Автономная канализация — устройство и варианты обустройства

Значительное количество загородных домов, дач, лишены доступа к централизованной канализационной системе, и их собственникам приходится самостоятельно решать задачу по выводу и утилизации сточных вод, органических отходов. Единственный выход из положения в сложившейся ситуации — автономная канализация, выбор конструктивного исполнения которой полностью ложится на плечи хозяев.

Стоит отметить, что задача по избавлению от канализационных отходов является одной из основных наряду с водоснабжением и отоплением при решении вопросов жизнеобеспечения в индивидуальных домах. Поэтому к ее решению надо подходить максимально ответственно, вооружившись солидным багажом знаний. Любому хозяину, самостоятельно занимающемуся проблемой утилизации отходов, следует знать, как работает автономная канализация, изучить принципы и различные варианты ее построения, основные инженерные сооружения и их отличительные особенности, преимущества и недостатки.

Рис. 1 Канализационная система частного дома

Что такое автономная канализация и ее назначение

Автономная канализация это система инженерных сооружений для очистки сточных вод механическими и биологическими методами с утилизацией большей части стоков в границах участка или на близлежащей местности. При этом отходы, не подлежащие переработке или фильтрации, утилизируются и вывозятся за частную территорию при помощи специальной техники.

Автономная канализация для дома должна решать следующие задачи:

Осуществлять отвод серых сточных вод и канализационных стоков из туалетных комнат от дома.

Собирать стоки в каком-либо объеме (резервуары, ямы, колодцы).

Обеспечивать безопасное накопление канализационных стоков для людей: запахи не должны проникать в жилище, а в подземные водные источники не должны попадать загрязненные сточные воды.

Производить утилизацию канализационных отходов полностью или частично на частном земельном участке, а также с помощью вызванной специальной техники.

Обеспечивать экологическую чистоту при утилизации стоков на частной территории.

Рис. 2 Схема канализации с септиками из бетонных колодцев

Принцип работы автономной канализации частного дома и ее основные узлы

Чтобы понять, что значит автономная канализация, стоит рассмотреть ее основные узлы и выполняемые ими функции. В современных загородных домах индивидуальные канализационные системы включают в себя следующие составляющие:

Трубопровод. Сточные воды от кухонных моек, душевых кабин и ванн, а также от санитарно-технических приборов, отправляют по серым поливинилхлоридным (ПВХ) или полипропиленовым (ПП) трубам для внутренней канализации в центральный стояк диаметром 110 мм. В самой верхней точке канализации в частном доме устанавливают фановую трубу, соединяющую стояковый трубопровод с вентиляционной системой на крыше.

В нижней точке вертикального стояка монтируют колено для перехода на горизонтальный участок наружного трубопровода из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) диаметром 110 мм рыжего цвета.

Внешний трубопровод с уклоном 20 мм на погонный метр укладывают под землей и направляют в емкость для сбора стоков.

Накопительные или очистные резервуары. В самом простом виде канализации стоки собирают в накопительные полимерные (бетонные) емкости и после наполнения выкачивают ассенизаторской машиной.

В некоторых вариантах, чаще всего на дачных участках и домах в сельской местности, разделяют канализационные отходы и серые воды от хозяйственно-бытовой деятельности — мытья посуды, стирки. Собственники таких домов устанавливают отдельный уличный туалет, а загрязненные воды после использования в бытовом хозяйстве отправляют в выгребные ямы.

Рис. 3 Канализация с септиком и полем фильтрации с установочными размерами

Практически все автономные канализационные системы загородных домов коттеджного типа построены таким образом, что отходы жизнедеятельности человека (черные воды) и серые стоки смешивают и отправляют в септики-отстойники. Там происходит постепенное отделение твердых фракций от жидких в результате отстаивания и частичного разложения отходов.

Отстоявшуюся более чистую жидкость отправляют на дальнейшую фильтрацию, а постепенно накопившийся, осевший на дно ил выкачивают ассенизаторской машиной и утилизируют.

