Поразмышляем о канализации

Канализация. Наверно, это один из основных терминов, говоря о котором у нас в голове появляются мысли о комфорте и о пресловутых "городских удобствах". Что нужно знать и о чем нельзя забывать при строительстве локальных очистных сооружений рассказывается в предлагаемой статье.

Сейчас все больше и больше людей предпочитают жить в удобных и благоустроенных частных домах. В наш просвещенный век мы уже не хотим мириться с низкими потолками, маленькими окошками, допотопными закопченными буржуйками в середине комнаты, и, конечно, с «удобствами во дворе». Многих пугает устройство местной канализации, а ведь устройство септика на участке не стоит в числе особо трудновыполнимых строительных задач. В этом материале мы разберемся в принципах устройства локальных систем отвода, очистки и хранения сточных вод, предназначенных для использования семьей, состоящей из 3-7 человек.

Говоря о сточных водах в личном хозяйстве, будем иметь ввиду, что в них не содержится большого количества загрязнителей, характерных для городских стоков. Действительно, никаких нефтепродуктов, промышленных стоков, содержащих тяжелые металлы, мышьяк и другие яды, ливневых стоков с целлофановыми пакетами, бутылками, камнями и ветками мы в наших личных загрязненных водах не допускаем, и, значит, проблема их очистки значительно упрощается. Давайте договоримся, что загрязненные воды без твердых частиц (фекалий и бумаги) мы будем называть серыми, а остальные - черными. Серые воды получаются у нас на выходе рукомойников, душа или ванны, посудомоечной и стиральной машин, а черные воды на выходе туалета (в смысле унитаза), и кухонной мойки, если в ней установлен измельчитель мусора. Понятно, что серых вод мы производим во много раз больше, чем черных.

Загрязнения наших сточных вод не отличаются большим разнообразием. Это, как уже было сказано, фекалии, туалетная бумага, пищевые отходы, то есть естественные остатки нашей жизнедеятельности, которые относительно легко подвергаются естественному окислению и являются пищей для всяких бактерий и микроорганизмов. К сожалению, мы часто не можем обойтись без бытовых моющих средств, таких как стиральные порошки, средства для мытья посуды, средства для удаления ржавчины, отбеливатели, обеззараживатели, средства для удаления засоров и т.д. Забегая вперед, скажу, что, если вы не имеете подключения к стационарной канализации, следует сразу вычеркнуть из своего обихода все хлор-содержащие моющие средства, сильные кислоты и щелочи, а использовать только отбеливатели, содержащие активный кислород, биоразлагаемые моющие средства. На упаковках таких средств всегда написано, о том, что они являются биоразлагаемыми. Кроме того, они и стоимость имеют значительно более высокую, чем обычные. При дальнейшем повествовании я буду считать, что мы пользуемся именно такими чистящими и моющими средствами.

Что же можно сделать с нашими загрязненными водами, чтобы с одной стороны от них избавиться, с другой стороны не навредить своему собственному земельному участку, а с третьей стороны самим не испытать особого дискомфорта? Давайте рассмотрим все варианты, а потом выберем наиболее подходящий.

Первое, что приходит на ум, это накопить сточные воды и вывезти в специальную организацию, которая их профессионально очистит. Это самый простой вариант. Здесь септика нам не надо, а надо просто герметичный, лучше всего пластиковый, резервуар, вкопанный в землю. Как только он наполняется, мы вызываем ассенизационную машину, которая нам этот резервуар опустошает. На первый взгляд, этот вариант имеет ряд существенных "но". Во-первых, резервуар будет наполняться довольно быстро, во-вторых, вывоз его стоит денег, и, в-третьих, нам нужно уделять процессу наполнения резервуара постоянное внимание, а это дополнительные хлопоты. Однако, давайте пофантазируем. Представим себе, что устраивать септики на участках попросту не разрешено, а вместо этого установлен порядок вывоза сточных вод. Тогда мы устраиваем наш резервуар таким образом, чтобы служащие очистной сети не тревожили нас своим посещением. Например, устраиваем вблизи от проезжей части люк с подключением к насосу передвижного ассенизатора, а самой очистной компании платим некую ежемесячную плату за регулярный вывоз стоков. Если в Вашем поселке у всех установлена канализация такого типа, то плата за вывоз и очистку сточных вод будет вполне доступной, поскольку она будет делиться между всеми жителями поселка, а беспокойства посещение служащих компании не доставит никакого. Думаю, что в этом случае житель такого дома даже затруднится сказать, куда у него сточные воды деваются. Ну как, понравилась вам моя фантазия? Мне лично она очень понравилась. Скажу только, что развитые страны Европы так и живут. А если так живет Европа, то и нас, скорее всего эта доля не минует.

