Канализация. Автономная канализация для дома - биофильтр и аэротенк

В 3 части серии статей мы рассмотрим такие виды автономной канализации, как септик с биофильтром и аэротенк, их устройство, принцип действия, ограничения в применении, плюсы, минусы и примерную стоимость каждого устройства.

Терминология

Для того, чтобы продолжить, нужно разграничить некоторые понятия. В данной статье под «биофильтром» мы будем понимать часть конструкции септика, а именно, биопленку, колонии бактерий на теле фильтра септика. Все очистное сооружение мы будем называть «септик с биофильтром». Дело в том, что в жизни такой «септик с биофильтром» часто называют просто «биофильтром», и при объяснениях может возникнуть путаница.

Септик с биофильтром

Септик с биофильтром - это резервуар, в котором происходит доочистка стоков при помощи аэробных бактерий

.

Рисунок 1.1. Септик с биофильтром, состоящий их септического блока и самого биофильтра: 1- первая секция септического блока (осветление воды), 2- вторая секция септического блока (сепарация воды), 3- третья секция септического блока (сепарация воды), 4- капельный биофильтр. На мембране оседает жир и твердые частицы. Биофильтр отделен от септического блока теплопроводной стенкой

Принцип действия биофильтра

Биофильтры в ускоренном виде повторяют естественные процессы очистки стоков, происходящие в почве. Очистка стоков происходит при помощи бактерий с доступом воздуха. Бактерии размножаются внутри специальной прослойки – засыпки (она же может называться загрузкой, или телом фильтра) . Засыпка состоит из прочных пористых материалов: шунгизита, кокса, керамзита, капроновых шнуров. Засыпка обрастает бактериями – биопленкой. Чем больше поверхность биопленки, тем качественнее и быстрее будет происходить очистка воды.

В емкости септика с биофильтром находятся:

• Водораспределительное устройство – обеспечивает правильную бесперебойную подачу воды;
• Воздухораспределитель – обеспечивает подачу воздуха, без которого бактерии погибнут;
• Загрузка (засыпка) – тело фильтра;
• Биофильтр;
• Дренаж для удаления очищенной воды.

Рисунок 1.2. Септик с биофильтром

После отстойника вода попадает в отдельный отсек. Из этого отсека небольшими порциями (чтоб стоки лучше очистились, т.к. под напором большого количества стоков бактерии могут не «справиться с работой» или даже погибнуть) стоки попадают в биофильтр, где одновременно проходят очистку в 2 стадии:

1. Механическую очистку обеспечивает тело фильтра (загрузка или засыпка) – фильтрующий наполнитель, который находится в емкости для биофильтра, состоит из твердых частиц (это могут быть любые не гниющие материалы – галька, ракушечник, мелкие камушки, пенопласт и др.)
2. Биологическую очистку в самом биофильтре. Биофильтр – это биопленка, колонии бактерий, которые поселяются на теле фильтра. Они «поедают» вредные органические вещества, содержащиеся в стоках, и перерабатывают их на безвредные неорганические вещества.

Конструкции готовых биофильтров различны, но принцип действия у них один – стоки отстаиваются в отстойнике, затем проходят дополнительную механическую очистку в теле фильтра и, подвергаются биологической очистке при помощи бактерий.

Биофильтр может находиться или в той же емкости, что и септик, но обязательно в разных отсеках, или располагаться в отдельной емкости.

Биофильтр может быть аэробным или анаэробным (не нуждается в вентиляции). То есть, для очистки стоков в биофильтре могут использоваться или аэробные, или анаэробные бактерии. Аэробный и анаэробный биофильтры отличаются конструкцией. Анаэробный биофильтр - это герметичная емкость. Для работы аэробного биофильтра устанавливается вентиляционная труба (она входит в комплект к заводскому биофильтру).

