Рис. 6.
Глубина залегания грунтовых вод должна быть не менее 3 м. В этих случаях рекомендуется устраивать уборные с выдвижной бадьей или предусматривать погреб с водонепроницаемыми стенками и дном. Сбрасывать стоки в близко находящийся водоем также нельзя.
Каковы же размеры выгребной ямы? Для средней семьи следует устраивать яму объемом 1,5 м3. Для ям с водонепроницаемыми стенками количество фекалий и мочи в расчете на одного человека составляет в сутки 1,5 литра в день. В такие ямы сливать мыльную воду нельзя, так как ее осадок уменьшает бактериальную сферу.
Если яма опорожняется 2 раза в год, ее объем определяется из расчета 300 л на человека.
Другим вариантом размещения уборной является расположение выгреба вне здания. Между кирпичной стеной и выгребом должен оставаться зазор не менее 6 см. Чтобы ограничить проникновение внутрь помещения газов, образующихся при разложении фекалий, следует позаботиться об устройстве вентиляционной трубы. Она должна выходить из выгребной ямы и быть выведена выше крыши. Расстояние от выгребной ямы до границ участка должно составлять не менее 1,5 м. Выгребная яма должна быть герметичной. Опорожнение такой ямы производят после разжижения содержимого водой ассенизационной машины.
При оборудовании дома напорным водопроводом значительно увеличивается водопотребление. Расход сточных вод становится настолько значительным, что возможность их отвода в выгребные ямы становится из экономических соображений неприемлемой. Устройство в выгребной яме отверстий в стенках или днище с целью отвода сточных вод в грунт является нарушением закона. В этом случае необходимо строить малые очистные сооружения.
Для пояснения процессов, происходящих при очистке сточных вод, рассмотрим естественное разложение, протекающее в природе, компоненты, сопровождающие это разложение. Всякая сточная вода содержит твердые частицы, которые при медленно текущей воде выпадают на дно в виде осадка. Уже в момент выпадения осадка происходит очищение воды.
Такое отстаивание сточных вод является минимальным требованием при отводе их в почву. Однако для отвода сточных вод в водоем такой очистки недостаточно. Для этого требуется дальнейшая их обработка, а именно, биологическая очистка.
Мы уже знаем, что биологическое разложение может происходить двумя путями, в зависимости от участия в процессе кислорода.
Наибольшее распространение получили перегниватели или септики — достаточно большие по размерам емкости, в которых происходит анаэробное сбраживание. Процесс протекает при участии анаэробных бактерий, которые могут существовать в сточных водах при отсутствии кислорода воздуха. Недостатком процесса сбраживания в сравнении с аэробным разложением, происходящим в присутствии кислорода, является очень медленное разложение органических веществ, сопровождающееся образованием газов, обладающих неприятным запахом. При медленном движении сточных вод в перегнивателе прежде всего на дно оседают взвешенные вещества. Гнилостные бактерии разлагают содержащиеся в осадке органические вещества, однако процесс гниения распространяется также и на находящуюся над осадком сточную воду, так как в ней имеются растворенные и полурастворенные вещества.
Для полного сбраживания смеси сточных вод и осадка требуется от одного до двух месяцев. На практике ограничиваются более короткими сроками, при которых происходит лишь частичное разложение. Минимальный срок пребывания сточной воды в септике — 3 дня.
Для получения более высокой степени сбраживания требуется выдерживание в течение 10 суток. В этом случае сточную воду можно считать перегнившей. Септики для десятисуточного сбраживания делают многокамерными. Сточные воды из септиков, рассчитанных на короткое время пребывания, не должны отводиться непосредственно в водоем, но они могут быть использованы для подземного орошения овощей, используемых в вареном виде.
При проектировании септика, в котором происходит процесс биологического разложения, следует исходить из расчета 1000 л на одного человека. Для одноквартирных домов обычно устраивают двухкамерные септики. Первая камера по своим размерам превосходит вторую, поскольку в нее поступает наибольшее количество взвешенных веществ, оседающих на дно.
В двухкамерных септиках объем первой камеры должен составлять не менее 2/3 общего объема септика, а в трехкамерном — не менее половины (рис. 7).
Рис. 7. Устройство трехкамерного септика
В первой камере происходит совместное разложение сточной воды и осадка. Содержимое септика распределяется таким образом, что внизу 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 (если септик трехкамерный) 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. Этого можно добиться, если при извлечении ила оставлять 10–20 % его на дне септика.