Поскольку такого сервиса мы либо не имеем, либо имеют далеко не все, нам нужно подумать, что еще можно сделать со сточными водами. Мы можем просто выливать наши загрязнения на землю или в ров. Это делать крайне нежелательно по причине большой микробиологической нагрузки на почву. Мы можем попросту отравить почву и питьевую воду и себе и соседям. Особенно опасно выливать стоки в землю в случае высоких грунтовых вод и мелких колодцев, из которых производится забор питьевой воды.

К счастью, окружающая нас природа имеет тенденцию к самоочистке. Это значит, что биомасса разлагается под действием всяких бактерий, жучков и червячков. В итоге таких преобразований мы, затратив определенное время, можем получить довольно приличную воду, которую, конечно, нельзя пить, но вполне можно использовать для полива если не огорода, то газона точно. Кроме того, такую воду теоретически можно выливать в дренажные рвы, канавы и даже реки и другие водоемы.

Для такой естественной очистки сточных вод и существуют комплексы сооружений биологической очистки воды, которые иногда называются септиками. Септик, вообще говоря, является только частью такого комплекса и представляет собой некоторый резервуар, отстойник, в котором происходит первичная очистка поступающих черных и серых вод. Эта очистка заключается в выделении из черных вод твердого осадка и его биологическое разложение с образованием ила, или компоста. Однако, построив такой резервуар, и залив в него наши грязные воды, нам нужно еще позаботиться о том, чтобы процесс разложения начался и был эффективным. Вот теперь и пришло время углубиться в сущность процесса осветления, а проще говоря, гниения и разложения биомассы.

Мы уже читали, слышали и знаем точно, что биомасса имеет свойство гнить и разлагаться. Если что-то гниет, значит, там уже поселились микроорганизмы, которые используют биомассу для своих целей. Процесс разложения является химической реакцией. В результате этой реакции производится тепло и некоторые, в том числе и горючие газы. В итоге процесса разложения получается относительно твердый остаток в виде очень черного ила, который имеет слабый неприятный запах, но этот запах отличается от запаха того, что разлагалось (вы меня понимаете). Этот ил можно смело использовать в качестве удобрения, поскольку он уже химически не активен и является пищей для дождевых червей, результаты жизнедеятельности которых являются, в свою очередь, лучшим удобрением.

Казалось бы, все замечательно складывается. Мы роем яму, устраиваем в этой яме резервуар, в котором скапливаются наши загрязнения. Начинается процесс разложения. Бактерии разлагают нашу биомассу, она им, без сомнения, нравится, они начинают размножаться, жрать еще больше, еще больше размножаться и в итоге мы получаем реактор, в который только подбрасывай загрязнения и получай на выходе очищенные воды.

Все, написанное в предыдущих двух абзацах, представляет собой упрощенное представление процесса. Оно близко к истине, но требует уточнения.

С отстаиванием все понятно. Самый интересный процесс – биологическое разложение осадка. Здесь все не так просто. Понятно, что осадок разлагается бактериями. Бактерии, оказывается, бывают аэробные и анаэробные. Первым для работы нужен кислород, вторым кислород не нужен. Точнее они получают кислород в очень малом, но достаточном количестве в процессе своей жизнедеятельности, разлагая другие химические вещества. Соответственно, и процессы разложения биомассы подразделяются на аэробные и анаэробные.

Аэробных бактерий огромное количество видов. Многие из них еще даже не описаны наукой. Этот вид бактерий в процессе своей жизнедеятельности производит углекислый газ и много тепла.

Анаэробных бактерий наука насчитывает значительно меньше видов и в процессе разложения биомассы такие бактерии производят не углекислый газ, а метан. Тепло такие бактерии производят, но значительно меньше.

Вот как интересно! Значит, на самом деле, если в процессе биологического разложения биомассы вырабатывается метан, то мы имеем дело с анаэробным процессом. Если наша масса сильно нагревается, то процесс аэробный. Например, когда мы косим летом газон, траву вываливаем в компостный ящик. На следующий день эта свежая масса так сильно нагревается, что, если поднять вилами верхний слой, даже в жару виден пар. Это значит, 60 градусов там есть точно! Типичный аэробный процесс. Заметим, попутно, что аэробный процесс отличается очень высокой скоростью и эффективностью. Напротив, процесс брожения является анаэробным и работает не так быстро. Вспомним, сколько времени разлагается сахар при производстве спирта в домашних условиях.

