Усредненные характеристики качества бытового стока

N п/п	Перечень загрязняющих веществ	Усредненная характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод (концентрация, мг/л)
	Взвешенные вещества
	БПК полн.
	ХПК
	Жиры
	Азот аммонийный
	Хлориды
	Сульфаты
	Сухой остаток
	Нефтепродукты	1,0
	СПАВ (анионные)	2,5
	Фенолы	0,005
	Железо общее	2,2
	Медь	0,02
	Никель	0,005
	Цинк	0,1
	Хром (+3)	0,003
	Хром (+6)	0,0003
	Свинец	0,004
	Кадмий	0,0002
	Ртуть	0,0001
	Алюминий	0,5
	Марганец	0,1
	Фториды	0,08
	Фосфор фосфатов	2,0

 

В качестве инженерных очистных систем может использоваться: автономная (локальная) канализация, внутренняя канализация, ливневая канализация и наружная канализация. Современные системы автономной канализации в составе систем загородной канализации позволяют не только очищать стоки до уровня соответствующего стандартам, но и улучшать некоторые полезные качества воды. Также очищенную воду можно использовать повторно, в технических целях, у себя на участке (для полива, мытья дорожек и т.п.).

Ливневая канализация – следствием любых погодных явлений являются осадки, которые в больших количествах собираются с кровли дома или дачи посредством специальных систем отводящих труб. При постоянном воздействии эти осадки, особенно в виде дождя, оказывают негативное влияние на состояние почвы рядом с домом. Это может быть и разрушение почвы, что впоследствии ведёт к проблемам с растениями и ландшафтным дизайном нарушая его растительность и эстетичность, но может вызвать и более серьёзные проблемы, такие как подмокание фундамента дома, что очень негативно скажется в дальнейшем. Основная цель устройства системы ливневой канализации – это сбор поверхностных вод с плоскости кровли дома или дачи (посредством специальных водоприемных воронок) и уникальных газонных покрытий (формируется с помощью водоприемных лотков).

Наружная канализация – основная задача устройства наружной канализации это транспортировка собранных сточных вод на специальные очистные сооружения или, как правило, за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий.

Локальная канализация – специальная система устройства отвода сточных вод для дома или дачи, в случае если централизованная система канализации не предусмотрена проектом. Загородная канализация проектируется специально под индивидуальный проект дома или дачи, с учётом всех технических требований.

Автономная канализация является комплексным сооружением, состоящем из:

· канализационная сеть, подводящая сточные воды от строений на участке (дом, баня, гараж) к очистным сооружениям. Канализационная сеть может быть самотечной или напорной.

· собственно очистное сооружение. Это может быть обычный септик или система глубокой биологической очистки.

· дренажная система, которая может быть реализована в виде впитывающей площадки или фильтрационной траншеи.

При выборе той или иной системы канализации для коттеджа, загородного дома необходимо учитывать:

ü уровень грунтовых вод,

ü вид грунта на участке,

ü возможность производить на участке строительно-монтажные работы с помощью тяжелой техники,

ü требования к очистке сточных вод, предъявляемые местными службами природоохраны и Госсанэпиднадзора.

Нельзя забывать, что очищенные даже на 95-99% бытовые стоки содержат болезнетворные бактерии, поэтому эту воду нельзя использовать в качестве питьевой и сливать в водоемы, откуда происходит забор воды для бытовых нужд. По нормам СЭС, эта вода должна пройти стадию дезинфекции (хлорирование или ультрафиолетовое облучение). В некоторых ЛОС эта операция предусмотрена. Современные очистные сооружения являются, как правило, многоступенчатыми.

Все способы очистки стоков от коттеджей – это биологические способы очистки.

Существует две основные схемы биологической очистки – с использованием естественных условий или искусственно созданных. В естественных условиях процессы разрушения органических веществ протекают в почве и в водоёмах. При этом в почве преобладают анаэробные процессы, а в водоёмах – аэробные. Если количество органических веществ в стоках не велико, то почва и водоёмы справляются с процессом биологического окисления своими силами. Когда же органики много, то процессы окисления не усиливаются, а начинают угнетаться, а почва с водоёмами загнивают. Биологического окисления сточных вод можно добиться, если создать условия, способные интенсифицировать процесс. Такие условия создаются на полях фильтрации и в биопрудах.

