Поміркуємо про каналізацію
.
Каналізація. Напевно, це один з основних термінів, кажучи про який у нас в голові з'являються думки про комфорт і про горезвісні "міські зручності". Що потрібно знати і про що не можна забувати при будівництві локальних очисних споруд розповідається в пропонованій статті.
Зараз все більше і більше людей вважають за краще жити в зручних і упорядкованих приватних будинках. У наше освічене століття ми вже не хочемо миритися з низькими стелями, маленькими віконцями, допотопними закуреними буржуйками в середині кімнати, і, звичайно, з «зручностями у дворі». Багатьох лякає пристрій місцевої каналізації, а адже пристрій септика на ділянці не стоїть в числі особливо важкоздійснюваних будівельних завдань. У цьому матеріалі ми розберемося в принципах пристрої локальних систем відведення, очищення та зберігання стічних вод, призначених для використання сім'єю, що складається з 3-7 осіб.
Говорячи про стічні води в особистому господарстві, будемо мати на увазі, що в них не міститься великої кількості забруднювачів, характерних для міських стоків. Дійсно, жодних нафтопродуктів, промислових стоків, що містять важкі метали, миш'як і інші отрути, зливових стоків з целофановими пакетами, пляшками, камінням і гілками ми в наших особистих забруднених водах не допускаємо, і, значить, проблема їхнього очищення значно спрощується. Давайте домовимося, що забруднені води без твердих частинок (фекалій та паперу) ми будемо називати сірими, а решта - чорними. Сірі води виходять у нас на виході умивальників, душу або ванни, посудомийної і пральної машин, а чорні води на виході туалету (у сенсі унітазу), і кухонного миття, якщо в ній встановлений подрібнювач сміття. Зрозуміло, що сірих вод ми виробляємо в багато разів більше, ніж чорних.
Забруднення наших стічних вод не відрізняються великою різноманітністю. Це, як уже було сказано, фекалії, туалетний папір, харчові відходи, тобто природні рештки нашої життєдіяльності, які відносно легко піддаються природному окислювання і є їжею для всіляких бактерій та мікроорганізмів. На жаль, ми часто не можемо обійтися без побутових миючих засобів, таких як пральні порошки, засоби для миття посуду, засоби для видалення іржі, відбілювачі, обеззаражувачі, засоби для видалення засмічень і т.д. Забігаючи наперед, скажу, що, якщо ви не маєте підключення до стаціонарної каналізації, варто відразу викреслити зі свого вжитку все хлор-які містять миючі засоби, сильні кислоти і луги, а використовувати тільки відбілювачі, що містять активний кисень, біоразлагающейся миючі засоби. На упаковках таких коштів завжди написано, про те, що вони є біорозлагаючі. Крім того, вони і вартість мають значно вищу, ніж звичайні. При подальшому оповіданні я буду вважати, що ми користуємося саме такими чистячими та миючими засобами.
Що ж можна зробити з нашими забрудненими водами, щоб з одного боку від них позбутися, з іншого боку не зашкодити своєму власній земельній ділянці, а з третього боку самим не випробувати особливого дискомфорту? Давайте розглянемо всі варіанти, а потім виберемо найбільш підходящий.
Перше, що спадає на думку, це накопичити стічні води і вивезти у спеціальну організацію, яка їх професійно очистить. Це найпростіший варіант. Тут септика нам не треба, а треба просто герметичний, найкраще пластиковий, резервуар, вкопаний в землю. Як тільки він наповнюється, ми викликаємо асенізаційну машину, яка нам цей резервуар спустошує. На перший погляд, цей варіант має ряд істотних "але". По-перше, резервуар буде наповнюватися досить швидко, по-друге, вивіз його коштує грошей, і, по-третє, нам потрібно приділяти процесу наповнення резервуара постійну увагу, а це додаткові клопоти. Однак, давайте пофантазуємо. Уявімо собі, що влаштовувати септики на ділянках просто не дозволено, а замість цього встановлений порядок вивозу стічних вод. Тоді ми влаштовуємо наш резервуар таким чином, щоб службовці очисної мережі не тривожили нас своїм відвідуванням. Наприклад, влаштовуємо поблизу від проїжджої частини люк з підключенням до насоса пересувного асенізатора, а самої очисної компанії платимо певну щомісячну плату за регулярний вивіз стоків. Якщо у Вашому селищі у всіх встановлена каналізація такого типу, то плата за вивезення та очищення стічних вод буде цілком доступною, оскільки вона буде ділитися між усіма жителями селища, а занепокоєння відвідування службовців компанії не доставить ніякого. Думаю, що в цьому випадку мешканець такого будинку навіть не зміг сказати, куди в нього стічні води діваються. Ну як, сподобалася вам моя фантазія? Мені особисто вона дуже сподобалася. Скажу тільки, що розвинені країни Європи так і живуть. А якщо так живе Європа, то і нас, швидше за все ця доля не мине.
