Локальные очистные сооружения для частного дома: обзор разновидностей

Как известно, туалет — это не просто унитаз. Сантехническое изделие только венчает айсберг под названием «Канализация, водоотведение и очистка стоков». Для горожанина знакомство с этим айсбергом заканчивается на посещении санузла: он нажимает серебристую (или какую другую в зависимости от дизайна помещения) кнопочку, и содержимое унитаза отправляется в неизвестном направлении. 

Туалет — это не просто унитаз

О том, что же происходит со стоками после нажатия кнопочки, написано в статье Куда течёт вода из унитаза, или Как очищаются бытовые сточные воды.
Горожанина, в общем-то, заботит только строка «Канализация» в графе предоставленных жильцу услуг в приходящей в конце месяца квитанции. А вот у владельца частного дома есть множество вопросов, связанных с бытовыми стоками. А точнее с тем, куда они деваются или каким образом очищаются. 

Септик в частном доме

Если в выборе системы канализации для загородного дома вы остановились на автономном варианте, то информация ниже о том, как подобрать объём очистного сооружения, чем отличается септик от аэрационной очистной станции, вам будет полезна.  

Ads by

Что такое автономная канализация

Под этим термином сегодня понимают очистные сооружения, занимающиеся очисткой бытовых стоков в загородном доме без подключения к магистральной канализации, автономно. Хотя, на мой взгляд, это не совсем точно, потому что автономной канализацией

 можно назвать и обычную выгребную яму. Поэтому сооружения очистки сточных вод для одного или нескольких домов лучше именовать 

 или локальными очистными станциями

, а не канализацией. 
В статье рассматриваются именно очистные сооружения

, а про различные варианты накопительных или перерабатывающих туалетов можете прочесть в статье Компостирующий туалет непрерывного действия: устройство, принцип работы, преимущества.

Принцип действия очистных сооружений

Сегодня вниманию пользователя на строительном рынке предлагается целый букет различных ЛОС (локальных очистных станций). Каждый производитель заявляет, что только в его продукции производится полная очистка сточных вод чуть ли не до стандартов питьевой воды, однако подавляющее большинство из ассортимента предложений автономных очистных так или иначе использует только 1 способ очистки сточных вод: 

.
Биологический метод очистки стоков заключается в использовании микроорганизмов, которые превращают органику, присутствующую в стоках, в минеральные вещества, усваивающиеся растениями. 

 он назван потому, что этот процесс разложения органики типичный, непрерывно происходящий в природе (почве, водоёме). 

Разложение органики — типичный природный процесс, происходящий непрерывно

Так органические соединения, присутствующие в отмерших частях растений, телах мёртвых животных и экскрементах живых существ, превращаются в минеральные вещества: основные, требующиеся для питания растений (азот, фосфор, калий), ну и ещё целый ряд, которые называют 

. Присутствие их в «рационе» растений необходимо, но в небольших дозах. Это такие элементы, как магний, цинк, и прочие. Так что 

 вполне способна справляться с органическими загрязнениями самостоятельно. В природе они и не называются загрязнениями: мёртвая органика — пища для целых армий представителей микромира.

Значит, можно рассчитывать на Природу и не заморачиваться созданием очистных сооружений? Как бы не так! Естественными силами может минерализоваться только определённый объём органики, а человек производит гораздо больше отходов своей жизнедеятельности, причём, в отличие от всех остальных живых существ, норовит делать это локализованно. Если органических отходов больше, чем способны обработать жители почвы и водоёмов, то природные процессы окисления не ативизируются, а наоборот, угнетаются, и водоём или участок почвы загнивает. 

Природа не справляется, и водоём загнивает

Задача искусственных очистных сооружений, функционирующих на природном принципе очистки, — создать условия для микроорганизмов, способствующие интенсификации процесса. В частности — сделать процесс непрерывным, без выходных и зимних каникул. Чем же отличаются предлагаемые в продаже изделия для устройства локальной канализации?