Поля фильтрации – это земельные участки с песчаными почвами, супесями и суглинками, подготовленные для естественной биологической очистки сточных вод при фильтрации (этих вод) через почвенные горизонты. В почве обычно присутствуют как аэробные, так и анаэробные бактерии (аэробы – на поверхности почвы, анаэробы – в толще земли), соответственно могут осуществляться оба процесса очистки (а не только естественный анаэробный). В связи с тем, что простая очистка стоков на полях фильтрации требует больших площадей и “плохо пахнет”, в настоящее время она имеет ограниченное применение. Другой вариант естественной очистки – биопруды, в наших климатических условиях используют в основном для доочистки сточных вод в летнее время. Дело в том, что при низкой температуре воды биологические процессы замедляются, а около нуля градусов вообще практически не идут.

Очистка сточных вод в искусственных условиях так же использует аэробный и анаэробный процессы. Иногда по отдельности, иногда в сочетании. На отечественном рынке малых очистных сооружений в основном присутствуют два типа очистных сооружений – аэрационные биологические очистные сооружения (аэротенки) и септики различных модификаций и комбинаций процессов.

Искусственные условия хороши тем, что позволяют ускорить процесс очистки, сократив занимаемые площади и выделение дурнопахнущих веществ в атмосферу, а глубокая автоматизация очистных сооружений упрощает (но не всегда удешевляет) их эксплуатацию. Аэротенки и септики часто используют совместно с биофильтрами, представляющими собой искусственные сооружения, процесс очистки в которых протекает аналогично процессу очистки на полях фильтрации. Разница в том, что биоплёнка на полях фильтрации образуется на поверхности земли, а в биофильтре – во всей толще загрузки, на её поверхности. Можно сказать, что биофильтр – это “свёрнутое”, компактное поле фильтрации. В отличие от биофильтра, где создаются условия, интенсифицирующие процесс биологического окисления в почве, аэротенк представляет собой сооружение, где ускоряется процесс, происходящий в водоёмах. Интенсификация осуществляется за счёт подачи воздуха. Понятно, что это, в основном, аэробная очистка.

Итак, аэротенки, биофильтры и септики – это искусственные сооружения, моделирующие и интенсифицирующие естественные процессы, происходящие в почве (биофильтры и септики) и в водоёме (аэротенки).

Очистные сооружения делятся на аэрационные (аэробные, которые требуют подачи воздуха и, следовательно, внешнего источника электропитания), и анаэробные септики, работающие без электричества. Существуют гибридные сооружения, в состав которых включен и септик, и аэротенк. Биофильтры используется только как дополнение и к аэротенкам, и к септикам, поскольку всегда требуют предварительного осветления сточных вод. В любом случае, все аэрационные системы сами по себе достаточно сложны и при неправильном проектировании могут просто не работать.

Общепризнано, что наиболее эффективной технологией очистки является технология с применением аэротенка. Все существующие до недавнего времени аэротенки были ориентированы на большие объемы стоков. Ситуация в корне изменилась с появлением новых установок, разработанных в России, на основе опыта конструирования и эксплуатации крупных промышленных аэротенков. Кроме этого очистка сточной воды проходит полный цикл, вплоть до удаления азота, а удаляемый активный ил стабилизируется в аэробных условиях, что позволяет использовать его как прекрасное удобрение (великолепное решение проблемы утилизации отходов). Установки чрезвычайно удобны в эксплуатации и не требуют для обслуживания специальной техники и спецперсонала. То есть, обслуживание установки легко производит сам пользователь. Установка очень долговечна, т.к. корпус выполнен из полипропилена, который не подвержен коррозии и не меняет структуру под лучами солнца. А наличие в структуре панелей корпуса вспененного слоя способствует сохранению внутренней тепловой энергии биомассы. Установка работает без снижения качества очистки в зимних российских условиях.

Преимущество очистного сооружения биологической очистки:

• относительно небольшие размеры очистного сооружения;

• простота монтажа.

Недостатки очистных сооружений глубокой биологической очистки:

• необходимость наличия внешнего источника электропитания;

• требует регулярного обслуживания раз в 3 месяца.

Санитарно-защитную зону от полей фильтрации площадью до 0,5 га и от сооружений механической и биологической очистки на биофильтрах производительностью до 50 м/сут следует принимать 100 м. Санитарно-защитную зону от фильтрующих траншей и песчано-гравийных фильтров следует принимать 25 м, от септиков и фильтрующих колодцев – соответственно 5 и 8 м, от аэрационных установок на полное окисление с аэробной стабилизацией ила при производительности до 700 м/сут – 50 м.

