Тел.: +7 (910) 478-49-27

"Технологии строительства"

Галина Кузнецова

Локальные системы очистки сточных вод  

За пределами крупных городов, как правило, отсутствуют централизованные сети водоснабжения и канализации. В то же время масштабы коттеджного строительства постепенно увеличиваются. Более того, современные загородные дома отвечают самым высоким требованиям комфорта и потому оборудованы хорошо развитыми системами водоснабжения. Традиционный емкостный накопитель, который до недавнего времени был самым распространенным вариантом решения проблем санитарного состояния дачного участка, сегодня в большинстве случаев не подходит. Так, например, при нормальном режиме эксплуатации систем водоснабжения, то есть с суточным расходом воды около 200 л/чел., семья из 5 человек заполнит емкостный накопитель объемом 10 м3 в течение 10 дней. Однако вряд ли кто-то согласится каждые 10 дней видеть у себя под окнами ассенизаторскую машину.

В подобных ситуациях, то есть когда необходимо избавиться от больших объемов сточных вод, используют локальные системы канализации. Работа любой из них строится по следующей схеме: система принимает канализационные стоки, обрабатывает их (очищает), затем очищенную воду отводит в грунт или на рельеф. Очистка  стоков может осуществляться одним из двух способов: с использованием метода почвенной фильтрации (система механической очистки) или при помощи биофильтров (система биологической очистки). Принимая во внимание тот факт, что каждая из систем интересна по-своему и помимо преимуществ имеет ряд недостатков, с уверенностью сказать о том, какая из них лучше, невозможно. Вопрос выбора типа системы в каждом конкретном случае решается с учетом особенностей ситуации. Мы же предлагаем читателю познакомиться с обеими системами очистки стоков на примере локальных очистных установок финского производства.

Система механической очистки сточных вод

Около 8 лет поставляются и успешно реализуются в России системы почвенной очистки Uponor Sako, которые включают комплект дополнительного технического оборудования, специально разработанного для использования на российских глинистых грунтах. Установки Uponor Sako пользуются большой популярностью не только благодаря своим  функциональным качествам, но и в немалой степени в связи с тем, что требуют к себе минимум внимания со стороны пользователя в период эксплуатации. Все элементы установки, о которой на год можно буквально забыть, изготовлены из полиэтилена низкого давления (ПНД) – долговечного материала, сохраняющего свою работоспособность в грунте в течение 50 лет. В отличие от полипропилена и ПВХ полиэтилен обладает большей эластичностью, что при монтаже в зимних условиях является существенным преимуществом. К тому же по истечении гарантированного срока службы изготовленные из полиэтилена элементы системы можно подвергать вторичной переработке. Uponor Sako прошла успешное тестирование в НИИ ВОДГЕО и в Медицинской академии им. И.М. Сеченова.

Система Uponor Sako – одна из немногих, которая одинаково эффективно функционирует вне зависимости от времени года. Дело в том, что в ней изначально предусмотрена возможность опускания всех элементов на отметку, расположенную ниже глубины промерзания, то есть ниже 1,5 м. В этом случае достаточно лишь при помощи специальных заводских удлинителей с уплотнительными кольцами нарастить горловины отстойника, распределительного и коллекторного колодцев. Такая конструктивная особенность очень подходит для ситуаций, когда систему канализации оборудуют в цокольном или подвальном этажах: естественным образом отпадает необходимость поднимать отводящий трубопровод ближе к поверхности земли и использовать насос.

 При проектировании индивидуальной установки почвенной очистки стоков необходимо учитывать не только количество обрабатываемых стоков, но и ряд местных факторов: грунт и горные породы;

·          грунтовые воды и колебания уровня грунтовых вод;

·          высотное расположение и рельеф местности;

·          расположение водозаборных сооружений;

·          удаленность от водоема;

·          климат и подверженность грунта замерзанию;

·          указания местных органов.

