего технического обслуживания.
Если профилактический осмотр системы водораспределительных труб и фильтрующих траншей производится два раза в год, то для фильтрующих колодцев, учитывая сложность их конструкции, такой осмотр следует осуществлять ежеквартально. При засорении колодца частицами осевшего ила его поглощающая способность восстанавливается путем замены верхнего песчаного слоя и промывки расположенного под ним крупного заполнителя. Если эти мероприятия не дадут должного эффекта или если нежелательно выполнять эту неприятную работу, фильтрующий колодец аналогичной конструкции устраивают в другом месте.
Следует упомянуть о том, что для контроля за работой каждого очистного сооружения следует вести журнал, в который заносятся все данные по эксплуатации, в особенности случаи нарушения работы сооружения, засорения, выноса ила из септика, данные о произведенных осмотрах и т. п. Журнал должен в любое время предоставляться для проверки представителям органов санитарного надзора и водного хозяйства. После септика необходимо устройство контрольного колодца, из которого можно в любое время взять пробу сточных вод. Отводящая труба в этом колодце расположена на 15 см ниже подводящей.
В заключение следует еще упомянуть о некоторых видах малых очистных сооружений, которые на протяжении многих десятилетий находили широкое применение. Речь идет, во-первых, о многоярусных отстойниках, называемых также малыми эмшерскими колодцами, а во-вторых, о капельных биофильтрах.
Долгое время многоярусные отстойники рассматривали как установки для осветления «свежей» сточной воды. Эти установки в принципе строятся аналогично комбинированным отстойникам-перегнивателям, хорошо зарекомендовавшим себя в малых и средних очистных сооружениях небольших населенных пунктов. Правда, их применение в качестве малых очистных сооружений для садовых участков с небольшим количеством сбрасываемых сточных вод не дает должного эффекта, поскольку в этом случае не бывает постоянного, примерно одинакового расхода, что имеет весьма существенное значение для их работы.
Сохранение «свежей» сточной воды при осветлении основывается на полном осаждении взвешенных веществ в течение короткого промежутка времени (как правило, 2 ч). Если за это время сточная вода освобождается от взвешенных веществ, она может подвергаться дальнейшей биологической обработке, причем не происходит ее загнивания, как это бывает в многокамерных септиках. Тем самым устраняется сложный переход от фазы брожения к фазе аэробного разложения, который имеет место, например, в септиках с подключенной к ним установкой подземной фильтрации. Осевший в отстойниках осадок подвергается разложению в специальной иловой камере в отсутствие кислорода воздуха с участием метановых бактерий. Большинство разработанных конструкций при залповом поступлении сточных вод в отстойник не позволяет полностью предотвратить их попадание в иловую камеру. В результате происходит нежелательное смешивание поступающей в отстойник свежей сточной воды с уже загнивающим илом подобно тому, как это бывает в ранее описанных многокамерных септиках. Тем самым эффект сохранения «свежей» воды прекращается, и многоярусный отстойник работает аналогично септику.
Однако даже в этом случае по своей эффективности такие отстойники ни в чем не уступают септикам, если для них предусматривать такие же размеры. Было проведено много исследований с целью добиться сохранения «свежей» сточной воды с помощью хорошо продуманной конструкции двухъярусных отстойников (название этих отстойников объясняется расположением отстойной части над иловой камерой). В некоторых случаях при надлежащем обслуживании отстойников это почти удается сделать. Под надлежащим обслуживанием подразумевается, во-первых, систематический выпуск ила через определенные, однако не слишком большие промежутки времени, во-вторых, регулярное удаление плавающих веществ из отстойной части.
Последнюю операцию следует выполнять каждые две недели во избежание неполадок в работе, выражающихся в образовании обратного подпора в приточном трубопроводе, что может вызвать его засорение. При надлежащем обслуживании двухъярусные отстойники могут успешно применяться для удаления взвешенных веществ из сточных вод, т. е. для механической очистки последних перед последующей основной биологической очисткой. Вследствие малой продолжительности пребывания воды в отстойниках и частого удаления ила емкость этих отстойников может быть меньшей, чем у септиков. Объем верхней отстойной части определяют из расчета 30 л, а нижней иловой камеры— из расчета 60 л на человека. Объем всплывающих веществ определяется из расчета 30 л на человека. Следует заметить, что в настоящее время наблюдается переход от многочисленных конструкций, в той или иной степени отличающихся друг от друга, к прежним конструкциям в той первоначальной форме, в какой они существовали еще несколько десятилетий назад.
Так, посередине круглых в плане отстойников устраивается широкий желоб, днище которого представляет собой две круто наклоненные друг к другу плоскости. Внизу эти плоскости не полностью примыкают одна к другой, оставляя щель по всей длине желоба шириной не менее 12 см, через которую осадок попадает в иловую камеру. Нижние грани должны перекрывать одна другую настолько, чтобы поднимающиеся вверх частицы ила не могли попасть из иловой камеры в отстойную часть. Для обеспечения доступа к любому участку водной поверхности, что имеет важное значение при эксплуатации, по всей площади двухъярусных отстойников устраивается съемное перекрытие.
