Автономные системы канализации в вопросах и ответах

Продолжение. Начало в предыдущем номере

«Мир климата» продолжает знакомить читателей с ответами на наиболее характерные вопросы, заданные читателями Андрею Ратникову, автору серии статей, посвященных обустройству автономной системы канализации, опубликованных в нашем журнале.

Самостоятельно отлить монолитный септик зараз затруднительно, слишком велик необходимый объем бетона. Приходится осуществлять бетонирование с перерывом, и при этом неизбежно образуются швы. Как их лучше гидроизолировать?

Расположение гидрошпонки в шве
Расположение гидрошпонки в шве

Чтобы гарантировать монолитность сооружения, желательно непрерывное бетонирование. Для этого нужно укладывать следующий слой бетона до того, как начал схватываться предыдущий. Сделать перерыв при бетонировании без ухудшения качества создаваемой конструкции можно, если предусмотреть создание технологических (рабочих) швов. Для герметизации и гидроизоляции рабочих швов при монолитном строительстве в настоящее время широко используются гидроизоляционные шпонки (ранее для этих целей применяли стальные полосы). Гидроизоляционные шпонки — это профилированные ленты, которые изготавливаются из полимерных материалов: ПВХ, полиэтилена или резины. На обеих сторонах шпонки имеется множество продольных выступов, позволяющих ей максимально надежно крепиться в бетоне.

Гидроизоляционные шпонки, или, как их еще называют, «гидрошпонки», перед бетонированием следует хорошо очистить от брызг бетона и иной грязи, а затем закрепить, защитив от попадания бетона на нерабочую поверхность шпонки. То есть при бетонировании первой части гидрошпонки вторую следует закрыть с помощью заслонки, гнутой из листа металла, или досок, установленных с двух сторон от шпонки. Это сэкономит время и защитит гидрошпонку от возможных деформаций и повреждений.

Гидрошпонку, если у нее предусмотрен крепежный язычок, можно прикрепить к опалубке с помощью гвоздей. Некоторые типы гидрошпонок крепятся к железобетонной арматуре с помощью проволоки (для этого в них имеются отверстия) или скоб. Для наращивания гидрошпонок их необходимо сварить с помощью специального паяльника или склеить. Сварку внахлест выполнять нельзя.

Фильтрующее сооружение из тоннелей, установленных вплотную - аналог фильтрующей кассеты
Фильтрующее сооружение из тоннелей, установленных вплотную (аналог фильтрующей кассеты)

Под горизонтально установленными гидрошпонками (в днище септика) в процессе заливки бетона могут образоваться воздушные и водные пузыри. Для предотвращения этого пространство под гидрошпонкой перед бетонированием следует заполнить бетоном и утрамбовать. При вертикальной установке гидрошпонки (в стенах септика) бетон следует укладывать по обеим сторонам, не допуская одностороннего давления и изгиба шпонки.

Для определения фильтрационных свойств грунта мы пробурили шурф глубиной полтора метра и диаметром 250 миллиметров. Можно ли залить его полностью водой и фиксировать, как она уходит, по часам?

Так делать не стоит. При определении коэффициента фильтрации грунта требуется относительно постоянная площадь фильтрации. В вашем же случае уровень воды будет понижаться, а следовательно, будет меняться и площадь фильтрации, что неизбежно даст значительную погрешность и усложнит расчеты. Кроме того, нас интересует скорость фильтрации на глубине расположения планируемого к постройке сооружения, а не по всему шурфу. Заливая шурф «по горлышко», мы замеряем фильтрацию не только на нужной глубине, но и через лежащие выше слои грунта.

Метод определения проницаемости грунта путем налива воды в шурфы описан в ГОСТе 23278-78 «Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости». Испытание надлежит проводить при постоянном напоре воды (уровне воды в шурфе). В составе воды, применяемой для испытаний, не должно быть механических и органических примесей. При проведении испытания необходимо обеспечить непрерывную подачу воды в шурф. Понятно, что рядовому дачнику выполнить это условие затруднительно, но надо стараться минимизировать колебания уровня воды в шурфе, подливая ее как можно чаще маленькими порциями.

Двухкольцевой инфильтрометр для замера фильтрующей способности грунта по ГОСТу 23278
Двухкольцевой инфильтрометр для замера
фильтрующей способности грунта по
ГОСТу 23278

При проведении испытания выполняют следующие основные операции:

  • заполнение шурфа водой слоем не менее 10 см с фиксацией начала испытаний в журнале;
  • по возможности непрерывная подача воды для поддержания заданного уровня;
  • замер расхода поступающей в шурф воды.