 Перед началом строительства рекомендуется произвести пробную выемку грунта для анализа его состава, а также для исследования состояния грунтовых вод. На основании полученных результатов определяется водопоглощающая способность грунта.  Именно на этой стадии принимается решение относительно способа почвенной очистки стоков. При хорошей поглощающей способности грунта используется его естественная способность очищать стоки, и потому устраиваются поля поглощения. При недостаточной поглощающей способности грунта, например, при высоком уровне грунтовых вод или малопроницаемых (глинистых) грунтах, для очистки сточных вод устраиваются поля фильтрации.

 

Очистка сточных вод в системе Uponor Sako осуществляется поэтапно. На первом этапе в трех последовательно расположенных камерах сепаратора-отстойника  происходит первичная очистка. Стоки, самотеком поступающие из камеры в камеру, постепенно освобождаются от взвешенных частиц: тяжелые фракции скапливаются на дне в виде осадка, жиры и масла всплывают. Процесс этот достаточно медленный и по действующим российским нормам должен протекать трое суток. Это означает, что при суточной норме расхода 1000 л воды объем сепаратора должен быть не меньше 3000 л. По мере протекания воды через последнюю камеру из нее удаляются оставшиеся твердые вещества, способные помешать процессу дальнейшей очистки. На втором этапе отстоявшиеся воды (серые воды) поступают через распределительный колодец либо на поле поглощения (где очистка происходит в слое щебня и окружающих его слоях грунта), либо на поле фильтрации (где воды фильтруются и очищаются в искусственном гравийно-песчаном фильтре).

Особенности монтажа системы Uponor Sako

Чтобы избежать засорения трубопровода, требуется канализационный выпуск из здания прокладывать с постоянным уклоном (не менее 1-2 см/м) в сторону сброса вод и с минимальным количеством поворотов. На длинных его участках следует устанавливать смотровые колодцы или ревизионную трубу. Под отстойник устраивается котлован с горизонтальным песчаным или гравийным, тщательно утрамбованным основанием площадью не более 6 м2. Во влажном грунте отстойник «якорят», то есть прикрепляют к бетонной плите с арматурными стержнями для закрепления канатов. При установке системы ниже глубины промерзания горловину отстойника удлиняют. Вокруг отстойника выполняется отсыпка песком или мелким гравием с последующей трамбовкой.

 Распределительный колодец устанавливается в вертикальном положении на песчаном утрамбованном основании. При необходимости горловину колодца тоже удлиняют. Постоянный уровень воды, подаваемой в распределительные трубы, поддерживают регуляторы потока, а шибер позволяет избежать неравномерного разделения воды по полям поглощения/фильтрации во время усиленного поступления стоков. Равномерная нагрузка на всю площадь поля увеличивает срок эксплуатации системы и качество очистки сточной воды.

 

По распределительным трубам, которые укладываются на песчаном основании с уклоном 5-10 мм/м, жидкая фракция для дальнейшей очистки поступает на поля поглощения или фильтрации. При условии, что семья состоит из 5 человек под поле поглощения/фильтрации достаточен земельный участок площадью 30 м2. Причем, если очистная установка рассчитана на круглогодичную эксплуатацию, то есть монтируется на глубине 1,5 м, слой грунта над полями поглощения/фильтрации можно обрабатывать: разбить клумбы или грядки, посадить кустарник и даже некоторые виды деревьев с не очень развитой корневой системой.

 Поле поглощения

 

 

 

Поле поглощения представляет собой одну общую траншею или несколько раздельных канав с трубами-распылителями (перфорированными трубами), уложенными в фильтрующем слое щебня общей толщиной 30-40 см (размер частиц 5-20 мм). Несмотря на то, что сами трубы монтируются с уклоном 5-10 см/м, основание траншей должно быть строго горизонтальным и выровненным, но не утрамбованным. Обязательная толщина слоя щебня под трубами в конце трубопровода должна равняться 10 см, а над ними – быть не менее 5 см. Длина перфорированных труб не должна превышать 15 м. Если используют раздельные канавы, между трубами, оставляют расстояние не меньше 2 м, при устройстве общего поля фильтрации их укладывают с шагом 1,5 м. Чтобы предотвратить попадание грунта в фильтрующий слой, поверх слоя щебня раскладывают ткань из фиброволокна и только после этого траншею засыпают. Таким образом, просачиваясь сквозь слой щебня и окружающие его слои грунта, серая вода проходит дальнейшую обработку и в почву поступает уже в относительно чистом виде.