Сброс сточных вод может осуществляться в воду, в грунт и на рельеф (в овраг или канаву). Овраг и канава – это половинчатое решение. Когда канава впадает в водоём – это всё равно, что прямо в него, а когда овраг замкнут, туда лучше вообще не сбрасывать, так как неизвестно, куда из него потекут стоки. Сброс в водоём, если этот водоём конечно есть, связан с установкой сооружений, которые дают глубокую очистку до «водоёмного» норматива, и, как следствие, стоят дорого. Сущестует три случая, когда можно рассмотреть сброс сточных вод в водоем:

• Если стоков так много, что в грунт они «не поместятся». Для одного коттеджа не актуально, это для очистных сооружений коттеджного посёлка.
• Если коттедж стоит на болоте, а для фильтрующих насыпей нет места.
• Если рядом есть водозаборная скважина или колодец, стоки могут попасть в грунтовые воды этого водозабора, а исключить это попадание нет возможности или она есть, но слишком дорога.

Во всех остальных случаях, почвенная (грунтовая) утилизация сточных вод не только предпочтительнее, но и дешевле и экологичнее.

Отведение сточных вод в грунт осуществляется:

- В песчаных и супесчаных грунтах в сооружениях подземной фильтрации после предварительной очистки в септиках. Допустимый уровень грунтовых вод при устройстве фильтрующих колодцев должен быть не менее 3 м от поверхности земли, при устройстве полей подземной фильтрации – не менее 1,5 м от поверхности земли;

- В суглинистых грунтах в фильтрующих кассетах – после предварительной очистки в септиках. Уровень грунтовых вод должен быть не менее 1,5 м от поверхности земли.

Септики надлежит применять для механической очистки сточных вод, поступающих на поля подземной фильтрации, в песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи и фильтрующие колодцы. Септики предназначены для предварительной очистки сточных вод и перегнивания выпавшего осадка и применяются в индивидуальных и местных системах водоотведения.

Септик представляет собой подземный отстойник (железобетонный, стальной, полиэтиленовый), состоящий из нескольких или одной камеры, в котором медленно текущие сточные воды позволяют взвешенным частицам оседать на дно отстойника, где происходит анаэробный микробиологический процесс разложения.

В септиках осуществляется механическая очистка сточных вод за счет процессов отстаивания сточных вод с образованием осадка и всплывающих веществ, а также частично биологическая очистка за счет анаэробного разложения органических загрязнений сточных вод. Кроме того, в септиках осуществляется флотационная очистка сточных вод за счет газов, выделяющихся в процессе анаэробного разложения осадка. Санитарно-защитную зону от септика до жилого здания следует принимать 5 м.

Объем септика следует принимать равным 2,5-кратному суточному притоку сточных вод при условии удаления осадка не реже одного раза в год. При удалении осадка два раза в год объем септика может быть уменьшен на 20 %. При расходе суточных вод до 1 м³/сут септики надлежит предусматривать однокамерные, при большем расходе – двухкамерные, причем камеры принимаются равного объема. Это сооружение для очистки небольших количеств (до 25 м³/сут) бытовых сточных вод.

Преимущества септика:

• энергонезависимость очистного сооружения
• высокая надежность
• удобство эксплуатации – уход сводится к очистке септика от твердого осадка один раз в 1-3 года.

К недостаткам септика следует отнести недостаточную степень очистки сточных вод.

Надежная эксплуатация систем почвенной очистки возможна, если сооружения предварительной очистки обеспечивают надлежащее качество очищенной воды. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде после септиков не должна превышать 100 мг/л. При работе фильтрующих сооружений в режиме доочистки – 20 – 30 мг/л.

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 очистки требуется выдерживание содержимого в течение 10 суток. 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, ассчитанных на короткое время пребывания, не должны отводиться непосредственно в водоем, так как они не подверглись достаточной очистке.

В системе очистке сточных вод используется самоочищающая способность почвы. Сущность процесса почвенной очистки состоит в обеспечении эффективной очистки сточных вод на земельном участке, без создания антисанитарных условий или загрязнения природы. Прежде чем решиться на устройство сооружений почвенной фильтрации, необходимо убедиться, что это не повлияет на качество подземных вод, используемых для нужд водоснабжения.