Оскільки такого сервісу ми або не маємо, або мають далеко не все, нам треба подумати, що ще можна зробити зі стічними водами. Ми можемо просто виливати наші забруднення на землю або в рів. Це робити вкрай небажано через велику мікробіологічної навантаження на грунт. Ми можемо просто отруїти грунт та питну воду і собі, і сусідам. Особливо небезпечно виливати стоки в землю в разі високих грунтових вод і дрібних колодязів, з яких здійснюється забір питної води.
На щастя, що оточує нас природа має тенденцію до самоочищення. Це означає, що біомаса розкладається під дією всяких бактерій, жучків і черв'ячків. У результаті таких перетворень ми, витративши певний час, можемо отримати досить пристойну воду, яку, звичайно, не можна пити, але цілком можна використовувати для поливу якщо не городу, то газону точно. Крім того, таку воду теоретично можна виливати в дренажні рови, канави і навіть річки та інші водойми.
Для такої природної очищення стічних вод і існують комплекси споруд біологічного очищення води, які іноді називаються септиками. Септик, взагалі кажучи, є тільки частиною такого комплексу і являє собою деякий резервуар, відстійник, в якому відбувається первинна очистка надходячих чорних і сірих вод. Це очищення полягає у виділенні з чорних вод твердого осаду та його біологічне розкладання з утворенням мулу, або компосту. Однак, побудувавши такий резервуар, і затока в нього наші брудні води, нам треба ще подбати про те, щоб процес розкладу розпочався і був ефективним. Ось тепер і настав час заглибитись у суть процесу освітлення, а простіше кажучи, гниття і розкладання біомаси.
Ми вже читали, чули і знаємо точно, що біомаса має властивість гнити і розкладатися. Якщо щось гниє, значить, там вже поселилися мікроорганізми, які використовують біомасу для своїх цілей. Процес розкладання є хімічною реакцією. В результаті цієї реакції виробляється тепло і деякі, у тому числі і горючі гази. У результаті процесу розкладання виходить щодо твердий залишок у вигляді дуже чорного мулу, що має слабкий неприємний запах, але цей запах відрізняється від запаху того, що розкладається (ви мене розумієте). Цей мул можна сміливо використовувати як добриво, оскільки він вже хімічно не активний і є їжею для дощових черв'яків, результати життєдіяльності яких є, в свою чергу, кращим добривом.
Здавалося б, все чудово складається. Ми риємо яму, влаштовуємо в цій ямі резервуар, в якому накопичуються наші забруднення. Починається процес розкладу. Бактерії розкладають нашу біомасу, вона їм, без сумніву, подобається, вони починають розмножуватися, жерти ще більше, ще більше розмножуватися і в підсумку ми отримуємо реактор, в який тільки підкидай забруднення і одержуй на виході очищені води.
Все, написане в попередніх двох абзацах, являє собою спрощене уявлення процесу. Воно близько до істини, але потребує уточнення.
З відстоюванням все зрозуміло. Самий цікавий процес - біологічне розкладання осаду. Тут все не так просто. Зрозуміло, що осад розкладається бактеріями. Бактерії, виявляється, бувають аеробні та анаеробні. Першим для роботи потрібен кисень, друга кисень не потрібний. Точніше вони отримують кисень в дуже малому, але достатній кількості в процесі своєї життєдіяльності, розкладаючи інші хімічні речовини. Відповідно, і процеси розкладання біомаси підрозділяються на аеробні та анаеробні.
Аеробних бактерій величезної кількості видів. Багато хто з них ще навіть не описані наукою. Цей вид бактерій в процесі своєї життєдіяльності виробляє вуглекислий газ і багато тепла.
Анаеробних бактерій наука нараховує значно менше видів і в процесі розкладання біомаси такі бактерії виробляють не вуглекислий газ, а метан. Тепло такі бактерії виробляють, але значно менше.
От як цікаво! Отже, насправді, якщо в процесі біологічного розкладання біомаси виробляється метан, то ми маємо справу з анаеробним процесом. Якщо наша маса сильно нагрівається, то процес аеробний. Наприклад, коли ми косимо влітку газон, траву вивалює в компостну скриньку. На наступний день ця свіжа маса так сильно нагрівається, що, якщо підняти вилами верхній шар, навіть у спеку видно пар. Це означає, 60 градусів там є точно! Типовий аеробний процес. Зауважимо, попутно, що аеробний процес відрізняється дуже високою швидкістю і ефективністю. Навпаки, процес бродіння є анаеробним і працює не так швидко. Згадаймо, скільки часу розкладається цукор при виробництві спирту в домашніх умовах.