А какой же процесс разложения идет в септике? Боюсь, что анаэробный. Действительно, для аэробного процесса нужен кислород. Много кислорода. В септике его явно не так много, как требуется. Кроме того, там, в септике, и с температурой проблемы. Тем не менее, в деле профессиональной очистки сточных вод аэробные процессы очень широко используются. Все промышленные системы очистки имеют в своем составе такие элементы как поля аэрации, аэротэнки и т.п. Зачем, спрашивается, при анаэробном процессе аэрация?

Есть попытки использовать аэробный процесс очистки и в быту. Вот посмотрите, что я нашел в одной книжечке под названием «Инженерное оборудование индивидуального дома», Москва, Стройиздат 1993, А.С. Шварцман, Г.Р. Рабинович, И.Ш. Свердлов, О.Г. Лоодус.

Биотуалет

Биотуалет представляет собой заводское изделие и служит для обработки фекалий. Биотуалет рассчитан на обработку фекалий в жилом доме на 3-5 человек. В нем за счет подогрева, искусственного перемешивания и вентиляции происходит ускоренное разложение фекалий с превращением их в компост.

…

Во-первых, резервуар предлагается подогревать до определенной температуры. Во-вторых, в нем присутствует система приточновытяжной вентиляции - для отвода углекислого газа и подвода кислорода, а в-третьих, и это понравилось мне больше всего, предусматривается мешалка нечистот в резервуаре, которая реализована в виде оси с лопастями. Крутить лопасти предлагается ручкой после каждого смыва. Перемешивание, как я понимаю, призвано выполнять следующие функции. Во-первых, отделение ила от нечистот. Во-вторых, дополнительная аэрация нечистот. Крутя лопасти, мы пускаем в толщу нечистот пузырьки воздуха, то есть, аэрируем нашу биомассу. В итоге мы получаем некий идеальный реактор - только подливай.

Вернемся к септику, вкопанному в землю. Температура биомассы не поднимается выше 5-10 градусов Цельсия. Такая же температура в наших холодильниках. Отвод газов - только вытяжка, да и то в лучшем случае. Приток свежего воздуха ограничен. Перемешивания и аэрирования нет. Получается, что аэробные бактерии в септике не выживут. Анаэробные, похоже, тоже находятся на грани вымирания из-за низкой температуры. Тут уж не до размножения. Положение усугубляется еще и тем, что использование таких моющих средств, как "Комет" и им подобных начисто убивает всю микрофлору нашего септика. С другой стороны, переключить процесс на аэробный – значит нагреть, перемешать и аэрировать несколько тонн нечистот. Задачка не из легких и точно не из дешевых. Вот и получается, что вместо того, чтобы устроить нашим бактериям (аэробным или анаэробным) райскую жизнь на курорте по системе "все включено" мы заставляем их работать на холодных и вредных урановых шахтах.

Какие можно использовать стандартные действия для улучшения ситуации и улучшения процесса разложения биомассы в септике? Их очень и очень мало. Первый - строить септики с правильным объемом. Предположим, у нас семья из трех человек, а септик построен, скажем, на 3 кубических метра. Это значит, что в этом септике всегда будут находиться только серые воды. Биомассы, которая может разлагаться, будет там очень мало и она будет разбавлена. Это, конечно, не понравится бактериям. У бактерий век короткий, да и сами они крошечные. Они не могут шнырять по септику взад и вперед, чтобы найти приемлемый съедобный кусочек биомассы. Второй способ - не использовать ядовитую для бактерий бытовую химию. Третий – постоянно добавлять в септик свежих бактерий, которых в сухом или жидком виде можно купить в специальных, или в простых хозяйственных магазинах, и которые, кстати, не дешевы. Четвертый – использовать комбинированные схемы, то есть, частично очищенные стоки после септика направлять в специальные фильтрующие песчанно-гравийные колодцы, где стоки проходят доочистку уже аэробным способом.

Какие варианты есть еще? В продаже есть специальные реакторы, управляемые компьютерными системами и включающими в свой состав пресловутые насосы, мешалки, аэраторы, вентиляторы и остальные части приведенного, в качестве примера, биотуалета. Такие реакторы могут устанавливаться как под так и над землей. В последнем случае сооружение представляет собой колонну не очень больших размеров. Как мне кажется, это не большой недостаток, поскольку такую колонну можно всегда оформить в качестве отдельно стоящего здания или теремка. Прискорбно то, что такой реактор имеет стоимость минимум 100 000 рублей без земляных и других инженерных работ. Кроме того, такой реактор еще и потребляет электричество почти в круглосуточном режиме. При такой цене очистного сооружения я бы серьезно подумал над тем, чтобы заключить договор с очистными компаниями и регулярно принимать у себя ассенизационную машину.