Если позволяют финансовые средства, вместо септиков собственники могут установить станции глубокой биологической очистки (ГБО). Станции за счет использования электроэнергии и автоматизации очистки, а также применения аэробных бактерий, позволяют получать на выходе очищенную на 97 — 99% воду, которую затем просто сливают в землю или используют для хозяйственно-бытовых нужд.

Твердые канализационные отходы в установке биоочистки превращаются в безвредный ил с высоким содержанием микроэлементов, который является хорошим удобрением для растений. Его используют на огороде или утилизируют.

Фильтрационные сооружения. Степень очистки стоков после отстаивания в септиках не превышает 70%, поэтому вода нуждается в дальнейшей очистке, прежде чем направить ее глубоко в грунт. Для этих целей устраивают дренажные колодцы или фильтрационные поля. В качестве фильтрующих слоев используют мелкую щебенку и песок. Проходя через них стоки дополнительно очищаются и не наносят вред окружающей среде при подаче в грунт.

Чтобы обеспечить постоянно высокий уровень водоочистки, загрязненный щебень и песок из колодцев и фильтрационных полей регулярно меняют с периодичностью 1 раз в 3 — 5 лет.

Рис. 4 Разновидности бетонных колец для устройства выгребных ямы

Выгребные ямы

Если устраивается автономная канализация своими руками, один из самых простых и бюджетных способов утилизации стоков — копка выгребной ямы.

Сооружение представляет собой емкость для сбора серых сточных вод, размещенную под землей, при этом туалет устанавливают снаружи на участке в любом удобном и экологически безопасном месте. Теоретически выгребной может быть обычная яма с верхней крышкой, выкопанная в земле, однако из-за размывания стенок водой использовать такой вариант не слишком рационально.

Обычно яму делают со стенками из бетонных колец или иных материалов, полимерных резервуаров большого объема. Отлично подходят для сооружения выгребных ям специальные бетонные кольца с прорезями в боковых стенках для дренажа.

От дома к яме под землей подводят трубопровод, по которому стекают сточные воды. Жидкость впитывается в грунт через дно и боковые стенки в некоторых конструкциях. Объем ям выбирают исходя из количества сточных вод около 0,5 кубических метров на 1 человека в сутки.

Автономная канализация для дачи или коттеджа с выгребной ямой должна удовлетворять следующим нормативам расстояний:

располагаться не менее, чем в 5 м от дома;

до водозаборных источников питьевой воды расстояние должно быть не менее: 20 м при глинистом грунте, 30 м при суглинке, 50 м при супесях;

дно ямы должно находиться от поверхности грунтовых вод не менее, чем в 1 метр.

Читайте также:  Проектирование наружной канализации

Дачные выгребные ямы периодически очищают специальной техникой, время проведения работ определяют по снижению впитываемости, при этом стоки поднимаются вверх и доходят до верхней крышки.

Для эффективной откачки грязи со дна вызывают илососы, имеющие в комплекте шланги со специальными насадками и насосы высокого давления для размывания грязевых отложений. Финансовые средства можно сэкономить, производя очистку выгребных ям вручную при помощи ведра на веревке.

Рис. 5 Накопительные емкости – разновидности и монтаж

Накопительные емкости

Обычно для собирания канализационных стоков используют полимерные емкости больших объемов, которые закапывают под землю. От дома к ним подводят канализационный трубопровод под уклоном, по которому транспортируется загрязненная жидкость.

Накопительную емкость для частного дома можно также сделать самостоятельно из колодезных бетонных колец с замком, поместив их на круглую плиту и накрыв верхней крышкой с лючком. В результате получат герметичный бетонный колодец, часть сточных вод из которого будет уходить в грунт через влаговпитывающие бетонные стенки.

Накопительную емкость периодически опорожняют по мере заполнения, вызывая для этих целей ассенизаторскую машину.

Резервуары для сбора отходов рационально использовать на дачных участках с периодическим нахождением людей. В этом случае опорожнять емкость придется не так часто, что совместимо по расходам с монтажом более сложных и дорогих очистных сооружений.

Локальные очистные сооружения

В отличие от ранее просмотренных методов утилизации полужидких отходов, любая автономная канализация для загородного дома рассчитана на их обработку и частичную очистку непосредственно на индивидуальном участке.