Фильтрующий колодец применяют при очистке стоков. Фильтрующий колодец состоит из донного фильтра, стен и перекрытия. Донный фильтр выполняется в виде засыпки из гравия, щебня, спекшегося шлака крупностью 15-30 мм внутри колодца и у наружной поверхности стенок на ширину 300 мм. На высоту фильтра стенки колодца выполняются с равномерно распределенными отверстиями диаметром 40-60 мм общей площадью около 10 % поверхности стенок. Стены фильтрующего колодца изготавливаются из сборного железобетона, монолитного бетона или сплошного глиняного кирпича (в последнем случае отверстия предусматриваются за счет промежутков в кладке).

 

 

 

Рис. 2. 19. Схема очистки сточных вод.

Лоток подводящего сточные воды трубопровода размещается на 100 мм выше верха донного фильтра, причем открытый конец трубопровода должен располагаться в центре колодца.Расчетная фильтрующая поверхность колодца рассчитывается исходя из нагрузки на площадь донного фильтра внутри колодца и площади отверстий в стенках колодца на высоту фильтра, которая составляет 100 л/сут на 1 м² в песчаных грунтах и 50 л/сут на 1 м² в супесчаных грунтах. Площадь колодца в плане должна быть не более 4 м^2, полная глубина – не более 2, 5 м.

Еще одна разновидность способа почвенной фильтрации это применение полей подземной фильтрации. Поля подземной фильтрации состоят из сети оросительных труб, укладываемых на глубину 0, 5-1, 2 м от поверхности земли до верха труб (в зависимости от глубины промерзания грунта), причем расстояние от лотка труб до уровня грунтовых вод должно быть не менее 1 м. Санитарно-защитную зону от полей подземной фильтрации до жилого здания следует принимать равной 15 м.Оросительные трубы прокладываются в виде ответвлений длиной до 20 м от распределительного трубопровода. Распределительный трубопровод диаметром 100 мм прокладывается с уклоном 0, 005. Оросительные и распределительные трубопроводы монтируются из асбестоцементных безнапорных или пластмассовых труб.

Рис. 2.20. Схемы подземных полей фильтрации.

На рисунке обозначено: Б – распределительный колодец; В – схемы подземной фильтрации с параллельными дренами; Г – схема коллекторной системы полей подземной фильтрации;4 – вентиляционный стояк; 5 – флюгарка (колпак); 6 – насыпной грунт; 7 – распределительный лоток; 8 – люк чугунный; 9 – гидроизоляция из рулонного материала; 10 – подающая труба; 11 – кирпичная кладка в разбежку; 12 – плита перекрытия; 13 – бетонное кольцо; 14 – отводящие трубы (дрены); 15 – распределительный колодец; 16, 17 – однокамерный и двухкамерный септики; 18 – дрены; 19 – граница поля; 20 – коллектор.

Нагрузка в песчаных грунтах на 1 м оросительных труб составляет 30 л/сут, в супесчаных грунтах – 15 л/сут. Для притока воздуха на концах оросительных труб следует предусматривать стояки диаметром 100 мм, высота которых на 2000 мм выше планировочных отметок.

Применяются так же и фильтрующие кассеты. Фильтрующая кассета – подземное сооружение с пространством высотой 250 мм под перекрытием. Перекрытие выполняется из железобетонных плит и других материалов, опорные стенки – из бетонных блоков или сплошного кирпича. По всей площади кассеты устраивается щебеночное основание высотой 100 мм, которое засыпается крупнозернистым песком крупностью 1-2 мм на высоту 150 мм. Площадь фильтрующей загрузки в легких и средних суглинистых грунтах определяется исходя из расчетной нагрузки 60 л/(м2× сут). В месте подачи сточных вод устраиваются наброска из щебня крупностью 20-40 мм и струеотбойная стенка. Это поле фильтрации, такое же, как устраивают на поверхности, только спрятанное в землю.

Сточные воды, прошедшие сооружения подземной фильтрации, имеют БПК_полн. и концентрацию взвешенных веществ – 10-15 мг/л.