 Поле фильтрации

 

В отличие от полей поглощения, где используется естественная очищающая способность грунта, поле фильтрации представляет собой комбинацию щебеночного слоя и искусственно созданного под ним гравийно-песчаного фильтра толщиной 1-1,2 м. Трубы-распылители, как и в предыдущем случае, укладываются в верхнем щебеночном слое с уклоном 5-10 мм/м. Подлежащие обработке воды, миновав щебеночный слой, поступают в песчаный слой, в нижней части которого расположены дренажные (коллекторные) трубы марки Veto Tupla. По этим трубам прошедшие очистку сточные воды отводятся в коллекторный колодец, а из него по дренажной трубе подаются к подходящему месту сброса стоков в грунт. Щебеночный слой  во избежание его засорения перед засыпкой грунта также защищают фильтрующей тканью.

Описанные схемы работы систем почвенной очистки основаны на самотеке. В ситуации, когда рельеф местности не позволяет использовать данный принцип, между отстойником и распределительным колодцем устанавливается колодец с погружным насосом. Мощность насоса подбирается в зависимости от высоты, на которую требуется организовать подачу стоков. При этом следует помнить, что наличие электрозависимого оборудования в какой-то степени снижает надежность работы любой системы, в том числе и насосной. Поэтому на случай обесточивания колодец должен быть достаточной вместимости. Погружной насос должен поставляться с обратным клапаном, чтобы не произошло поступления воды обратно в колодец при выходе из строя насоса. Траншеи на поле поглощения/фильтрации устраиваются по такому же принципу, как и для самотечной системы. 

 

Перед пуском системы Uponor Sako в эксплуатацию, в том числе каждый раз после удаления ила, отстойник следует заполнять водой. Процедуру опорожнения (чистку) рекомендуется производить не реже одного раза в год.

 

В зависимости от планируемой эксплуатационной нагрузки используются установки с отстойниками разного объема: для приема небольшого количества бытовых и моечных стоков подойдет 2-камерный отстойник емкостью 1,5 м3; при условии круглогодичного проживания в коттедже одной семьи потребуется 3-камерный отстойник емкостью 2 м3; для обслуживания нескольких строений или семей, то есть при норме расхода выше средних значений, можно рекомендовать 3-камерные отстойники емкостью по 3 - 4 м3 .

 

При всех своих достоинствах система Uponor Sako имеет и ряд недостатков. Это, прежде всего, достаточно большой объем земляных работ и затраты на сопутствующие материалы, такие как гравий, песок, цемент. К тому же для устройства полей поглощения/фильтрации требуется много места, что иногда в условиях дефицита свободной площади может вызвать существенные затруднения. И, наконец, гидрогеологические условия (высокий уровень грунтовых вод) не всегда позволяют смонтировать систему почвенной очистки. Подобных проблем не возникает при использовании комплекса малых очистных установок Green Rock, которые относятся к системам биологической очистки.

 Система биологической очистки сточных вод

 

 

 

Принципиальное отличие систем Green Rock от системы Uponor Sako заключается в том, что в них после первичной очистки в сепараторе-отстойнике жидкая фракция поступает на доочистку в биофильтр, а не на поле поглощения/фильтрации. В настоящее время существует несколько модификаций этой системы. Среди них есть модели, осуществляющие прием и очистку небольшого количества сточных вод, очистные установки для новых и реконструируемых частных домов, а также системы с большой пропускной способностью, предназначенные для сложных объектов. На выбор установки оказывают влияние  следующие факторы: место использования, количество пользователей, тип сточной воды, а также время строительства объекта. Причем возможность поставки одного биологического фильтра Green Rock 05 позволяет доусовершенствовать существующие системы канализации.

