Очистные сооружения малой канализации поселковых домов

При оборудовании поселковых домов внутренним напорным водопроводом от сети хозяйственно-питьевого водоснабжения или из приусадебного колодца значительно увеличивается водопотребле-ние, особенно в тех случаях, когда эти дома предназначаются для длительного проживания. Как правило, в них устанавливаются ванны. Уборные с выгребом или люфтклозеты становятся уже ненужными, поскольку в таких случаях обычно оборудуются туалеты со смывом. Расход сточных вод становится настолько значительным, что возможность их отвода в выгребные ямы исключается. Частое опорожнение выгребных ям, в которые теперь отводятся также мыльные воды, становится из экономических соображений неприемлемым. Устройство же в выгребной яме, имеющей непроницаемую конструкцию, перепуска или отверстий в стенках или днище с целью отвода сточных вод в грунт является нарушением существую-

щих постановлений органов строительного надзора, здравоохранения и водного хозяйства. Нарушители установленных правил подвергаются штрафу. Все недозволенные устройства они обязаны ликвидировать. Поскольку ранее описанный «сухой» метод удаления фекалий становится уже неприемлемым, его заменяют другим методом—«мокрым», при котором устраиваются домовые или малые очистные сооружения. В таком положении находятся многие владельцы приусадебных участков, предназначенных для длительного пребывания и не имеющих возможности подключения к коммунальной канализационной сети. Разумеется, при наличии уличного канализационного коллектора все домовладения данного района, согласно существующим положениям, в обязательном порядке подключаются к нему, что создает хорошие условия для отвода сточных вод.

Даже совершенные в техническом отношении и надлежащим образом обслуживаемые местные очистные сооружения являются лишь вспомогательным средством по отношению к коммунальной канализации. Этим объясняется стремление к канализованию населенных пунктов с большой плотностью населения. Однако вследствие значительных затрат на строительство большинство объектов не может быть введено в эксплуатацию в короткий срок. Поэтому домовые очистные сооружения следует проектировать не как какие-то временные средства, а как устройства, рассчитанные на длительные сроки эксплуатации. Следует, однако, выяснить, нельзя ли осуществить отвод сточных вод сразу с нескольких участков путем подключения индивидуальных трубопроводов к групповым очистным сооружениям, так как в этом случае индивидуальные затраты могут быть значительно снижены. Следующим мероприятием после оборудования здания напорным водопроводом является обработка сточных вод и их

32

Отёе/ктил

отстойной. Лмы

Заг/узнение г/>упто^ых

vJeaonycmuMNu. перелив У

отвод в водоемы или почву. Для этого лучше использовать простые устройства, так как сложные установки, чувствительные к повреждениям, обычно обременительны для домовладельцев. Для пояснения процессов, происходящих при очистке сточных вод, вернемся к предыдущим главам и еще раз рассмотрим свойства сточных вод и естественные процессы, происходящие при разложении содержащихся в них компонентов. Всякая сточная вода содержит твердые частицы, которые при неподвижной или медленно текущей воде выпадают на дно в виде осадка. Уже в процессе выпадения осадка происходит очистка воды. Такое отстаивание сточных вод является минимальным требованием при отводе их в почву. Однако для отвода сточных вод в водоемы такой очистки недостаточно. Для этого требуется дальнейшая их обработка, а именно, биологическая очистка. Мы уже знаем, что биологическое разложение органических веществ, находящихся в сточных водах, может происходить двумя путями, в зависимости от участия в процессе кислорода. Количество сточных вод, образующихся

сгиспшсгя

в одном здании, незначительно по сравнению с общим объемом сточных вод населенного пункта, и в этом случае целесообразной является биологическая

2 Зан. 2040

33

t-глуоима

буи

очистка методом анаэробного сбраживания.

Процесс сбраживания осуществляется естественным путем при выдерживании сточных вод в достаточно большой по размерам яме (септике) в течение нескольких месяцев. Процесс протекает при активном участии анаэробных бактерий, которые могут существовать в сточных водах при отсутствии в них кислорода воздуха. При этом процесс разложения органических загрязнений подчиняется закономерностям, указанным в предыдущей главе. Недостатком процесса сбраживания в сравнении с аэробным разложением, происходящим в присутствии кислорода, является очень медленное разложение органических веществ, сопровождающееся образованием газов, обладающих неприятным запахом. Отсутствие кислорода в септике, где происходит загнивание его содержимого, также является недостатком при отводе сточных вод в водоемы, так как для совершающихся в во-

доемах процессов самоочищения требуется большое количество кислорода. Главным преимуществом малого очистного сооружения является его эксплуатационная надежность. Септик с хорошо налаженным ритмом работы позволяет добиться эффективной очистки даже при незначительном уходе. Очистные сооружения малой канализации различных типов испытывались на протяжении многих лет. В результате этих испытаний выявились некоторые конструкции, являющиеся прототипами рекомендуемых к применению в настоящее время сооружений. Наиболее эффективные конструкции в ГДР стандартизованы. При выборе типа сооружения следует всегда руководствоваться указаниями стандарта. В дальнейшем мы будем рассматривать только те методы и установки, которые соответствуют стандарту.