Разные виды ЛОС

Чаще всего при выборе ЛОС можно услышать слово

. Производители и продавцы вносят путаницу в понимание пользователями сути процесса. Септиками называют и, собственно, сами 

, и более сложные установки по очистке, и даже просто накопительные ёмкости —  пластиковый аналог выгребной ямы, являющийся по сути просто большим помойным ведром, а никак не очистным сооружением. Попытаюсь упорядочить классификацию предлагаемых конструкций для очистки бытовых стоков.

Септик готов к установке

Большинство сооружений, имеющихся в продаже, используют, как уже говорилось выше, биологический принцип очистки. Различаются они технологическим процессом. Составители «Пособия по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов»

 (Минстрой) — основополагающего документа для проектирования очистных сооружений, выделяют 4 разновидности заводских очистных станций: работающие на биологическом принципе установки с активным илом, очистные сооружения с биоплёнкой и комбинированные, содержащие в себе элементы обеих конструкций. Четвёртая разновидность — устройства, функционирующие на физико-химическом принципе. 
Производители очистных к предложенному Минстроем ассортименту добавляют ещё и просто септики, которые авторами «Пособия» предполагаются к строительству непосредственно на объекте, а не к приобретению в готовом виде. Начнём обзор с этого наиболее простого устройства, к тому же являющегося одним из элементов всех четырёх разновидностей.

Септик

 — это ёмкость-отстойник, в которой происходит предварительная очистка стоков. Название происходит от греческого слова 

 (гнилостный). Септики, имеющиеся в продаже, бывают одно, двух и трёхкамерными. Это резервуары из пластика или стеклопластика разнообразной формы — от простой цистерны с трубами-колодцами для ревизии, до конструкций, похожих на гигантскую гранату-лимонку.

Установка нового септика на 4000 л

Если септик имеет больше 1 камеры, отсеки внутри разделены перегородкой и снабжены трубами для перелива стоков из одного отсека в другой, а также для воздухообмена между камерами. Необходимый элемент такой конструкции — труба вентиляции с обратным клапаном, выпускающая наружу выделяющиеся газы.
«Пособие» Минстроя рекомендует использовать однокамерный септик в случае, если объём стоков не превышает 1 м³ в сутки, и двухкамерный, если количество сточных вод больше. Про трёхкамерные септики документ не упоминает, хотя в продаже такие конструкции присутствуют. 
Модель септика подбирается в зависимости от спроектированной системы очистных сооружений и объёма стоков. Основной метод очистки, используемый в септиках — гравитационное отстаивание. Заключается он в следующем: поступившие в ёмкость септика нечистоты начинают расслаиваться. Более тяжёлые частицы под действием сил тяготения опускаются на дно, лёгкие остаются плавать сверху, постепенно собираясь в корку. На дне скапливаются достаточно крупные частицы: макароны, попавшие в слив кухонной раковины, другие остатки пищи с тарелок, песок, осколки стекла и прочее. 
Иногда на выходе фановой трубы в первую камеру септика дополнительно устанавливают фильтр — обычную сетку, улавливающую крупный мусор, а также жироловку — фильтр, улавливающий жир, которого много в стоках кухни. Жир крайне неохотно разлагается, и большое его количество может нарушить работу очистных. Жироулавливающий фильтр бывает и отдельным устройством, а не частью септика, и стоять в самом начале канализационного пути. Такой вариант предпочтительнее, потому что предохранит от образования жировых пробок в магистрали канализации.

Фильтр для крупного мусора на выходе трубы

Сложные органические вещества, составляющие бытовые стоки, в первой камере септика разлагаются на более простые: альдегиды, спирты, жирные кислоты, углекислоту, водород и аммиак. Частично очищенная жидкость поступает в следующий отсек. В нём происходит разложение органических веществ и средств бытовой химии с помощью микроорганизмов. 
Так как доступа кислорода ни в первую, ни во вторую камеру нет (на входе в них установлен гидрозатвор, позволяющий стокам двигаться только в одном направлении), в камерах развиваются анаэробные бактерии

. В результате их жизнедеятельности происходит минерализация органики с выделением метана, поэтому вторую камеру септика называют метатэнком. Хотя частично процесс метановой ферментации начинается ещё в первой камере.