А який же процес розкладу йде в септику? Боюся, що анаеробний. Дійсно, для аеробного процесу потрібен кисень. Багато кисню. У септику його явно не так багато, як потрібно. Крім того, там, в септику, і з температурою проблеми. Тим не менш, в справі професійної очищення стічних вод аеробні процеси дуже широко використовуються. Усі промислові системи очищення мають у своєму складі такі елементи як поля аерації, аеротенкі і т.п. Навіщо, питається, при анаеробному процесі аерація?
Є спроби використати аеробний процес очищення і в побуті. Ось подивіться, що я знайшов в одній книжечці під назвою «Інженерне обладнання індивідуального будинку», Москва, Стройиздат 1993, А.С. Шварцман, Г.Р. Рабинович, И.Ш. Свердлов, О.Г. Лоодус.
Біотуалет
Біотуалет є заводський виріб і служить для обробки фекалій. Біотуалет розрахований на обробку фекалій в житловому будинку на 3-5 осіб. У ньому за рахунок підігріву, штучного перемішування і вентиляції відбувається прискорене розкладання фекалій з перетворенням їх у компост.
По-перше, резервуар пропонується підігрівати до певної температури. По-друге, у ньому є система пріточновитяжной вентиляції - для відводу вуглекислого газу і підведення кисню, а по-третє, і це мені сподобалося найбільше, передбачається мішалка нечистот в резервуарі, що реалізована у вигляді осі з лопатами. Крутити лопаті пропонується ручкою після кожного змиву. Перемішування, як я розумію, покликана виконувати такі функції. По-перше, відділення мулу від нечистот. По-друге, додаткова аерація нечистот. Крутя лопаті, ми пускаємо в товщу нечистот бульбашки повітря, тобто, аеріруем нашу біомасу. У результаті ми отримуємо якийсь ідеальний реактор - лише підливати.
Повернемося до септика, вкопаний в землю. Температура біомаси не піднімається вище 5-10 градусів Цельсія. Така ж температура в наших холодильниках. Відвід газів - тільки витяжка, та й то в кращому випадку. Приплив свіжого повітря обмежений. Перемішування і аерірованія немає. Виходить, що аеробні бактерії в септику не виживуть. Анаеробні, схоже, теж перебувають на межі вимирання через низьку температуру. Тут вже не до розмноження. Положення ускладнюється ще й тим, що використання таких мийних засобів, як "Комет" і їм подібних начисто вбиває всю мікрофлору нашого септика. З іншого боку, перемкнути процес на аеробний - значить нагріти, перемішати і аерірованной кілька тонн нечистот. Задачка не з легких і точно не з дешевих. Ось і виходить, що замість того, щоб влаштувати нашим бактерій (аеробних або анаеробних) райське життя на курорті за системою "все включено" ми змушуємо їх працювати на холодних і шкідливих уранових шахтах.
Які можна використовувати стандартні дії для покращення ситуації та покращення процесу розкладання біомаси в септику? Їх дуже і дуже мало. Перший - будувати септики з правильним обсягом. Припустимо, в нас сім'я з трьох осіб, а септик побудований, скажімо, на 3 кубічних метра. Це означає, що в цьому септику завжди будуть знаходитися тільки сірі води. Біомаси, яка може розкладатися, буде там дуже мало і вона буде розведена. Це, звичайно, не сподобається бактеріям. У бактерій вік короткий, та й самі вони крихітні. Вони не можуть шастати по септику взад і вперед, щоб знайти прийнятний їстівний шматочок біомаси. Другий спосіб - не використовувати отруйну для бактерій побутову хімію. Третій - постійно додавати в септик свіжих бактерій, яких у сухому або рідкому вигляді можна придбати в спеціальних, або в простих господарських магазинах, і які, до речі, не дешеві. Четвертий - використовувати комбіновані схеми, тобто, частково очищені стоки після септика направляти в спеціальні фільтруючі піщано-гравійні колодязі, де стоки проходять доочищення вже аеробним способом.
Які варіанти є ще? У продажу є спеціальні реактори, керовані комп'ютерними системами і включають до свого складу горезвісні насоси, мішалки, аератори, вентилятори та інші частини наведеного, як приклад, біотуалету. Такі реактори можуть встановлюватися як під так і над землею. В останньому випадку споруда являє собою колону не дуже великих розмірів. Як мені здається, це не великий недолік, оскільки таку колону завжди можна оформити в якості окремого будинку. Прикро, що такий реактор має вартість щонайменше 100 000 рублів без земляних та інших інженерних робіт. Крім того, такий реактор ще й споживає електрику майже в цілодобовому режимі. При такій ціні очисного спорудження я б серйозно подумав над тим, щоб укласти договір з очисними компаніями і регулярно приймати у себе асенізаційну машину.