Измерение расхода воды следует производить через каждые 10 минут в течение первого часа, через 20 минут в течение второго часа, через 30 минут в течение третьего часа и далее каждый час до окончания испытания. Испытания заканчиваются при достижении установившегося расхода воды. Расход воды следует считать установившимся, если в течение последних шести часов не наблюдалось уменьшения и отклонения измеренных значений более чем на 10% от средней величины.

Величина колебаний уровня воды в шурфе при проведении испытания должна быть не более 2 миллиметров для полупроницаемых грунтов (коэффициент фильтрации которых менее 1 метра в сутки) и 5–10 миллиметров для хорошо проницаемых грунтов с коэффициентом фильтрации более 1 метра в сутки.

Это упрощенный способ, ГОСТ дает более сложный алгоритм, но требует шурфа больших размеров и использования специального устройства — инфильтрометра.

Я выполнил замер по упрощенному способу. Диаметр шурфа 250 миллиметров. Глубина воды 100 миллиметров. Установившийся расход — 4 литра в час. Что теперь с этими цифрами делать, как вычислить коэффициент фильтрации и рассчитать необходимую фильтрующую поверхность сооружения почвенной очистки, которое собираюсь сделать из фильтрующих туннелей? Нахожусь в Подмосковье. Уровень грунтовых вод — около трех с половиной метров от поверхности земли, расход сточных вод — 1 кубический метр в сутки (в доме постоянно проживают пять человек).

Сравнительная характеристика качества очистки сточных вод в естественных и искусственных условиях
Сравнительная характеристика качества очистки сточных вод
в естественных и искусственных условиях

При глубине воды в шурфе 100 миллиметров получаем смоченную площадь (дно+стенки) — 0,049+0,078=0,13 квадратного метра. В час через эту площадь фильтруются 4 литра (в сутки — 0,096 кубического метра). Соответственно через один квадратный метр будет фильтроваться 0,738 кубометра воды в сутки, это и есть коэффициент фильтрации. Смотрим таблицу 3 в статье «Теоретические основы устройства и общие принципы расчета сооружений почвенной очистки стоков» (журнал «Мир климата» № 83). Вычисленный коэффициент попадает в диапазон, характерный для супеси рыхлой. Соответствующая допустимая расчетная нагрузка на 1 квадратный метр фильтрующей поверхности сооружения почвенной очистки составит при этом около 50 литров в сутки. Но это без учета поправок на климатические условия, концентрацию взвешенных веществ в стоке после септика, уровень грунтовых вод и тип фильтрующего сооружения. Их тоже необходимо учесть в расчете.

Для Подмосковья (среднегодовое количество атмосферных осадков более 500 миллиметров) в соответствии с примечанием 2 принимаем поправочный коэффициент 0,85 (уменьшаем расчетную нагрузку на 1 квадратный метр фильтрующей поверхности сооружения на 15%). Еще 5% снижения дает нам среднегодовая температура менее 6 градусов Цельсия (поправочный коэффициент 0,95).

Септик «Крот» с якорем от всплытия. Россия
Септик «Крот» с якорем от
всплытия. Россия

Расстояние между уровнем грунтовых вод и низом гравийно-щебеночного основания фильтрующего сооружения свыше 2 метров (примечание 3) дает нам увеличение расчетной нагрузки на 10% (еще один поправочный коэффициент 1,1) .

Коэффициент на тип фильтрующего сооружения (тоннели) — 1,4 (примечание 5) .

В итоге получаем: 50х0,85х0,95х1,1х1,4=62 литра сточных вод в сутки на один квадратный метр фильтрующей поверхности сооружения. На весь объем стока понадобится 16 квадратных метров. Это необходимая площадь щебеночного основания под тоннели.

Можно ли считать трубчатое поле подземной фильтрации после септика частью очистных сооружений, обеспечивающей обеззараживание?

Поле подземной фильтрации является очистным сооружением. Оно состоит из интерфейса передачи стока в грунт (перфорированные трубы) и грунта. В грунте фильтрующих сооружений осуществляется биологическая очистка сточных вод за счет естественных аэробных и анаэробных процессов минерализации и гумификации в природном слое почвы, а также обеззараживание сточных вод под воздействием биологических процессов самоочищения фильтрующего слоя почвы. Почва фильтрующего сооружения обеспечивает отмирание патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. То есть эти сооружения реализуют полный цикл очистки, обеззараживания и безопасного сброса сточных вод.