Стоки разделяют на фракции и очищают различными методами, при этом их большую часть или практически все отходы утилизируют направлением в глубинные слои почвы, наружные канавы.

Рис. 6 Принцип работы трехкамерных септиков

Септики

Септики — это инженерные сооружения для механической очистки стоков.

Их принцип работы состоит в отстаивании всех сточных вод в ряде связанных между собой емкостей. При этом жидкость из первого резервуара по мере накопления и отстаивания поднимается вверх и поступает в следующую емкость из поверхностных более чистых слоев. Там происходит ее дальнейшее отстаивание, и при заполнении емкости чистые водные массы поступают по трубопроводу на следующие водоочистные сооружения.

Обычно септики содержат два или три отстойных резервуара.

При решении задачи, как выбрать септик, исходят из того, что их объем должен позволять отстаиваться стокам без переполнения резервуара в течение 3-х дней. При этом суточный выход сточных вод от одного человека принимают равным 150 л.

В септиках происходит бескислородное брожение отходов с образованием взрывоопасных газов, поэтому их обязательно оснащают вентиляционным трубопроводом.

Наиболее популярные конструкции септиков — специальные полимерные резервуары заводского изготовления с перегородками или самостоятельно смонтированные закрытые бетонные колодцы из двух, трех взаимосвязанных емкостей.

Септики для физической очистки имеет следующие особенности:

Виды автономной канализации с септиками-отстойниками способны очищать черные воды на 70% при трех камерах и 60% в двухкамерных конструкциях. Поэтому стоки перед отправкой в грунт нуждаются в дальнейшей доочистке.

Запахи из резервуара могут испортить воздух в доме, поэтому их стараются располагать как можно дальше от жилья.

Накопленный на дне осадок приходится периодически извлекать при помощи ассенизаторских машин (1 раз в полгода или год) — это приводит к дополнительным финансовым затратам.

Резервуарам-отстойникам для работы не нужна электроэнергия — это выгодно отличает септики от других очистных сооружений.

Рис. 7 Конструкция септика с биофильтром

Септики с биологической очисткой

Ведение в очистные системы бактерий способно значительно повысить степень водоочистки. Так как в водных слоях септиков отсутствует кислород из-за стоячей воды, в них эффективно использование анаэробных бактерий, способных размножаться в среде без доступа воздуха.

По конструкции разные модели септиков-биофильтров могут отличаться, но принцип их работы одинаков и состоит из следующих этапов:

Канализационные отходы поступают в первую наиболее объемную камеру, где происходит их отстаивание. Через отверстия в перегородке или отрезок трубы очищенная жидкость сверху перетекает во второй резервуар, где происходит ее дальнейшее расслоение.

Из второй камеры стоки направляются в биофильтр. В зависимости от производителя он имеет различное конструктивное исполнение — керамзитовые или полимерные засыпки, синтетические волокна, специальные закрытые камеры, в которые помещают колонии анаэробных бактерий. Микроорганизмы размещаются и удерживаются на поверхности насыпных материалов, благодаря чему они не вымываются из биофильтра потоком воды.

Бактерии перерабатывают органику, которая нужна для их жизнедеятельности, с образованием углекислого газа и воды. В итоге на выходе получают сточные воды со степенью очистки в 90%. Теоретически их вполне можно использовать для хозяйственно-бытовых целей.

Стоит отметить и основной недостаток биологической очистки, а именно плохую производительность бактерий в загрязненной химическими реагентами от стирки и мытья посуды среде. Также колонии микроорганизмов периодически нуждаются в пополнении примерно один раз в месяц, не могут размножаться при слишком низких температурах.

Рис. 8 Полимерный септик Росток – особенности конструктивного исполнения

Биологические станции — что это такое

В отличии от анаэробных бактерий, жизнедеятельность которых происходит в бескислородной среде, аэробные микроорганизмы не могут размножаться без доступа кислорода.

Они намного эффективнее способны перерабатывать органические отходы, поэтому их используют в более производительных автоматизированных установках — станциях глубокой биологической очистки (ГБО).