Очистные сооружения и завод по производству биогаза в Байё, Нормандия

На больших очистных сооружениях организуются заводы по выработке биогаза. Конечно, количества органики в стоках одного коттеджа недостаточно для производства сколько-нибудь приличного количества метана, которое бы окупило установку специального оборудования. Поэтому в домашних условиях предпринимать попытки получить выгоду из… ну, из того, что утекло в унитаз, нецелесообразно.
В бытовых септиках метан и небольшое количество других газов улетучивается в атмосферу через вытяжную вентиляционную трубу. Выделяющиеся газы производят также флотационную очистку. Правда, в естественном виде, без дополнительной подачи газа в жидкость, доля флотации в очистке стоков в септиках незначительна.

Пузырьки газа с прилипшими к ним загрязнениями образуют пену

Флотационный метод очистки заключается в подаче в стоки газа. В струях газа образуются пузырьки, к которым прилипают частицы загрязнений. Пузырёк газа с прилипшими к его поверхности загрязнениями поднимается на поверхность, где вместе с такими же пузырьками образует пену. Пену с загрязнениями снимают с поверхности.
Но вернёмся к третьей камере септика. Здесь стоки (уже достаточно осветлённые) ещё раз отстаиваются с выпадением на дно мелкой нерастворимой взвеси и, наконец, выливаются наружу. Но так уж прямо наружу (к примеру, в сточную канаву) направить слив септика нельзя. Это запрещают Санитарные нормы

. 

Устройство поля фильтрации

Септик — только 1 элемент очистных сооружений. Стоки в септике очищаются процентов на 65 от требуемых санитарных норм, далее требуется доочистка. Наиболее часто используется метод доочистки стоков после септика в почве: на полях фильтрации, в фильтрующих колодцах, траншеях, кассетах.

Очистные с использованием активного ила

Очистные станции с использованием активного ила (о том, что представляет собой активный ил вы можете прочитать в разделе Биологическая очистка

 в публикации Куда течёт вода из унитаза, или Как очищаются бытовые сточные воды) имеют в своей конструкции следующие элементы: септик, аэротэнк и ещё один вторичный отстойник. Это единый блок. Подвод и отвод сточных вод в нём, как правило, самотёчный. Если с первым компонентом — септиком, мы разобрались выше, то сейчас самое время узнать, что такое аэротэнк.
В отличие от септика, аэрационные очистные сооружения более сложны в своём устройстве. Этот вид очистных задействует в своей работе другой вид бактерий — 

. Для их жизни требуется кислород, подачу которого и обеспечивает более сложное, в сравнении с септиками, устройство аэротэнков. 
Воздух в аэротэнк может подаваться пневматически или струйно, причем количество его используется довольно большое: на 1 м³ объёма аэротэнка — 2 м³ воздуха в час при пневматической подаче. Для этого применяют компрессор с возможностью непрерывной работы. При струйной подаче используют струйные насосы, рабочим телом в которых используется смесь ила.
Объём отсека аэротэнка зависит от количества сточных вод. Обычно в расчётах он принимается в 150 л на пользователя. Непрерывная подача воздуха — обязательное условие эффективной работы очистных сооружений такого типа. Мало того, что для жизни аэробных бактерий необходим кислород, так и слой активного ила не должен скапливаться в ёмкости и слёживаться, иначе он через довольно непродолжительное время загниёт.