З більш реальних заходів я бачу роздільний збір і обробку чорних і сірих вод. Дійсно, концентрація чорних вод буде значно вище, ніж у звичайному випадку. Це позитивно позначиться на процесі розкладання, будь він аеробний або анаеробний. Так, довелося б мати два септика, але вони обидва були б значно меншими за розмірами, ніж той, що призначений для збору двох видів стічних вод, чистити будь-який з них було б значно простіше і легше. Причому, зауважте, сірим вод не потрібно відстоюватися, а це означає, що і септик для сірих вод можна зробити однокамерним з виходом на мережу підземної фільтрації. В цілому, підозрюю, що така система була б у багато разів надійніше і простіше ніж система спільного збору сірих і чорних вод. Єдине, що не дуже приємно - так це те, що потрібно і по будинку проводити подвійну каналізаційну систему, а її в будь-якому випадку потрібно проектувати заздалегідь. Провести паралельну трубопровідну каналізаційну систему для чорних вод в побудованому будинку дуже складно.
Класним був би варіант влаштувати септик таким чином, щоб отримувати метан і використовувати його для опалення. Думка чудова, тим більше, що існують схеми та знайти їх не важко. На жаль, підходить така система тільки для тваринницьких господарств, в яких є постійне виробництво палива для такого реактора. Я маю на увазі гній. У побутових умовах, боюся, не вистачить відходів.
Висновки
Головний висновок в тому, що є чотири методи, які дозволяють нам очистити побутові стічні води з пристойною якістю або просто позбутися від них.
Перший метод - споруда автоматичного очищення з комп'ютерним управлінням. Серед плюсів цього методу висока ступінь очищення вод, невеликі габарити установки в поєднанні з дуже значною продуктивністю, достатньо високе поєднання ціни та якості всієї системи в цілому. Мінусом такої установки є її висока технологічність. Це означає, що вся система в цілому потребує регулярного обслуговування і якщо вона раптом зламається, доведеться викликати кваліфікованих інженерів. Простим відром на мотузку і довгою палицею (сантехнічним тросом) її не полагодиш. Крім того, система споживає електрику майже в цілодобовому режимі і ці витрати теж необхідно враховувати. Додатково потрібно нагадати, що вимога використовувати тільки певну побутову хімію і спеціально виведені штами бактерій для цією системою не відміняються.
Другий метод полягає у будівництві у себе на ділянці підземної мережі колодязів з переливами і піщано-гравійних фільтрів. Якщо порівнювати з високотехнологічною системою, то додаткових плюсів у неї не багато. Ті ж самі вимоги з обслуговування. Зберігається вимогу використання біорозлагаючої побутової хімії. Місця на ділянці така система займає більше, ніж комп'ютерна очисна колона, вода після підземних септиків має більш слабку ступінь очищення, а ціна будівництва та пуску в експлуатацію такої системи навряд чи можна зробити менше, ніж у системи з попереднього варіанту. Незаперечним плюсом такої системи є доступність її будівництва, ремонту та обслуговування. Всі три пункти доступні робочим самої низької кваліфікації. До речі, зараз на ринку є пропозиції комбінованих септиків. У них є система аеробного доочищення вод, що вже пройшли стадію анаеробної очистки. При цьому води спеціальним насосом закачуються в спеціальну невелику колону, заповнену гравієм або спеціальною щіткою з нержавіючої сталі, де вони аерується, бо мають безпосередній контакт з повітрям. Очевидно, ця схема очищення займає проміжне положення між звичайним септиком і його високотехнологічним комп'ютерним варіантом.
Третій метод - роздільне зберігання та очищення стічних вод. Цей метод є варіацією на тему звичайного септика. Використовуючи такий метод, ми отримуємо поліпшені умови для розкладання фекалій, бо роблять вони в септик малого обсягу і майже не розбавляються водою. Кращу очищення сірих вод, бо в них відсутні фекалії. Спрощену процедуру обслуговування системи, бо септик з сірими водами практично не буде засмічуватися, а для накопичення критичної маси відходів у септику для чорних вод буде вимагатися значний час. На противагу плюсів ми маємо необхідність проведення подвійної каналізаційної системи по будинку (одну для чорних вод, друга для сірих), що дуже не легко зробити у вже побудованому будинку.
Четвертий метод - просто зберігання відходів з їх регулярним вивезенням. Однак, нам потрібно ще пройти, як кажуть, довгий шлях, щоб досягти такого рівня розвитку сервісу, щоб зробити вивіз стічних вод таким же необтяжливим, як вивіз побутового сміття. Однак, схоже, цей метод найкращий і дешевий з усіх описаних вище.
Який спосіб вибрати? Вирішувати вам. Оптимальним було б ухвалення рішення, виходячи з усього набору факторів - клімату, розташування земельної ділянки, складу грунтів, надійності електропостачання, фінансових можливостей і т.д. У підсумку, можливо, з'явиться якийсь комбінований варіант, що дозволяє звести витрати грошей і нервів до мінімуму.