 

Биологическая очистка сточных вод в установках Green Rock происходит в многоступенчатом фильтре, изготовленном из каменного волокна. При прохождении серых вод через слои биофильтра содержащиеся в них сложные органические соединения окисляются и превращаются в простые. В результате образуется минеральный осадок, в котором в течение 2-3 недель поселяются бактерии. Они, используя для своей жизнедеятельности оставшиеся органические вещества, расщепляют их на воду и углекислый газ. Слои биофильтра вентилируются снизу кислородом, что  заметно активизирует процессы окисления. Вода, прошедшая такую обработку, не имеет запаха, бесцветна и абсолютно безвредна для окружающей среды. В зависимости от водопоглощающей способности грунта она отводится либо в фильтрующий колодец, либо, если имеется естественный уклон местности, - самотеком подается в фильтрующую траншею и затем на рельеф, где при помощи почвенных бактерий, растений и т. д. проходит доочистку в рамках естественных процессов самоочищения в природе.

 

Фильтры Green Rock служат от 3 до 5 лет, потом их заменяют на новые. Отработавшие пластины и патроны, изготовленные из природного материала, легко утилизировать, например, закопать в компостную яму и по истечении определенного срока использовать в качестве удобрения.

 

Объем очистной установки Green Rock подбирается в зависимости от количества поступающих стоков. Малые очистные установки способны обработать от 300 л до 2 м3 сточных вод, крупные – от 5 до 20 м3. Системы с большой пропускной способностью могут принимать и обрабатывать стоки, поступающие с 2-3 объектов, что сокращает на 30 % затраты на оборудование, его монтаж и последующее сервисное обслуживание. Однако в некоторых случаях не имеет смысла объединять несколько отдельно взятых канализационных систем в одну, поскольку стоимость подобной централизованной системы резко возрастает. Это связано с увеличением протяженности трубопроводов, необходимостью монтажа коллекторов и перекачивающих фекальных насосов и т. д. Таким образом, однозначно сказать, какая схема предпочтительнее, невозможно: в каждом конкретном случае следует отдельно рассматривать вопрос о целесообразности использования того или иного варианта.

 

Благодаря компактности установки Green Rock (max Ø 2000 мм; h=1600 мм) можно монтировать на участке ограниченных размеров, причем независимо от водопоглощающей способности грунта и уровня грунтовых вод. При выборе места под устройство котлована оптимальным следует считать расстояние от дома не более 5-10 м.

 

В период эксплуатации подобных установок биологической очистки необходимо учитывать несколько моментов. Поскольку на жизнедеятельности бактерий, принимающих участие в процессе биологической очистки, отрицательно сказывается действие токсических и дезинфицирующих веществ, для поддержания биофлоры не рекомендуется пропускать через биофильтры хлорсодержащие стоки, а также воду, используемую при промывке автоматических фильтров систем водоподготовки, в которых для регенерации используется марганец. При нерегулярной эксплуатации очистной установки, то есть при сезонном проживании в доме, бактерии также могут погибнуть. После этого возобновить работу биофильтра можно при помощи биоактиватора, который поставляется в комплекте с системой биоочистки.

 

Для эффективного удаления из обработанных стоков фосфора и его соединений в комплекте с очистными установками Green Rock поставляется элемент Aqua Stone, представляющий собой приспособление с набором сухих химикатов. Aqua Stone устанавливается на санитарном оборудовании. При контакте таблетки с водой химикат растворяется и поступает в систему, где сохраняет свою химическую активность достаточно долго. Поэтому к моменту поступления сточных вод в септик фосфор успевает превратиться в малорастворимую суспензию, которая выпадает в осадок. Одной такой таблетки достаточно на 1000 циклов, что при нормальном режиме эксплуатации составляет 3 месяца. Поэтому 10-и таблеток, как правило, хватает на весь период пользования до смены биофильтра.