По сути биофильтр – это поле фильтрации (которое применяется в септиках), только компактное, уменьшенное в размерах. Только на полях фильтрации бактерии образуют пленку (через которую стоки проходят очистку) исключительно на поверхности земли, а в биофильтре бактерии заселяют всю поверхность загрузки фильтра. Это позволяет достигать хорошей степени очистки стоков, при небольшой площади биофильтра.

Ресурсы, необходимые для работы септика с биофильтром

• Необходимо добавлять биопрепараты (1 раз в месяц).

Ограничения в применении септика с биофильтром

• Ограничений в применении нет.

Плюсы септика с биофильтром

• Компактность самого биофильтра в сравнении с размерами фильтрационного поля обычного септика (1 м³).
• Удобство эксплуатации – для обеспечения и поддержания нормальной работы биофильтра достаточно достаточно просто вылить в унитаз препараты, содержащие бактерии.
• Отсутствие неприятного запаха.
• Простота установки.
• Для работы не требуется электричество.

Минусы септика с биофильтром

• Относительно высокая стоимость
• Ограниченное использование моющих и чистящих средств с хлором (хлор вызывает гибель бактерий)
• Необходимость добавлять биопрепараты (их просто выливают в унитаз)
• Необходимо постоянно пользоваться канализацией, при перерывах в работе более 2-3 недель бактерии гибнут. Для восстановления бактерий специальные препараты выливают в унитаз, но бактерии снова начнут работать в полном объеме только через 2 недели (т.к. в препарате бактерии содержатся в виде сухих спор, то этот период необходим для их развития и размножения до необходимого количества)

Основные этапы устройства септика с биофильтром

Чтоб устроить септик с биофильтром на Вашем участке надо:

Выбрать место для очистного сооружения (расстояние до жилого дома должно быть не менее 5 м). Конструкция такого септика может быть:

• Цельная (септик и биофильтр в одной емкости);
• Раздельная (септик и биофильтр- это отдельных емкости).

Выполняем земляные работы – роем котлован для септика с биофильтром (размеры ямы зависят от конструкции Вашего биофильтра) и траншеи для трубопровода 

Рисунок 1.3. Котлован под биофильтр 

Если корпус цельной конструкции септика с биофильтром выполнен из пластика, то его необходимо закрепить в почве. Для этого на дно котлована укладываем анкерную ж/б плиту. На плиту укладываем 20 сантиметровый слой цементно-бетонной смеси (1 часть цемента, 3 части песка).
Опускаем корпус в котлован, укладываем на цементно-бетонный слой и крепим к плите специальными ремнями (если нет ремней, то можно использовать обычный трос). 

Рисунок 1.4. Устанавливаем емкость в котловане 

Если биофильтр не встроен в септик, а выполнен в виде отдельной емкости, то вначале устанавливается септик, а затем – биофильтр. В этом случае и септик и биофильтр можно крепить к одной ж/б плите.
Если корпус биофильтра выполнен из бетона, то биофильтр на 2/3 засыпают грунтом, который остался после рытья котлована под биофильтр. Если же корпус биофильтра – это полимерная емкость, то она на 2/3 засыпается цементно-песчаной смесью (1 часть цемента, 3 части песка). Перед установкой емкость септика обязательно наполняют чистой водой, а емкость биофильтра – загрузкой. Если этого не сделать, то под давлением грунта емкости просто «всплывут». 

Рисунок 1.5. Засыпаем емкость цементно-песчаной смесью 

Если по конструкции Вашего биофильтра предусмотрен колодец для очищенных стоков, то монтируем колодец (аналогично биофильтру и септику).
Подключаем к биофильтру систему вентиляции (покупается отдельно или входит в комплект к биофильтру).
Накрываем биофильтр и септик крышками и засыпаем.
Засыпаем биофильтр до верха грунтом (независимо от типа корпуса). 

Ориентировочная стоимость септика с биофильтром

Сам биофильтр - не менее 1000 евро + бактерии – от 1,5 евро за 1 упаковку. Стоимость и варианты устройства септика можно посмотреть в статье "Канализация. Автономная канализация для дома, септик".