В статье «Наиболее распространенные ошибки и заблуждения при устройстве автономных систем канализации» («Мир климата» № 87) вы писали, что наличие в доме вентиляционной части стояка (фановой трубы) гарантирует отсутствие неприятных запахов даже при пересыхании сифонов. Однако это не всегда так. У меня при пересыхании душевого трапа запах появлялся в помещении санузла. Думаю, что не ошибусь, если предположу, что причиной стала собственная принудительная приточно-вытяжная вентиляция санузла, создающая разрежение в помещении и подсос воздуха из пересохшего трапа. Проблему решил, сделав сифон на трубе, ведущей от трапа к главному канализационному лежаку.

Да, такое может быть, когда тяга через вентиляцию помещения сильнее тяги через канализационный стояк. Обычно это связано с наличием принудительной вентиляции санузла и длинными лежаками, «поедающими» тягу в фановый стояк. Кроме того, длинные лежаки от сантехприборов, оборудованных низкими сифонами, приводят к частому срыву гидрозатворов. Некоторые западные нормативы (стандарты Австралии и Новой Зеландии AS/NZS 3500.5 Section 4. Plumbing and drainage) требуют установить отдельный вентиляционный отвод (стояк) или вакуумный клапан на каждом индивидуальном отводе канализации к сантехническому прибору, удаленному от вентиляционного стояка более чем на шесть метров при диаметре канализационной трубы 110 миллиметров, более чем на три с половиной метра при диаметре канализационных труб 50 миллиметров и менее и более чем на полтора метра при диаметре канализационных труб 32 миллиметра. Вентиляционный отвод подключается к вентчасти общего фанового стояка канализации, выведенного на кровлю здания. Отвод можно удалять не более чем на полтора метра от водяного затвора прибора (сифона). К отводящей от прибора канализационной трубе вентиляционный отвод сантехприбора должен присоединяться минимум на 30 сантиметров выше любого вертикального колена на ней.

Фильтрующее сооружение из тоннелей, установленных по аналогии с трубчатым полем фильтрации
Фильтрующее сооружение из тоннелей, установленных по аналогии с трубчатым полем фильтрации

Существует расхожее мнение, что в аэрационных установках в отличие от септиков отходы не накапливаются, а перерабатываются до состояния, безопасного для окружающей среды. В процессе такой переработки получается вода, которую можно использовать на полив, и ил, который можно использовать как удобрение. Как такое может быть? Законы сохранения не работают?

Шпонка гидроизоляционная
Шпонка гидроизоляционная

Законы сохранения еще никому не удалось отменить. Однако неискушенного потребителя достаточно легко запутать. На самом деле приведенное мнение не выдерживает даже поверхностной критики. Вспомним, что в бытовом стоке присутствует минеральная составляющая (песок). Он задерживается установкой и является отходом, который нужно периодически удалять. Да, его немного в стоке от одного дома, но он накапливается и в септике, и в аэрационной установке.

Образующийся в установке избыточный активный ил тоже требует периодического удаления. Конечно, можно объявить его не отходом, а удобрением. Звучит гораздо лучше, согласитесь. Но ил, извлеченный непосредственно из установки, использовать в качестве удобрения нельзя, поскольку он небезопасен в санитарно-эпидемиологическом отношении. Для обезвреживания и обеззараживания избыточный активный ил аэрационных установок подвергают компостированию в смеси с органическими бытовыми и садовыми отходами (опилками, сухими листьями, соломой или торфом) в соотношении 1:1 в течение 4–5 месяцев, из которых 1–2 месяца приходятся на теплое время года, при условии достижения во всех частях компоста температуры не менее 60 °C. И только после истечения указанного срока ил станет безопасным удобрением. Аналогично поступают и с осадком септика.

Воду после аэрационных установок и септиков, исходя из тех же санитарно-эпидемиологических ограничений, нельзя использовать для поверхностного полива — только для внутрипочвенного.

Продавцы аэрационных установок рекомендуют их чистить раз в 3 месяца штатными средствами, а раз в 6–8 месяцев — любым дренажным насосом. От чего же чистить, если, по их же утверждениям, не происходит накапливание отходов?