Из более реальных мер я вижу раздельный сбор и обработку черных и серых вод. Действительно, концентрация черных вод будет значительно выше, чем в обычном случае. Это положительно скажется на процессе разложения, будь он аэробный или анаэробный. Да, пришлось бы иметь два септика, но они оба были бы значительно меньше по размерам, чем тот, который предназначен для сбора двух видов сточных вод, чистить любой из них было бы значительно проще и легче. Причем, заметьте, серым водам не нужно отстаиваться, а это значит, что и септик для серых вод можно сделать однокамерным с выходом на сеть подземной фильтрации. В целом, подозреваю, что такая система была бы в разы надежнее и проще чем система совместного сбора серых и черных вод. Единственное, что не очень приятно – так это то, что нужно и по дому проводить двойную канализационную систему, а ее в любом случае нужно проектировать заранее. Провести параллельную трубопроводную канализационную систему для черных вод в построенном доме очень сложно.

Классным был бы вариант устроить септик таким образом, чтобы получать метан и использовать его для отопления. Мысль замечательная, тем более, что существуют схемы и найти их не трудно. К сожалению, подходит такая система только для животноводческих хозяйств, в которых есть постоянное производство топлива для такого реактора. Я имею ввиду навоз. В бытовых условиях, боюсь, не хватит отходов.

Выводы

Главный вывод в том, что есть четыре метода, которые позволяют нам очистить бытовые сточные воды с приличным качеством или просто избавиться от них.

• Первый метод - постройка автоматического очистного сооружения с компьютерным управлением. Среди плюсов этого метода высокая степень очистки вод, небольшие габариты установки в сочетании с очень значительной производительностью, достаточно высокое сочетание цены и качества всей системы в целом. Минусом такой установки является ее высокая технологичность. Это значит, что вся система в целом требует регулярного обслуживания и если она вдруг сломается, придется вызывать квалифицированных инженеров. Простым ведром на веревке и длинной палкой (сантехническим тросом) ее не починишь. Кроме того, система потребляет электричество почти в круглосуточном режиме и эти расходы тоже необходимо учитывать. Дополнительно нужно напомнить, что требование использовать только определенную бытовую химию и специально выведенные штаммы бактерий для этой системой не отменяются.

• Второй метод заключается в постройке у себя на участке подземной сети колодцев с переливами и песчанно-гравийными фильтрами. Если сравнивать с высокотехнологичной системой, то дополнительных плюсов у нее не много. Те же самые требования по обслуживанию. Сохраняется требование использования биоразлагаемой бытовой химии. Места на участке такая система занимает больше, чем компьютерная очистная колонна, вода после подземных септиков имеет более слабую степень очистки, а цена строительства и пуска в эксплуатацию такой системы вряд ли можно сделать меньше, чем у системы из предыдущего варианта. Неоспоримым плюсом такой системы является доступность ее строительства, ремонта и обслуживания. Все три пункта доступны рабочим самой низкой квалификации. Кстати, сейчас на рынке есть предложения комбинированных септиков. В них есть система аэробной доочистки вод, уже прошедших стадию анаэробной очистки. При этом воды специальным насосом закачиваются в специальную небольшую колонну, заполненную гравием или специальной щеткой из нержавеющей стали, где они аэрируются, ибо имеют непосредственный контакт с воздухом. Очевидно, эта схема очистки занимает промежуточное положение между обычным септиком и его высокотехнологичным компьютерным вариантом.

• Третий метод - раздельное хранение и очистка сточных вод. Этот метод является вариацией на тему обычного септика. Используя такой метод, мы получаем улучшенные условия для разложения фекалий, ибо они поступают в септик малого объема и почти не разбавляются водой. Лучшую очистку серых вод, ибо в них отсутствуют фекалии. Упрощенную процедуру обслуживания системы, ибо септик с серыми водами практически не будет засоряться, а для накопления критической массы отходов в септике для черных вод будет требоваться значительное время. В противовес плюсам мы имеем необходимость проведения двойной канализационной системы по дому (одну для черных вод, вторую для серых), что очень не легко сделать в уже построенном доме.

• Четвертый метод – просто хранение отходов с их регулярным вывозом. Однако, нам нужно еще пройти, как говорится, длинный путь, чтобы достичь такого уровня развития сервиса, чтобы сделать вывоз сточных вод таким же необременительным, как вывоз бытового мусора. Однако, похоже, этот метод самый лучший и дешевый из всех описанных выше.

Какой способ выбрать? Решать вам. Оптимальным было бы принятие решения, исходя из всего набора факторов - климата, расположения земельного участка, состава почв, надежности электроснабжения, финансовых возможностей и т.д. В итоге, возможно, появится некий комбинированный вариант, позволяющий свести расходы денег и нервов к минимуму.