Аэротенк

В аэротенке биологическая очистка сочетается с непрерывной подачей воздуха. Это обеспечивает быстрое и качественное окисление органических веществ и их разложение. В результате работы аэротенка образуется очищенная вода (можно использовать в технических нуждах и для полива) и ил (используется в качестве удобрения). Очищенная вода собирается во вторичном отстойнике.

Аэротенк отличается от септика с биофильтром тем, что:

1. В аэротенк воздух закачивается компрессором (для работы компрессора нужно электричество).
2. Аэротенк полностью заполняется стоками, а в биофильтр стоки поступают дозировано небольшими порциями.
3. Очистка стоков в биофильтре происходит по той же схеме, что и очистка в почве, только более ускоренно, и на меньшей площади. В аэротенке повторяется схема очистки стоков, только она происходит еще быстрее, благодаря принудительной подаче воздуха (пузырьки воздуха необходимы для жизни аэробных бактерий, чем больше воздуха подается, тем быстрее размножаются бактерии и тем выше качество очистки стоков).

Рисунок 2.1. Аэротенк (слева - направо): из дома стоки поступают в приемную камеру, затем они перекачиваются в аэротенк, откуда очищенная вода и ил поступают во вторичный отстойник

Принцип действия аэротенка

Аэротенк – это резервуар, в котором движется смесь стоков и активного ила. Перед тем, как стоки попадут в аэротенк, они должны пройти первичную очистку – отстояться в первичном отстойнике. Первичный отстойник – это емкость или колодец аналогичный первой камере двухкамерного септика.

Затем из первичного отстойника частично очищенные стоки при помощи эрлифта закачиваются в аэротенк. В аэротенке стоки очищаются при помощи активного ила.

Активный ил – это хлопья ила, состоящие из растений и колоний микроорганизмов и бактерии, которые и перерабатывают вредные органические вещества, содержащиеся в стоках. Бактерии, живущие на иле - аэробные, т.е. очищают стоки при доступе кислорода. При описании работы аэротенков часто используются выражения «нагрузка на ил» - это количество загрязнений, которые проедстоит очистить илу и «окислительная способность ила» - количество загрязнений, которое было переработано илом, она зависит от дозы ила (в граммах по сухому веществу) в 1л. Доза ила в аэротенках разных систем и конструкций может составлять от 1 до 20 г/л.

Доступ воздуха обеспечивается принудительной аэрацией. Воздух закачивается в систему при помощи компрессора и распределяется по всему аэротенку при помощи воздуходувок (кислород должен присутствовать в каждой точке аэротенка). Для работы компрессора и воздуходувок необходимо электричество (220V, количество потребляемой энергии зависит от модели). В сточной воде на выходе из аэротенка количество кислорода должно быть не менее 2 мг/л (на заводских аэротенках уровень кислорода измеряется и регулируется при помощи встроенной автоматики). При отсутствии кислорода необходимо увеличить количество подаваемого воздуха (если в системе не предусмотрено автоматическое регулирование доступа кислорода).

Рисунок 2.2. Схема работы аэротенка. 1 – стоки после первичных отстойников, 2 – аэротенк, 3 – смесь воды и ила из аэротенка, 4 – вторичный отстойник, 5 - очищенная вода, 6 – отсек для ила (может отсутствовать, его наличие зависит от типа аэротенка), 7 – активный ил возвращается в аэротенк, 8 – избыточный ил удаляется из системы, 9 – воздух, поступающий в аэротенк из воздуходувок, 10 - аэрационная система (система подачи и распределения воздуха в аэротенке).

Примечание: перекачивание ила из вторичного отстойника назад в аэротенк происходит при помощи насоса. На схеме этот насос не обозначен. Он размещается там, где на схеме расположен отсек для ила (6).