Для биологической очистки сточных вод после удаления из них взвешенных веществ в домовых и малых очистных сооружениях одно время рекомендовалось применять биофильтры. Здесь также речь идет о конструкциях, хорошо зарекомендовавших себя при очистке бытовых и производственных сточных вод населенных пунктов или промышленных предприятий. Эти сооружения являются типовыми для биологической очистки.
Как и двухъярусные отстойники, эти биофильтры, эффективно работающие на крупных очистных сооружениях при непрерывном поступлении сточных вод, не дают должного эффекта при неравномерном поступлении стоков, имеющем место при канализации отдельно стоящих домов.
Предпринимаются попытки несколько изменить конструкцию крупногабаритных установок для очистных сооружений малой канализации. Поскольку применение насосов, часто используемых на крупных сооружениях, в данном случае исключается, биофильтр устраивают в резервуаре на большой глубине с тем, чтобы в него самотеком поступали сточные воды из отстойника. При этом непременно следует предусматривать предварительную механическую очистку путем удаления из сточных вод взвешенных веществ, так как в противном случае произойдет засорение фильтрующего слоя, состоящего из крупных обломочных пород. Большую трудность представляет обеспечение притока воздуха, чего при наличии глубоких камер можно добиться лишь частично. Однако даже в том случае, когда путем конструктивных изменении в значительной степени удается обеспечить приток воздуха, непреодолимым препятствием в работе установки остается неравномерный приток сточных вод. Населяющие фильтрующий материал организмы должны постоянно находиться во влажной среде, поскольку это, по сути дела, те же живые организмы, которые участвуют в процессах самоочищения воды, совершающихся в водоемах. Если фильтрующий материал в значительной степени высыхает, что бывает при больших интервалах в поступлении сточной воды, то происходит гибель организмов, и очистка сточной воды становится невозможной. Это обстоятельство, а также существующая опасность засорения биофильтра илом заставляют отказаться от применения малых биофильтров. Поэтому в новом издании стандарта TGL 7762 они справедливо не приводятся в качестве примеров для установки на малых очистных канализационных сооружениях.
Все описанные здесь малые очистные канализационные сооружения имеют четко определенную область применения. Объем сооружаемых септиков не должен превышать 10 м3. Этот объем определяется из расчета приема сточных вод от 50 человек. Поэтому размеры этих установок, по сути дела служащих лишь для удаления взвешенных веществ, увеличивать не следует. Несколько шире область применения крупногабаритных многокамерных септиков. При выдерживании в них сточных вод в течение 10 суток происходит частичная биологическая очистка, и, таким образом, достигается более высокое качество очищенных вод. Такие септики могут использоваться для приема сточных вод от 4— 200 человек. Многоярусные отстойники, служащие исключительно для удаления из сточных вод взвешенных веществ, допускается строить для числа жителей от 50 до 200. Следует иметь в виду, что для этих сооружений строго установлен нижний предел области применения, определяемый характером притока сточных вод. Чем больше число жителей, пользующихся этими сооружениями, тем легче выполняется требование максимальной равномерности притока. Устройство многокамерных отстойников для одноквартирных домов рассматривается отдельно, поэтому мы затронули его лишь частично.
Теперь давайте кратко обобщим все наиболее важные принципы применения малых очистных канализационных сооружений, подробно описанных в данной статье.
Малые очистные канализационные сооружения предназначены для очистки сточных вод, отводимых от индивидуальных жилых домов, и способны принять сточные воды не более чем от 200 жителей. Эти сооружения обычно применяются лишь там, где не имеется возможности подключения к наружной канализационной сети с центральными очистными сооружениями. При устройстве очистных сооружений предпочтение отдается групповым канализационным очистным сооружениям, рассчитанным на подключение к ним большого числа приусадебных участков. Для приусадебных участков, не имеющих централизованного водоснабжения, устройство малых очистных сооружений не разрешается. Отвод и очистку сточных вод необходимо осуществлять в соответствии с действующими требованиями органов водного хозяйства. Перед пуском в эксплуатацию очистные сооружения должны быть проверены представителями соответствующих органов госинспекции. Лишь после приемки сооружений водоохранными органами разрешается их эксплуатация. При строительстве очистных сооружений и их эксплуатации следует руководствоваться указаниями стандарта TGL 7762. Наличие типовых проектов значительно облегчает выполнение строительства многокамерных септиков.
Во многих случаях подземное орошение позволяет одновременно осуществлять очистку и использование сточных вод для орошения и удобрения садовых и огородных культур. Следует всегда помнить о том, что даже самые совершенные в техническом отношении очистные сооружения не дадут должного эффекта при отсутствии надлежащего обслуживания.
Из книги «Что делать со сточными водами» Рандольф Р. Р. /Пер. с нем. И. Б. Палееса; М.: Стройиздат, 1987.