Фильтрующее сооружение в насыпи. Установка тоннелей
Фильтрующее сооружение в насыпи. Установка тоннелей

Про «отсутствие» отходов сказано выше. Они есть, и их надо удалять. Полагаю, что штатными средствами рекомендуют удалять избыточный активный ил, а дренажным насосом — смесь песка и тяжелые фракции неразложившегося в установке сырого осадка. Следует понимать, что при чистке установки дренажным насосом из нее удаляется значительное количество активного ила (не только избыточного), что приводит к ухудшению работы установки на некоторый, иногда значительный период времени. Выход новой установки на нормальный режим работы, при условии постоянного поступления стоков в паспортном режиме (что обычно не наблюдается, особенно при периодическом проживании), составляет от 4–5 недель до года.

Что подразумевается под «условием постоянного поступления стоков в паспортном режиме»?

Приведу требования, изложенные в паспорте одной из аэрационных установок (название установки опускаю из этических соображений):

«Устанавливаются средние и максимальные значения по 12 показателям сточных вод — БПК, ХПК, азот аммонийных солей, фосфаты общие и фосфаты моющих средств, хлориды, СПАВ, железо, марганец, нефтепродукты, остаточный хлор и рН».

Ниже — два примечания мелким шрифтом:

  • «для нормальной регенерации (обновления биоценоза) содержание биогенных веществ должно быть БПК: N: P=100:5:1;
  • допустимые отклонения параметров стока в большую сторону могут быть только при температуре стока не менее 130 С.

При выполнении вышеуказанных условий возможно достижение 98% эффекта очистки по всем показателям от требуемых (по истечении не менее 40 дней с начала пусконаладочных работ).

Требуемая эффективность очистки по всем показателям при 95% обеспечении суточных анализов достигается по истечении от двух месяцев до одного года. Данный срок требуется для полного формирования адаптированного биоценоза».

Понятно, что даже при постоянном проживании в доме обеспечить данные требования весьма затруднительно, следовательно, не стоит ждать на выходе установки «воды прозрачной и без запаха».

«Станция очистки сточных вод нормально работает при отклонениях напряжения от номинала в пределах +/-10%. Отключение подачи электрической энергии на срок не более 4 часов практически не влияет на работу станции, при более длительном отключении электроэнергии начинаются анаэробные процессы с неприятным запахом и возникает опасность слива неочищенной воды. Но при подаче фекальных стоков происходит относительно быстрый перезапуск установки, даже при полном отмирании активного ила».

Изготовление монолитного бетонного септика
Изготовление монолитного бетонного септика

Какой срок имеется в виду под «относительно быстрым», в паспорте не уточняется.

Следует также понимать, что под «требуемыми показателями», по которым «возможно достижение 98% эффекта очистки», подразумеваются не 12 перечисленных выше характеристик, а 5 указанных в Санитарно-эпидемиологическом заключении на установку: БПК, ХПК и три бакпоказателя. При этом установка для обеззараживания стоков позиционируется производителем как дополнительное оборудование.

Как же так, ведь работоспособность установок подтверждена сертификатом Госстандарта России и Санитарно-эпидемиологическим заключением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека?

Да, такие документы на установку имеются. Только орган сертификации, обозначенный на сертификате, вовсе не Госстандарт, а некая автономная некоммерческая организация. Теперь внимательно посмотрим, что же подтверждает этот сертификат:

«Установка соответствует ГОСТ 25298–82 (пункты 9 и 10)».

Читаем эти пункты:

«9. Бытовые сточные воды или смесь бытовых и производственных сточных вод при поступлении на установки очистки не должны иметь:

  • БПКполн. выше 375 мг/л;
  • содержание взвешенных веществ более 325 мг/л;
  • температуру ниже 6 °C.

При больших значениях БПКполн. следует пропорционально снижать производительность установок по сточным водам.

10. Очищенные сточные воды должны иметь:

  • БПКполн. не выше 15 мг/л;
  • содержание взвешенных веществ не более 20 мг/л».

То есть ГОСТ запрещает подавать на установку стоки с превышением указанных концентраций. Но таких концентраций никогда не бывает в бытовом стоке от дачного дома.

Соответствие пункту 10 еще интереснее. Это не те цифры, которые указаны в Санитарно-эпидемиологическом заключении о соответствии качества очищенной воды из установок СанПиН 2.1.5.980–00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».

Исходя из формального подхода, противоречия нет, 4 мг/л из СанПиН 2000 года действительно не выше 15 мг/л из ГОСТа 1982 года, все правильно… если не вспоминать про условия и сроки достижения такого результата, обозначенные в паспорте установки.

Установка соответствует ГОСТ Р МЭК 60204–1–2007 «Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов» и ГОСТ Р 51318.14.1–2006 «Совместимость технических средств электромагнитная. Бытовые приборы, электрические инструменты и аналогичные устройства. Радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений».