 Система гибких теплоизолированных пластмассовых трубопроводов

 

Заслуживает внимания разработка специалистов фирмы Uponor для систем водо- и теплоснабжения. Речь идет о системе гибких теплоизолированных пластмассовых трубопроводов Ecoflex, предназначенных для использования всюду, где необходимо подвести воду – горячую или холодную, либо организовать отвод стоков.

Трубопровод Ecoflex - конструкция, состоящая из одной или нескольких теплоизолированных труб, помещенных в защитный кожух. Внутренние трубы и изолирующая прокладка изготовлены из структурированного полиэтилена (PE-X), наружный кожух выполнен из влагонепроницаемого высокопрочного полиэтилена (HDPE). Благодаря ребрам жесткости наружного кожуха труба Ecoflex, уложенная на глубине всего 40 см, выдерживает не только давление грунта, но и нагрузку от проезжающего транспорта. 

Выпускаемые модификации трубопровода отличаются назначением, количеством подающих труб, их диаметром. Кроме того, имеются варианты трубопровода с саморегулирующимся электрокабелем, который служит для подогрева трубы холодного водоснабжения и препятствует ее промерзанию даже в самые сильные морозы.

Ассортимент продукции Ecoflex включает трубы Aqua, Thermo, Quattro, Supra Plus и Supra Standard. Ecoflex Aqua – трубопровод с одной или двумя подающими трубами диаметром 18-63 мм для подвода бытовой горячей воды. Ecoflex Thermo – трубопровод, оснащенный одной или двумя трубами (Ø25-110 мм) и предназначенный для использования в системах отопления или горячего водоснабжения (отопительный трубопровод имеет защитную пленку EVOH, предотвращающую проникновение кислорода в теплоноситель и возможную коррозию металлических частей системы отопления). Ecoflex Quattro – трубопровод с четырьмя подающими трубами в одном кожухе, что позволяет осуществить разводку обеих систем: и отопления (Ø25-40 мм), и горячего водоснабжения (Ø18-40 мм). В системах Ecoflex Supra Plus и Ecoflex Supra Standard вдоль подающих труб (Ø25-110 мм) проложен саморегулирующийся кабель, который, потребляя сравнительно немного электроэнергии, тем не менее, эффективно прогревает всю конструкцию, что дает возможность при монтаже трубопровода ограничиться небольшой глубиной. Водонепроницаемым и устойчивым к коррозии системам Ecoflex Supra, прекрасно себя зарекомендовавшим при эксплуатации в суровых условиях Лапландии, не страшны ни повышенная влажность, ни резкие перепады температур, ни обильные снегопады или внезапные оттепели.

 

Благодаря компактности трубы Ecoflex можно укладывать в узкую траншею, причем  при монтаже с бухты отпадает необходимость в использовании фитингов на извилистой трассе протяженностью до 200 м. Таким образом, сокращается количество соединений в грунте и  увеличивается скорость монтажа. К тому же появляется возможность свести к минимуму объем земляных работ и максимально сохранить элементы благоустройства в условиях существующей застройки. Одним словом, теплоизолированный пластмассовый трубопровод Ecoflex дает решение целого комплекса проблем.

 

Трубопроводы Ecoflex успешно применяются не только в странах Европы и Америки. Известен положительный опыт использования этих конструкций в Нижнем Новгороде, где была выполнена задача обновления старых водопроводных и канализационных систем. Кроме того, на трубы Ecoflex Supra заменено около 1300 м старого холодного водопровода на территории Валаамского монастыря. Восстановленные участки системы в настоящее время бесперебойно функционируют и внушают надежду на то, что скоро весь древний монастырь с его хозяйственными, жилыми и церковными помещениями получит надежную водопроводную систему.