Установки глубокой биоочистки состоят из нескольких камер и конструктивно отличаются у разных производителей, практически все они функционируют по следующему принципу:

Стоки из внутридомовой канализационной системы поступают в первую камеру станции, выполняющей функцию отстойника. В ней происходит отстаивание жидкости и удаление жировых пленок специальными приспособлениями. Затем стоки отправляют в следующую камеру по технологии аэролифта, поднимая их по трубке при помощи пузырьков воздуха. При этом крупные фракции отделяют от отстоявшийся жидкости при помощи фильтра. Воздух накачивает компрессор, расположенной внутри установки на изолированной площадке.

Во второй камере, носящей название аэротенк, размещается колония аэробных бактерий. Для поддержания их работоспособности снизу или сбоку подается воздух от компрессора, в результате чего происходит непрерывная аэрация водных масс. После работы бактерий водная среда наполняется илом, являющимся продуктом жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Также в жидкой среде находится часть необработанной органики и бактерий — вся эта смесь (активный ил) свободно перетекает в следующий отсек, носящий название вторичный отстойник.

Рис. 9 Принцип работы станций биоочистки

Во втором отстойнике происходит окончательное разделение фракций — все взвеси опускаются на дно накопителя, а очищенная вода отправляется наружу. По мере наполнения отстойника илистыми отложениями в процессе работы установки, они постепенно перемещаются назад в камеру аэротенка, совершая таким образом круговую циркуляцию.

В процессе жизнедеятельности бактерий активный не до конца переработанный ил накапливается в аэротенке. При заполнении определенного объема срабатывает автоматика и иловые отложения при помощи насоса по шлангу отправляются в камеру илового стабилизатора. В ней благодаря оставшимся бактериям происходит постепенный переход илистых отложений в фазу стабилизации, после чего они становятся безвредным органическим удобрением. Отстоявшиеся илистые массы опускаются на дно, а поверхностная очищенная вода сливается.

После отстаивания ил из камеры стабилизатора извлекают, его можно использовать как удобрение или утилизировать в виде безвредной органики.

Также внутри установки биоочистки располагается площадка, на которой установлены компрессоры, подающие жидкость из приемной камеры и вторичного отстойника в аэротенк.

Читайте также:  Маркировка pn 20 на пластиковой трубе, что значит и как расшифровать

Установки глубокой биоочистки имеют следующие особенности:

Устройство автономной канализации с биологическим разложением органики позволяет получить степень очистки черных вод в 98 — 99%. Воду можно смело применять для полива и бытовых нужд.

Благодаря относительно невысоким габаритным размерам, установки занимают на участке небольшую площадь. Они не нуждаются в дополнительных дренажных колодцах и фильтрационных полях.

Полученный ил является отличным удобрением для садово-огородных растений.

Установки биоочистки не выделяют неприятных запахов.

Имеют высокий эксплуатационный срок, доходящий до 50 лет.

К их недостаткам относят высокую стоимость и потребление электроэнергии для питания компрессоров.

Компрессоры придется менять после 10-летнего эксплуатационного

срока.

Из-за сложного конструктивного исполнения установки ГБО нуждаются в периодическом обслуживании.

Рис. 10 Конструктивное устройство биоочистной станции Топас

Фильтрационные системы

Любая автономная канализация частного дома с септиками, в которых производится механическая очистка черных вод методом отстаивания, нуждается в дополнительных фильтрационных сооружениях.  Они нужны для того, чтобы снизить степень загрязнения почв или подземных водных бассейнов при отправке сточных вод в грунт.

Для этого используют две основных технологии — фильтрация при помощи полей или дренажных колодцев.

Стоит отметить, что перед тем, как сделать автономную канализацию в частном доме с фильтрационными сооружениями, следует произвести геологическую разведку грунта. Если почва имеет глинистую структуру, уровень поверхностных грунтовых вод очень высок или водозабор осуществляется из колодезных источников, могут возникнуть следующие проблемы.

Глина и высокие подземные воды при дополнительной водной нагрузке будут способствовать заболачиванию местности. А неглубокий колодезный источник для водозабора может быть загрязнен сточными водами, если между ним и фильтрационной подземной системой не выдержано значительное расстояние.