Очевидно, что эти документы трактуют отнюдь не вопросы очистки сточных вод и заявленное соответствие им не является подтверждением работоспособности установки в части качества очистки.

Что может произойти с качеством очистки сточных вод, если на аэрационную установку, рассчитанную на пять человек, будут поступать стоки от большего количества людей? Например, ко мне приедут на несколько дней гости, и вместо пяти человек моей семьи канализацией будут пользоваться еще и они в количестве от двух до шести человек?

Нормальная работа установки будет нарушена. Вам придется или смириться с мутной и «ароматной» водой на выходе из установки на период пребывания гостей (и некоторое время после), или соблюдать аскезу и сократить водопотребление до паспортной производительности установки. Обычно для пяти постоянно проживающих используют установку с производительностью один кубический метр в сутки (200 литров на человека в сутки). Если гостей шестеро, то этот кубический метр надо разделить на 11 человек, что даст допустимое водопотребление примерно 90 литров на человека в сутки.

Тем, кто проживает в загородных домах только летом, многие производители рекомендуют консервировать аэрационные установки на зиму. При такой консервации установка полностью опорожняется и промывается. Весной это будет «новая установка» без активного ила. Это значит, что мне придется выводить ее на режим от «40 дней до года»?

Это значит, что первые 30–40 дней эксплуатации (при условии постоянного проживания) вы будете заняты пусконаладкой установки. О качестве очистки в этот период вспоминать не стоит. Далее установка нарастит необходимый объем активного ила и какая-то очистка будет происходить. Не мифические 98%, но «прозрачную и непахнущую» воду на выходе к середине лета получить можно, если соблюдать все условия эксплуатации. Ну а там и осень, и снова консервация.

Соответствует ли истине утверждение, что в аэрационную установку не требуется засыпать какие-то специальные бактерии, поскольку все нужные бактерии всегда присутствуют в пище, воде, воздухе и, попадая в благоприятную для себя среду, начинают активно размножаться и развиваться? А в септиках и выгребных ямах, где нет доступа воздуха, бактерии, сделав свое дело, умирают, поэтому септик необходимо постоянно догружать свежими бактериями.

Устройство фильтрующего сооружения в насыпи
Устройство фильтрующего
сооружения в насыпи

Да, ни в каких специальных бактериях аэрационная установка не нуждается. Совершенно справедливо сказано, что все нужные бактерии всегда присутствуют в пище, воде, воздухе и, попадая в благоприятную для себя среду, начинают активно размножаться и развиваться.

Однако этим бактериям ничто не мешает активно размножаться и развиваться и в септике. Доступ воздуха здесь совершенно ни при чем. В септике обитают анаэробные микроорганизмы, в воздухе не нуждающиеся. Более того, он им вреден. Умирают, «сделав свое дело», именно специальные бактерии «из пакетиков». Но не потому, что им не хватает воздуха, а совсем по другим причинам. Дело в том, что микробно-ферментная смесь, продающаяся в пакетиках, рассчитана на разовое использование и действительно может быть рекомендована только для периодической обработки выгребных ям, но никак не для проточных сооружений канализации (септиков и аэрационных установок).

Для ускорения запуска аэрационных установок используют активный ил из уже работающих установок, для ускорения запуска септиков — осадок работающих септиков. Ничего другого не требуется. Если нет необходимости форсированного запуска, можно просто подождать, когда в сооружениях размножатся естественные микроорганизмы.

Распространено мнение, что в септике в отличие от аэрационных установок невозможно создать хорошие условия для работы всех нужных бактерий и хорошей очистки от него не получишь, требуется доочистка в почве полей фильтрации. Так ли это?

Нет. Это дезинформация. Малые аэрационные установки позиционируются на рынке как возможность получить более качественную очистку по сравнению с септиком. Однако септик не является самостоятельным очистным сооружением, а только частью, элементом сооружений естественной очистки.

Если же сравнивать аэрационные установки не с отдельными элементами сооружений естественной очистки, а с эффектом работы всего сооружения, то сравнение будет отнюдь не в пользу первых.

Можно ли мыть машину, поливать газон, цветы, декоративные кустарники очищенными в аэрационных установках бытовыми сточными водами?

Категорически нельзя, поскольку такие установки, как правило, не оборудованы устройствами для обеззараживания очищенных стоков. Исключение — внутрипочвенный полив.

Продолжение в следующем номере

Андрей Ратников,
руководитель контрольной комиссии,
член правления НП «ИСЗС-Проект»

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест