В канализационных колодцах подходящие к ним канализационные трубы заканчиваются, переходя в открытые лотки. Это позволяет пробивать засоры в трубах со стороны колодцев. Между колодцами трубопроводы прокладывают прямолинейно. Если по каким-либо причинам приходится канализационную трассу резко повернуть, то строят поворотные колодцы, причем допускается угол поворота не менее 90°. Во всех колодцах канализационные трубы (подводящие и отводящие) укладывают либо по уровню жидкости, либо по верхней образующей свода, то есть шелыга в шелыгу. Когда уклоны рельефа местности превосходят уклон трубопровода и глубина заложения последнего становится меньше допустимой, строят перепадные колодцы (рис. 45).
Рис. 45.Перепадный колодец из железобетонных колец:
1 — перегородка; 2 — бетонное кольцо; 3 — скоба; 4 — лоток
В днище колодцев устраивают направляющие лотки. Высота и ширина лотков должна быть равной принимающей или отдающей трубе. Сердцевину стенок лотка делают из бетона и создают профиль лотка, который дополнительно железнят. Стенки колодца делают из железобетонных колец. Во влажных грунтах колодцы как изнутри, так и снаружи покрывают битумной грунтовкой или мастикой.
Дом, снабженный водопроводом, должен иметь и систему утилизации сточных вод. Наилучшим решением этой проблемы является присоединение к поселковой системе канализации. Однако такие системы существуют далеко не везде, а там, где они есть, подключение к ним стоит довольно дорого.
Основные способы очистки сточных вод. Устройство канализации при отсутствии централизованной системы представляет собой сложную инженерную задачу. Схема канализации обусловлена типом оборудования для туалета, общим объемом «серых» сточных вод из умывальников, ванн, стиральных машин, бассейнов. А также геологическими особенностями местности: глубиной залегания грунтовых вод, фильтрующими способностями грунтов, наличием в непосредственной близости от очистных сооружений водозаборов и т. п.; определенную роль играет и климат местности.
Сточные воды, поступающие в канализационную сеть, могут содержать отбросы минерального происхождения (песок, глину, частицы шлака, растворенные в воде соли, кислоты, щелочи); гниющие органические вещества (животного и растительного происхождения); болезнетворные бактерии, вредные химические вещества. Методы очистки сточных вод, применяемые в локальных системах канализации, можно разделить на три основных типа: механический, химический и биологический. Химический способ очистки сточных вод основан на применении различных реагентов, которые переводят растворенные примеси в труднорастворимое состояние. Далее происходит осаждение этих веществ. Этот метод, в основном, применяют для очистки производственных сточных вод.
Механическая очистка заключается в удалении из сточной жидкости отбросов минерального происхождения, находящихся в ней в нерастворенном, а частично во взвешенном состоянии, а также и от посторонних предметов, плавающих в сточных водах. При использовании механического способа очистки происходит отстаивание и фильтрация сточных вод. Один из минусов этого метода заключается в том, что не происходит очистки воды от растворенных органических загрязнений. Поэтому сооружения механической очистки (отстойники, песколовки, решетки и сета) чаще всего являются предварительной ступенью перед биологической очисткой.
В биологической очистке сточных вод участвуют бактерии, которые в зависимости от их отношения к кислороду делятся на две группы: аэробы (использующие при своем дыхании растворенный в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствии свободного кислорода).
Анаэробная (без доступа воздуха) очистка осуществляется в железобетонных емкостях (метантенках, септиках, двухъярусных отстойниках), где идет сбраживание органических загрязнителей при помощи метанобразующих бактерий. Основной недостаток анаэробной очистки — это выделение биогаза (метана) и, как следствие, образование неприятных запахов.
При биологической очистке сточных вод применяют биологические фильтры и аэротенки, в которых интенсивно происходит процесс очистки. Биофильтр представляет собой резервуар, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом (керамзитом, шлаком, гравием и др.). Сточная вода, проходя через фильтрующий материал, образует на его поверхности биологическую пленку из скоплений микроорганизмов, разрушающих органические вещества сточных вод. Аэротенк — резервуар, в который осуществляется интенсивная подача воздуха. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, поступает из окружающего воздуха либо его нагнетают специальными компрессорами (воздуходувками). Большое количество органических веществ, содержащихся в сточных водах, служит благоприятной питательной средой для бактерий, которые способны поглощать в процессе своей жизнедеятельности различные органические вещества. Во время биологической очистки в аэротенке из взвешенных в сточной жидкости частиц с размножающимися на них микроорганизмами — минерализаторами создается активный ил. Канализационные стоки смешиваются с активным илом, значительно ускоряя и улучшая процессы окисления. В результате чего болезнетворные микробы поглощаются активным илом, погибают либо становятся его активными агентами или происходит их распад на безвредные. Благодаря этому воды теряют склонность к загниванию, становятся прозрачными, снижается их бактериальное загрязнение. Сточная жидкость при биологической очистке почти полностью освобождается от органических веществ и вредных бактерий. От биофильтра аэротенк отличается наличием устройства для подачи воздуха, обеспечивая высокую окислительную мощность. Аэротенк — это на сегодняшний день наиболее эффективное сооружение биологической очистки хозяйственно-бытовых стоков.
Обеззараживание очищенных бытовых сточных вод производят жидким хлором или гипохлоритом натрия на станциях полной и неполной биологической очистки. Смешанная с хлором сточная вода поступает в контактные резервуары, в которых продолжительность контакта хлора со сточной водой до сброса ее в водоемы должна быть не менее 30 мин.
Анаэробная очистка с естественной доочисткой. При благоприятных грунтовых условиях (пески, супеси, легкие суглинки) и низком уровне грунтовых вод, отсутствии или удаленности водоема — приемника сточных вод, обычно наиболее целесообразно использовать септики вместе с сооружениями подземной фильтрации — фильтрующими колодцами, фильтрующими кассетами, песчано-гравийными фильтрами.
Септики (рис. 46) — подземные отстойники, состоящие из 1–3 камер, служат для очистки небольших количеств бытовых сточных вод.
Рис. 46.Септики:
а — однокамерный с тройниками; б — двухкамерный с тройниками; 1 — ввод канализационной сети; 2 — тройник; 3 — верхняя крышка; 4 — нижняя крышка; 5 — перегородка с отверстием
Задача септика состоит в том, чтобы отделить жидкость с растворимыми частицами от нерастворимых фракций (механический отстой) и разложить органические загрязнения с помощью анаэробных бактерий, всегда присутствующих в нечистотах (биологический процесс). Сточные воды, попадая в септик, отстаиваются, а выпавший осадок за 6-12 мес. перегнивает.
При прямолинейной прокладке канализационных труб диаметром не менее 100 мм септик располагают на расстоянии до 20 м от дома и не ближе 30 м от питьевого колодца и таким образом, чтобы к нему могла беспрепятственно подъехать ассенизаторская машина. Объем септика зависит от суточного водопотребления и приблизительно равен трехкратному суточному притоку использованной жидкости. Благодаря этому сточные воды находятся в колодце от 2 до 4 суток, взвешенные частицы за это время оседают на дно, и происходит осветление сточных вод. Если исходить из того, что водопотребление в индивидуальном доме составляет 250 л/сут на человека, то для семьи из 4 человек необходим септик объемом в 3,0 м3.
Септик может быть 1, 2-х и многокамерным. Однокамерный септик применяют при объеме сточной жидкости до 1 м3/сут, двухкамерный — до 5–8 м3/сут. Однокамерный септик чаще всего применяется при раздельной канализации, проектируя его таким образом, что в септик поступает лишь серые стоки, а для фекальных отходов предусматривают отдельный сток, в выгреб. На внутреннюю поверхность септика воздействует агрессивная среда, поэтому материал стенок и дна должен быть плотным, стойким, долговечным. Стенки септиков возводят из бутового камня, красного кирпича, собирают из готовых железобетонных колец или стальных емкостей — материал не влияет на качество очистки. Чаще всего устраивают цилиндрические септики-колодцы из железобетонных колец. Внутреннюю поверхность бутовой и кирпичной кладки штукатурят цементным раствором (на 1 объемную часть цемента берут 1 часть песка), тщательно затирают кельмой, проводят железнение или обрабатывают жидким стеклом. Толщина каменных и кирпичных стен септика-колодца должна быть не менее 25 см, из монолитного бетона — не менее 20 см. Толщина перегородок внутри септика делается не менее 12 см, дно выполняют бетонным или железобетонным. Стенки септиков снаружи покрывают битумной грунтовкой или мастикой, на которую наклеивают рубероид и прижимают его кирпичной стенкой толщиной в полкирпича. Под дном и вокруг стенок колодца устраивают глиняный замок. Перекрытия септика оборудуют канализационным люком по сборным железобетонным плитам или делают из деревянных просмоленных щитов. На перекрытие укладывают рубероид или толь и засыпают перекрытие землей, соломой, листвой, дерном или другими утепляющими материалами слоем толщиной приблизительно 0,5 м, так как гниение органических веществ в сточных водах эффективно идет в диапазоне температур от 30 до 60 °C.
В 2-камерных септиках объем первой камеры должен составлять 3/4 общего объема септика. Отверстие для впуска жидкости располагают на 25 см выше расчетного уровня жидкости, чтобы при залповом сбросе жидкости, например при опорожнении ванны, в трубе не образовался подпор. Она входит и выходит из септика через тройники — гидрозатворы. Нижний конец каждого тройника п