Наибольшее распространение получили перегниватели, или септики. В перегни-ватели сбрасывают все сточные воды от промывки уборных, мытья посуды и ванн. Однако дождевую воду сбрасывать в них не следует. При медленном движении сточных вод в перегни-вателе прежде всего на дно оседают имеющиеся в сточных водах взвешенные вещества. Гнилостные бактерии разлагают содержащиеся в осадке органические вещества, т. е. белки, жиры и углеводы. Однако процесс гниения распространяется также и на находящуюся над осадком сточную воду, так как в ней имеются растворенные и полурастворенные вещества, поддающиеся разложению. Поскольку гнилостные бактерии вовсе не нуждаются в кислороде, то отпадает необходимость устройства в перегнивателях отверстий для подачи воздуха. Для процессов, происходящих в септике, не требуется также и солнечного света в противоположность проте-

Взвешенные, а также растворенные и коллоидные вещества в результате биологической переработки превращаются в так называемый ил.

кающим в водоемах процессам распада, для которых наличие света и воздуха является непременным условием нормального развития аэробных организмов. При разложении органических веществ в септике образуются газы. Вследствие этого содержимое септика приходит в движение. Частицы ила, увлекаемые пузырьками газа, поднимаются вверх. Верхние слои сточных вод при этом заражаются гнилостными бактериями. Когда пузырьки газа, лопаются, частицы ила вновь оседают на дно. Процесс разложения органических веществ при отсутствии кислорода воздуха протекает очень медленно. Для полного сбраживания смеси сточной воды и осадка требуется от одного до двух месяцев. На практике ограничиваются более короткими сроками, при которых, разумеется, происходит лишь частичное разложение. 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 сбраживания требуется выдерживание содержимого в течение 10 суток. В этом случае сточную воду можно считать перегнившей, так как благодаря наличию гнилостных бактерий в ней частично произошло биологическое разложение. Септики, предназначенные для двухсуточного выдерживания сточных вод, имеют, как правило, небольшой объем, в противоположность многокамерным перегнивате-лям, предназначенным для 10-суточного пребывания воды. Сточные воды из септиков, рассчитанных на короткое время пребывания, не должны отводиться непосредственно в водоем, так как они не подверглись достаточной очистке. После таких септиков предусматривается последующая очистка сточных вод, для чего преимущественно используется подземное орошение.

<1Жм)гокал1ерныи. септик.

септ

септик

<:Яеуземмое арвисение

Если количество сточных вод, приходящихся на одного человека в сутки, составляет 1(Ю л, включая воду от промывных туалетов, мытья посуды и ванн, то объем септика следует предусматривать из расчета 200 л/сут с пребыванием в нем сточных вод в течение двух суток. Для расчетов обычно принимается семья в составе четырех человек. В соответствии с этим для одноквартирного дома при регулярном удалении части осадка может предусматриваться септик объемом менее 1 м^. Поскольку это не всегда можно точно предсказать, то, согласно требованиям стандарта TCL 7762, следует предусматривать септик объемом не менее 3 м^. При проектировании септика, в котором происходят процессы биологического разложения, следует исходить из расчета 1000 л/чел, т. е. увеличивать объем септика в 5 раз. Предписываемый объем перегнива-теля должен составлять не менее 4 м^. Септики таких размеров разделяются по длине поперечными перегородками. Такие многокамерные септики могут проектироваться из расчете обслуживания до 200 жителей. Указанная величина является максимальной, и ее ни в коем случае нельзя превышать. Не допускается также устройство объединенных очистных сооружений для подключения большего числа жителей, предусматривающее строительство двух или нескольких рядом расположенных септиков, если общее число подключаемых жителей превышает вышеуказанную величину, равную 200. Сточная вода проте-

кает через камеры последовательно. В первой камере септика осаждаются крупные вещества, а во второй и третьей— мелкие. Для одноквартирных домов обычно устраиваются небольшие двухкамерные септики, а для многоквартирных домов—трех- или четырехкамерные. Первая камера по своим размерам превосходит все остальные, поскольку в нее поступает наибольшее количество взвешенных веществ, оседающих на дно. В двухкамерных септиках объем первой камеры должен составлять не менее ^/з общего объема септика, а в септиках, состоящих из более чем двух камер,—не менее половины общего объема. В первой камере происходит совместное разложение сточной воды и осадка. Содержимое септика распределяется таким образом, что внизу его находится осадок, в средней части — вода, а на поверхности — плавающие вещества. В следующей камере количество осадка и плавающих веществ уменьшается, и, наконец, в третьей камере содержится лишь небольшое количество осадка и совсем не содержится плавающих веществ.