Внутреннее устройство аэрационных очистных. Фото с сайта ubas.ru

Активный ил перемещается между отсеками: как правило, в направлении к выходу самотёком, а обратно, в первую ёмкость — насосами или 

. 
Эти факты — необходимость постоянной аэрации, перемешивания активного ила и потребность вернуть его к начальному этапу движения — относятся к явным и очевидным минусам такого типа очистных. Они энергозависимы, и перебой с электричеством даже на непродолжительное по человеческим меркам время может привести к гибели колоний бактерий, проживающих в недрах ЛОС, а значит, к сбою в работе очистных.

Очистные с биоплёнкой

Как и в описанных выше очистных с использованием активного ила, очистные с биоплёнкой состоят из первичного отстойника — септика, камеры биофильтра и вторичного отстойника. Если в устройствах с использованием активного ила одна из задач конструкции — не дать образоваться застойным явлениям, то в очистных, работающих с биоплёнкой, ситуация обратная. Микроорганизмы, будучи в большинстве своём одноклеточными, в биоплёнке образуют конгломерат, тесно соприкасаясь между собой и образуя внеклеточный матрикс

 — слизь, состоящую из полимерного вещества, выделяемого отдельными микроорганизмами. 
В очистных сооружениях биоплёнка образуется на засыпке, для которой можно использовать, например, гранитный гравий. В современных биофильтрах, помимо природных материалов, применяют пластмассовые или керамические шарики, цилиндрики или иные формы. На засыпке фильтра и образуется биоплёнка. Эта конструкция называется 

. 

Биоплёнка состоит из различных микроорганизмов: бактерий, грибов, простейших и микроскопических животных

Прошедшие первоначальную очистку и разложение в септике-отстойнике стоки поступают в секцию с биофильтром. На его поверхность сточные воды подаются капельно, медленно просачиваются через засыпку и утекают в третью камеру — вторичный отстойник. Толщина загрузки биофильтра — около 1 м, а площадь соприкосновения со сточными водами зависит от количества стоков и принимается в 0,2 м² на одного пользующегося канализацией. Периодически осадок из вторичного отстойника возвращается в септик с помощью насоса. 
Для более сложной очистки стоков используются комбинированные очистные сооружения и устройства с физико-химическим принципом работы. Как правило, это касается промышленных стоков и для устройства бытовой канализации такие сложные очистные не применяются.

Что же выбрать?

Чтобы ответить на этот вопрос, стоит разобраться, а для какой цели мы выбираем очистные сооружения. Казалось бы, вопрос глупый: как зачем — чтобы чистить хозяйственно-бытовые стоки.

Что такое стоки

Стоки — это любые воды, в том числе и природного происхождения, дожди и талые воды, которые ухудшили свои характеристики в результате деятельности человека, отводимые в природные водоёмы (через систему канализации или самотёком). В данном случае нас не интересуют объекты промышленности и производства, потому что там всё совсем другое: и нормы очистки стоков, и конструкции очистных сооружений, и объёмы. И даже крупные жилые объекты типа города или посёлка в данном ракурсе не рассматриваются: локальная канализация и локальные очистные сооружения устраиваются для того, чтобы обеспечить канализирование и очистку частного дома или нескольких блокированных домов. 

Канализационные трубы частного дома

 Минстроя разделяет стоки на:
и называет следующие цифры относительно количества загрязнений в хозяйственно-бытовых стоков:

Таблица загрязнений

Более расширенный список загрязнений можно прочитать в «Методических рекомендациях по расчёту количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системе канализации населённых пунктов"