Существуют две стадии брожения сточной воды: кислое и щелочное. При первичном заполнении септика, когда отсутствует возможность заражения сточной воды илом, бродившим в течение длительного времени, происходит кислое брожение. При кислом брожении образуется много зловонных газов. Разложение органических загрязнений происходит очень медленно. Удаленный ил имеет желтовато-серый цвет и плохо сохнет на воздухе, испуская при этом резко неприятный запах. При кислом брожении ил имеет тенденцию всплывать на поверхность вместе с пузырьками газа.
Но уже спустя некоторое время происходят изменения, о которых можно судить по неприятному запаху. Путем анализа можно наряду с образующимся при обоих видах брожения углекислым газом обнаружить выделение больших количеств метана и сероводорода. Это свидетельствует о том, что процесс разложения вступил в новую фазу. Она называется щелочным или метановым брожением, поскольку большую часть образующихся газообразных продуктов распада составляет метан.
К преимуществам щелочного брожения, помимо отсутствия зловонных газов, следует отнести ускоренное протекание процесса брожения и уменьшение объема ила. Извлеченный из септика ил имеет темную окраску, быстро сохнет, не испускает неприятного запаха. Следовательно, кислое брожение является предварительной стадией метанового брожения. Именно по этой причине в первой камере многокамерного септика всегда оставляют какую-то часть ила. Содержимое септика в этом случае не закисает.
Форма многокамерных септиков может быть самой различной. Она почти не влияет на их производительность, однако при том же самом объеме периметр стен круглого септика будет меньше, чем прямоугольного. Кроме этого стены круглого септика лучше воспринимают давление грунта, которое возрастает с увеличением глубины заложения.
Как и все организмы, гнилостные бактерии хорошо размножаются и становятся более активными, когда они находятся в благоприятной для их жизнедеятельности среде. Они совсем не нуждаются в солнечном свете и кислороде воздуха, и процесс щелочного брожения лучше всего протекает в отсутствии последних. Кроме того, быстрее всего процесс перегнивания совершается при температурах от 30 до 60 °C. Проще всего обеспечить защиту от воздействия солнца, так как септики хорошо прикрыты. Конструкция септиков не может быть полностью герметичной, поскольку необходим отвод выделяющихся газов. Охлаждение септика в зимнее время значительно снижает жизнедеятельность организмов, поскольку септики заглубляют в землю. А в зимнее время выступающую над землей часть септика утепляют подручными материалами.
Камеры септика могут соединяться между собой самыми различными способами. Наиболее характерными видами соединений являются следующие: трубные соединения по уровню зеркала воды с применением погружных труб. Погружные трубы должны опускаться на глубину 30 см и на столько же выступать из воды, чтобы ил и плавающие вещества не могли попасть в соседнюю камеру (рис. 8).
Рис. 8
В верхней части погружные трубы должны быть открытыми. В перегородке должны быть предусмотрены горизонтальные отверстия, располагаемые на половине высоты от днища до зеркала воды. Для того чтобы донный осадок и плавающий ил не могли просочиться сквозь отверстия, ширина последних должна быть не более 1,5 см. В результате этого перегородка не подвергается одностороннему давлению. По той же причине следует предусматривать еще одно отверстие на высоте примерно 50 см от днища, с помощью которого при заполнении или опорожнении септика происходит уравновешивание гидростатического давления. Как было сказано ранее, полезный объем двухкамерного септика определяется из расчета 1000 л на каждого жителя.
С помощью многокамерных септиков можно добиться частично биологической очистки. Применяемые на крупных очистных сооружениях методы очистки для дальнейшей обработки небольших количеств сточных вод нецелесообразны, так как они требуют больших затрат. Поэтому предпочтение отдается более простым сооружениям, а именно — подземным песчано-гравийным фильтрам и фильтрующим траншеям.
Биологические процессы очистки сточных вод методом подземного орошения происходят не путем гниения без доступа воздуха, а напротив, при протекании вод должен быть обеспечен беспрепятственный доступ кислорода, способствующий аэробному разложению.
Все почвы можно грубо разделить на легкие и тяжелые. При этом к легким почвам относятся крупнозернистые песчаные почвы, а ко вторым — тяжелые, плотные, с малой пористостью суглинки. Малопригодными являются крупнозернистые почвы, поскольку они обладают незначительной капиллярностью, а с другой — жирные глинистые грунты, поскольку в них содержатся незначительные количества влаги и воздуха (рис. 9). Оба вида почвы требуют обработки и улучшения структуры до глубины, на которой предусматривается укладка распределительных трубопроводов.