Для биологического разложения очень важно, чтобы поступающая в септик сточная вода постоянно заражалась, смешиваясь с водой септика, содержащей гнилостные бактерии. Этого можно добиться, если при эпизодическом извлечении ила (осадка) из септика удалять не весь ил, а оставлять 10— 20% ила в септике, чтобы поступающая

сточная вода тотчас заражалась гнилостными бактериями. В специальной литературе обычно рекомендуется оставлять /б часть ипа. Существуют два вида брожения сточной воды и осадка, значительно отличающиеся друг от друга. Первый вид называется «кислым брожением», поскольку при разложении высокомолекулярных органических веществ образуются органические кислоты, которые определяют кислую реакцию среды сбраживаемой жидкости.

При кислом брожении образуется много зловонных газов, которые можно определить даже без химического анализа, по запаху. Разложение органических загрязнений происходит при этом очень медленно. Количество ила, содержащегося в септике, уменьшается совсем незначительно. Удаленный из воды ил имеет желтовато-серый цвет, вязкую консистенцию и плохо сохнет на воздухе, испуская при этом резкий неприятный запах. При кислом брожении в септике ил имеет тенденцию всплывать на поверхность вместе с пузырьками газа.

Все это указывает на то, что кислое брожение связано с рядом неприятных сопутствующих явлений. Поэтому ведутся постоянные поиски другого способа сбраживания. При первичном наполнении септика, когда отсутствует возможность заражения сточных вод илом, бродившим в течение длительного времени, в начале процесса разложения происходит кислое брожение. Но уже спустя некоторое время происходят изменения, о которых можно судить по неприятному запаху. Путем анализа газов, выделяющихся при разложении загрязнений, можно наряду с образующимся при обоих видах брожения углекислым газом обнаружить выделение больших количеств метана. Можно также установить выделение зловонных газов, например сероводорода. Это свидетельствует о том, что процесс разложения вступил в новую фазу, которую, поль-

зуясь химической терминологией, называют «щелочным брожением». Исследование содержимого септика путем химического анализа позволяет установить, что количество органических кислот в нем значительно уменьшилось. Содержимое септика имеет теперь щелочную реакцию, которая и определяет название процесса. Эта фаза процесса называется также «метановым брожением», поскольку ббльшую часть образующихся газообразных продуктов распада составляет метан. К преимуществам щелочного брожения, помимо отсутствия зловонных газов, следует отнести ускоренное по сравнению с кислым брожен14ем протекание процесса и уменьшенный объем ила. Извлеченный из септика ил, подвергавшийся щелочному брожению, имеет темную окраску. На воздухе он быстро сохнет. При этом он не издает неприятного запаха. Следовательно, кислое брожение является предварительной стадией метанового брожения. Путем заражения вновь поступающего свежего ила зрелым осадком этот процесс может быть значительно ускорен. Именно по этой причине в первой камере многокамерного септика всегда оставляют какую-то часть ила. Содержимое септика в этом случае не закисает, что также является преимуществом щелочного брожения. До сих пор мы рассматривали разложение как химический процесс, однако ни в коем случае нельзя забывать, что все преобразования происходят лишь благодаря микроорганизмам, деятельность которых, как мы узнали в главе 3, приводит к биологическому распаду загрязнений. Именно потребность этих организмов в питании делает возможной очистку сточной воды. Как и все организмы, гнилостные бактерии хорошо размножаются и становятся наиболее активными тогда, когда они находятся в * благоприятной для их жизнедеятельности среде. Они совсем не нуждаются в солнечном свете и кислороде воздуха.

диогищемный. Сто/с

и процесс щелочного брожения лучше всего протекает в отсутствие последних. Кроме того, быстрее всего процесс перегнивания совершается при температурах от 30 до 60 °С. Из перечисленных условий проще всего обеспечить первое, а именно, защиту от воздействия солнца, так как септики хорошо прикрыты. Конструкция септиков не может быть полностью герметичной, поскольку в ней должно предусматриваться отверстие для выхода газов, образующихся при разложении органических веществ. Поддержание в септике оптимальной температуры также практически невозможно, поскольку трудно учесть степень нагрева сточных вод. Не следует также допускать слишком сильного охлаждения септика в зимнее время, так как в этом случае значительно снижается жизнедеятельность организмов. Поэтому септики заглубляют в землю и в зимнее время по возможности засыпают сверху землей, листвой, соломой и другими аналогичными материалами.

Из малых и больших септиков следует время от времени удалять осадок. Если своевременно не удалять осадок из септиков, то в них уже не будет происходить надлежащей очистки сточных вод. Для септика с последовательно подключенной к нему установкой подземного орошения требуется, кроме того, очистка системы дренажных трубопроводов, поскольку по этим трубопрово-