Рис. 11 Фильтрационное поле – схема обустройства

Фильтрационные поля

Если проводят монтаж автономной канализации с фильтрационными полями, используют следующую технологию:

В земле выкапывают прямоугольный котлован глубиной не менее 700 мм заранее рассчитанного размера.

На его дно насыпают песок, формируя подушку толщиной около 100 — 200 мм. Поверх песчаной подушки насыпают щебень слоем не меньше 400 мм.

От септика прокладывают к котловану трубопровод и делают разветвления дренажными трубами по всей площади, выдерживая расстояние между ними в 1500 мм.

Далее всю площадку накрывают геотекстильным полотном, выравнивают поверхность песчаной подушкой слоем 100 — 150 мм и присыпают плодородным грунтом толщиной 100 — 150 мм.

Во многих полях для повышения производительности используют специальные полимерные короба, носящие название инфильтраторов. При их использовании воду из септика по размещенной сети трубопроводов направляют в каждой из перевернутых коробов или туннель из нескольких инфильтраторов.

Благодаря этим изделиям повышается эффективность систем водоочистки в связи с тем, что верхние слои почвы не оказывает давление на дренажный трубопровод, а жидкость свободно впитывается в щебень под коробами на значительно большей площади.

Также при высоких объемах сбросов в свободном пространстве инфильтраторов может дополнительно размешаться часть сточных вод без выхода на поверхность.

Как и септики, инфильтрационные поля оснащают системой вентилирования, выводя на поверхность отрезок канализационной трубы.

К недостаткам фильтрационных полей помимо отнимания значительной площади на участке, которую нельзя использовать для ряда хозяйственных целей, относят и то, что фильтрующая щебневая засыпка и песчаная подушка нуждаются в замене каждые 3 — 5 лет.

Рис. 12 Поля с дренажными трубами и инфильтраторами

Дренажные колодцы

Так как инфильтрационные поля занимают довольно значительную площадь, одна из неплохих альтернатив — применение дренажных колодцев.

Чаще всего их изготавливают из бетонных колец, выкапывая в земле яму глубиной в несколько метров до обнаружения слоя из песка. После установки нескольких колодезных колец с замками и стандартным диаметром в 1 метр, на дно насыпают слой щебня толщиной около 400 мм.

Из септика в колодец подводят трубопровод, пробивая перфоратором круг нужного размера в его стенке, сверху его накрывают крышкой, оставляя отверстие для вентилирования.

Рис. 13 Схема устройства конусного дренажного колодца

Принудительный отвод сточных вод

Нередко за пределами участка располагаются сточные канавы, не оказывающие никакого влияния на состояние окружающей среды и ландшафт. Их вполне можно использовать для сливания сточных вод из септиков, даже если траншеи находятся на более высоком уровне, чем вся канализационная система.

Для организации принудительный откачки сточных вод в землю на участке помешают закрытый накопительный резервуар. Им может быть пластиковая емкость большого объема или колодец с закрытым дном из бетонных колец — главное, чтобы их диаметр позволял свободно располагать поплавок электронасоса.

Затем в емкость устанавливают поплавковый дренажный насос, подвешивая его на небольшом расстоянии от верхнего края стенок.

От дренажного насоса проводят в наружную канаву трубопровод и подключают агрегат к сети.

Когда колодец наполняется и вода доходит до насоса, его поплавок поднимается и замыкает контакты сети электропитания. В результате насос включается и начинает откачивать воду.

При понижении водного зеркала поплавок опускается и дренажник выключается.

Установка автономной канализации с применением принудительной откачки дренажным электронасосом, несмотря на затраты электроэнергии, после проведения расчетов может оказаться не только экономически выгодной, но и наверняка более экологичной, чем устройство фильтрационных полей и дренажных колодцев.

Схема принудительного водоотвода с насосом

Рис. 14 Схема принудительного водоотвода с насосом

Если устраивается автономная канализация в частном доме своими руками, то к ее исполнению следует подходить с максимальной ответственностью. Одинаково важны геологическое исследование грунта, выбранная схема построения, инженерные сооружения и их конструктивное исполнение, расчет финансовых затрат на обслуживание канализационной системы.