Рассмотрим отвод стоков в водоем. Очистные сооружения с отведением очищенных сточных вод в поверхностные водоемы, как правило, применяются при водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтах. При этом очистка сточных вод осуществляется в песчано-гравийных фильтрах и фильтрующих траншеях. Если при почвенной утилизации очищенная вода поступает (впитывается) после фильтрующего сооружения в почву, то в вышеописанном случае она, пройдя почвенную очистку, “выходит” из почвы и организованно отводится на сброс в водоём. В остальном, всё одинаково, добавляется только система сбора и отвода очищенной воды.

Песчано-гравийные фильтры включают следующие основные элементы: оросительную сеть, фильтрующую загрузку и дренажную сеть. При устройстве песчано-гравийного фильтра на дно котлована, спланированное с уклоном 0, 03 к центральной части, укладывается слой гравия, щебня или спекшегося шлака крупностью 15-30 мм, высотой 100 мм, по которому прокладывают дренажную сеть, состоящую из центральной трубы – коллектора и отходящих от него водосборных труб, прокладываемых из асбестоцементных или пластмассовых труб диаметром 100 мм. Асбестоцементные водосборные трубы снабжают боковыми пропилами на глубину 20 мм шириной 5 мм через каждые 100 мм. Пластмассовые трубы – боковыми отверстиями диаметром 10 мм через 100 мм. Пропилы и отверстия располагают в шахматном порядке. Дренажная сеть засыпается щебнем, гравием или шлаком крупностью фракций 15-30 мм на высоту 100 мм над верхом труб, затем слоем из тех же материалов крупностью 5-15 или 2-5 мм, высотой 100 мм и слоем материалов крупностью 2-5 мм, высотой 100 мм.

Фильтрующий слой отсыпается из крупнозернистого песка крупностью 1-2 мм, высотой 1 м при требуемой концентрации загрязнений по БПК_полн. и взвешенным веществам в очищенной воде до 15 мг/л и высотой 1, 5 м при требуемой концентрации указанных загрязнений до 10 мг/л.

На фильтрующий слой укладывают слой гравия, щебня и спекшийся шлак крупностью 15-30 мм. Оросительная сеть устраивается аналогично дренажной, обсыпается щебнем, гравием или шлаком крупностью фракции 15-30 мм на высоту 100 мм, затем ее накрывают слоем рубероида или гидроизола и засыпают грунтом.

Площадь фильтра определяется из расчета размещения оросительных труб расчетной длины при расстоянии между ними 0, 5 м. Требуемая длина оросительных труб определяется при расчетной нагрузке на 1 м трубы 100 л/сут. Длину дренажных труб определяют аналогично оросительным трубам.

В конце коллектора оросительной сети и в начале коллектора дренажной сети устраиваются вентиляционные стояки диаметром 100 мм и высотой 700 мм над поверхностью земли.

Расстояние от лотка дренажных труб до уровня грунтовых вод должно быть не менее 1 м. При высоком уровне грунтовых вод фильтр допускается располагать в подсыпке, причем фильтр, перекрытый слоем рулонного гидроизоляционного материала, засыпается слоем шлака, равным 0, 5 м, и растительного грунта – 0, 2 м.

Санитарно-защитную зону от песчано-гравийного фильтра до обслуживаемого жилого здания следует принимать 8 м.

Это более мощное, производительное сооружение, применяется для повышенных расходов стоков. Для нескольких коттеджей, например.

Фильтрующие траншеи устраивается аналогично песчано-гравийному фильтру, но имеет линейное размещение оросительной трубы, длина которой может достигать 30 м.

Высота загрузки фильтрующей траншеи принимается 0, 8 м, ширина траншеи – 0, 5 м, нагрузка на 1, 0 м оросительной трубы – 70 л/сут.

Санитарно-защитную зону от фильтрующей траншеи до обслуживаемого жилого здания следует принимать 8 м.

Рис. 2.21. Фильтрующая траншея с отводом очищенной воды через дренажные трубы.

Вода, очищенная на песчано-гравийных фильтрах или в фильтрующих траншеях, отводится в водоем самотечным трубопроводом или собирается в накопителе и перекачивается в водоем насосом. Следует предусматривать возможность обеззараживания очищенных сточных вод с помощью помещаемых в поток хлор-патронов.

В месте сброса очищенных сточных вод в водоем следует предусматривать мероприятия, предупреждающие размыв берегов и дна за счет гашения скорости потока и укрепления грунта каменной наброской или бетонными плитами.

С помощью канализационной системы можно значительно улучшить уровень комфорта и удобств загородного дома.