, утверждённых Госстроем. Из внутренней канализации частного дома при условии, что в нём просто живут (моются, стирают, ходят в туалет), вытекают именно хозяйственно-бытовые стоки. Никаких особо опасных загрязняющих веществ (ну, по крайней мере, в опасном объёме) там нет. В основном это органика животного и растительного происхождения и ПАВы (поверхностно-активные вещества) из бытовой химии.
Биологическим методом убираются только органические загрязнения. Всё остальное — висмут, медь, свинец, ртуть, фенолы, формальдегиды, этиловый спирт и прочее находится в бытовых стоках в незначительной концентрации, и поэтому специально их очисткой не занимаются. Частично прочие загрязнения поглощаются активным илом, частично — просто остаются в осветлённых водах.
Как уже говорилось выше, все эти органические загрязнения вполне привычны для природы: те же процессы постоянно происходят в почве и природных водоёмах. Микроорганизмы завершают пищевую цепочку, минерализируя органические остатки и превращая их в усвояемую растениями форму — так совершается круговорот веществ в природе. Затруднения вызывают только объёмы загрязнений. Именно этим — уничтожением больших объёмов органических загрязнений и занимаются микроорганизмы в очистных сооружениях, работающих на биологическом принципе очистки.

Ещё раз про септик

Для индивидуального дома вполне хватит простого септика. Если объём стоков меньше 1 м³, то однокамерного, если больше — стоит выбирать двухкамерный. Объём самого септика принимают с 2,5 кратным превышением количества суточных стоков. Для простоты подсчётов можно использовать объём в 150 л на человека в сутки. То есть, если в вашей семье 3 человека, размер ёмкости септика должен быть не менее 1125 л. Естественно, стоит брать с небольшим запасом — вдруг к вам приедут гости.

Септик на заднем дворе дома

После очистки в септике стоки вполне пригодны для утилизации прямо на поверхность почвы: азот и фосфор, присутствующие в стоках, усвоятся растениями и они ещё скажут вам «спасибо». 
Стоки после септика содержат:
Осадок имеет близкую к нейтральной (pH 6.5-8.0) реакцию и может использоваться как органо-минеральное удобрение, аналогичное подстилочному и бесподстилочному навозу или компосту. "

 Минстроя прямо советует использовать стоки после септика для полива. 

Однако есть 2 загвоздки, мешающие напрямую так поступить: 
Поэтому после септика нужно устраивать дополнительные элементы очистных сооружений: поля фильтрации, фильтрационные колодцы, траншеи, кассеты — в зависимости от состава грунта, высоты грунтовых вод, размеров участка и величины кошелька.
Если септик вполне решает задачи по очистке хозяйственно-бытовых стоков небольшого дома, то зачем продают столько разнообразных локальных очистных сооружений? Причин я вижу 5.

1. Аэрационные очистные нужны, когда стоков слишком много — более 25 м³.
2. Если есть необходимость сброса стоков не в почву, а в водоём. В этом случае требования по очистке гораздо строже, а установки с принудительной аэрацией, к примеру, действительно чистят стоки лучше, чем простой септик.
3. Если дом стоит на болоте и грунт участка просто не в состоянии утилизировать и доочистить стоки.
4. Если нет возможности исключить возможность попадания стоков в водоносные горизонты в непосредственной близости к водозабору.
5. Потому что их покупают.

Последняя причина в наше рыночное время, пожалуй, самая веская. 

Преимущества выбора септика против других типов автономных очистных сооружений

Как было сказано выше, необходимости покупать аэрационные установки в большинстве случаев нет, потому что степени очистки стоков после септика вполне достаточно. Есть и ещё веские аргументы в пользу выбора септика:
А устраивать фильтрующие колодцы или поля фильтрации после аэротэнка всё равно придётся: если у вас нет рядом водоёма, то куда девать стоки, даже очень качественно очищенные? И чистить ёмкость от излишков ила, несмотря на заверения продавцов в отсутствии этой необходимости, тоже нужно. И, кстати, санитарные нормы предписывают для аэрационных очистных установок гораздо бОльшие санитарно-защитные зоны, чем для септика (подробнее можно прочитать в статье Туалет в загородном доме: санитарные нормы и правила). 

Сантехник всегда останется очень востребованным (г. Братислава)

Конечно, каждый домовладелец делает свой выбор, но, как в известной рекламе: зачем платить больше? А затем становиться «рабом лампы», беспокоясь, не отключили ли электроэнергию, контролируя состояние активного ила и меняя засыпку биофильтра.