Аэротенк может быть выполнен в виде 1 емкости, разделенной на отсеки или в виде нескольких блоков, соединенных между собой. Во втором случае после аэротенка оборудуют вторичные отстойники, в которых ил оседает, а очищенная вода выводится или в дренажные канавы, или используется для полива. Объем слива жидкости во вторичные отстойники не должен превышать 8-10л/сек. Аэротенки, состоящие из 3 сооружений: первичного отстойника, собственно аэротенка и вторичного отстойника, обеспечивают наилучшую очистку сточной воды, но требуют сложного ухода.

Ресурсы, необходимые для работы аэротенка

• Электричество (220V), потребляет в зависимость от модели от 80 Вт;
• бактерии.

Ограничения в применении аэротенка

• Отсутствие или перебои в подаче электричества.

Плюсы аэротенка:

• Высокий уровень очистки;
• Устройство компактно (1х1х2,3 метра);
• Нет неприятных запахов;
• Не нуждается в утеплении.

Минусы аэротенка:

• Необходима постоянная подача электричества для насоса.
• Высокая стоимость.
• Необходим постоянный контроль работы оборудования.
• При отключении электричества бактерии гибнут, и активный ил постепенно погибает. Если пауза в работе продлится более 3 месяцев (при отключенном электричестве), то ил полностью погибает. Чтобы предотвратить его гибель, в аэротенк при помощи эрлифта в небольшом количестве закачивается смесь активного ила с водой 1 раз в месяц (желательно, чтобы это сделали специалисты той фирмы, которая отвечает за установку и эксплуатацию Вашего аэротенка). Если ил все же погиб, производится повторный запуск аэротенка - аэротенк освобождают от отмершего ила (промывают водой) и заново заливают в него смесь активного или и очищенной воды. Активный ил берется с другого аэротенка (учитывая высокую стоимость аэротенка, лучше всего сразу при покупке оборудования подписать договор технического обслуживания оборудования). Этим должны заниматься специалисты.
• Необходимо постоянно использовать канализацию, иначе бактерии погибнут (при включенном компрессоре без использования канализации активный ил сохраняет жизнеспособность не более 3 месяцев).

Основные этапы устройства аэротенка

Аэротенк требует тщательного монтажа. Даже незначительные ошибки могут привести к его неработоспособности. Учитывая значительную стоимость аэротенка, желательно, чтобы его монтажом занимались специалисты той же фирмы, в которой Вы и приобрели аэротенк. Подробно процесс установки указан в инструкции к Вашему аэротенку (в различных конструкциях разные требования к установке, различные схемы подключения). Рассмотрим основные этапы монтажа аэротенка на примере готовой фабричной установки.

Рисунок 2.5. Схема установки аэротенка

1. Роем котлован 1,8х1,8х2,6 м.
2. Насыпаем на дно слой песка – слой толщиной 150 мм.
3. Заливаем в аэротенк чистую воду (если установить пустой аэротенк, под давлением грунта он «всплывет»).
4. Опускаем аэротенк в котлован (спецтехника не нужна, достаточно 4 человек).
5. Обсыпаем корпус песком – толщина слоя песка 150 мм.
6. Подсоединяем подводящие и отводящие коммуникации.
7. Устанавливаем компрессор.
8. Подключаем электрический кабель.

Если у Вас на участке построен септик, то его можно модернизировать в аэротенк. Существуют заводские системы, которые можно монтировать в септик. Это своего рода «начинка» от аэротенка, для которой септик служит оболочкой. Минимальный размер септика при этом 1,2*1*1,15 м. Если же у Вас септик меньших размеров, то можно построить оболочку из 2 ж/б колец диаметром 1,5 м. Монтируем бетонную плиту – дно аэротенка, на дно крепим 2 ж/б плиты и промазываем швы битумом для гидроизоляции, накрываем ж/б крышкой с отверстием для люка. Ваш септик можно использовать как емкость для очищенной воды. Цена такого устройства от 3700$.

Рисунок 2.6. Аэротенк, вмонтированный в септик

Ориентировочная стоимость аэротенка

Стоимость заводского аэротенка - от 4000 евро.

Внимание! Цены устарели. В статье указаны цены за 2011 год.