Канализационные стоки: система очистки, виды, методики

Система канализации — одно из важнейших изобретений человечества, известное с древних времен, но нисколько не утратившее своей актуальности и значимости. Даже принцип изменился мало, обогатившись только специальными механизмами и приспособлениями.

Канализация — необходимая и крайне важная для людей система санитарно-технических сооружений. Как правило, она охватывает весь населенный пункт, поэтому напрямую касается всех его жителей. Рассмотрим этот вопрос внимательнее.

Что такое канализация

Канализационные сети — это одна из частей общей системы водоснабжения и водоотведения, выполняющая функции сбора и удаления сточных вод и органических отходов жизнедеятельности. Несколько упрощенно, это — разветвленная сеть трубопроводов, заходящих в каждое городское здание и обеспечивающее вывод стоков в специализированное сооружение. Несколько предвзятое отношение большинства людей к канализации совершенно незаслуженно, поскольку ее важность и ответственность невозможно преувеличить. Достаточно вспомнить, что все вспышки эпидемий приходятся на отсталые страны с полным отсутствием инфраструктуры.

Состав и схема работы комплексов могут быть различными. Это обусловлено величиной населенного пункта, количеством зданий и людей, проживающих в них. Для функционирования канализационной сети требуется вода, с помощью которой происходит транспортировка твердых отходов. Других способов не придумано, поэтому канализация входит в состав комплекса водоснабжения, являясь одной из приоритетных частей городской инфраструктуры. Условия работы системы достаточно жесткие, она функционирует круглый год и нуждается в защите от замерзания. Для этого трубопроводы помещают под землю, на глубину, превышающую уровень промерзания грунта в зимнее время. Учитывая, что сеть пронизывает весь город, заходя в каждый дом, можно вполне отчетливо представить объемы и степень распространение комплекса.

Канализационные сети

Оборудование для канализации

Прокладка канализации

Основным оборудованием для канализации служат трубопроводы различного сечения. Диаметр труб выбирается исходя от требуемой производительности (количество стоков в единицу времени).

Системы канализации для дома или дачи, как правило, выполняются из пластиковых труб диаметром 160, 110 и 50 мм. Бывают трубы и другого диаметра, но в быту они встречаются редко. Для удобства монтажа трубы имеют специальные фланцы и уплотнительные резиновые кольца.

Производителями выпускается широкий ассортимент пластиковых элементов для монтажа канализационных систем. Сюда входят:

• Угловые элементы 30, 45, 60, 90;
• Тройники 30, 45, 90;
• Тройники с отводами меньшего сечения;
• Переходники с одного диаметра на другой, например, 110 мм-50 мм;
• Заглушки;
• Ревизионные окна;
• Трубы длиной от 0.5 до 4 м.

Элементы системы канализации

Ранее, до широкого распространения труб из полиэтилена, поливинилхлорида или полипропилена, основным материалом для производства оборудования канализации служил чугун. Чугунная арматура имеет большой вес и склонность к коррозии. Ситуацию спасает только тщательная изоляция наружной поверхности чугунных труб от воздействия внешней среды. В настоящее время можно встретить достаточно много систем канализации, еще не прошедших модернизации и выполненных из металлической аппаратуры.

Сети наружной канализации могут использовать керамические или бетонные трубы большого диаметра. Для ревизии и чистки через определенное расстояние на трубопроводах наружной канализации устанавливаются канализационные колодцы.

История возникновения

История канализации насчитывает много веков. Самой старой из всех известных является система в древнем индийском городе Мохенджо-Даро, которая была обнаружена во время проведения раскопок. Ей насчитывается около 4600 лет. Известны системы в Древнем Риме (яркий пример — Большая Клоака, работает и в настоящее время, выполняя функции ливневой канализации) или Древнем Китае (в городе Линьцзы). Описание этих находок свидетельствует о

Средневековая Европа в этом отношении заметно отставала, поскольку нашествие варваров смело почти все остатки римских сооружений, обслуживать и вообще заниматься общественными системами стало некому. Повторное возникновение сети, произошедшее в конце XVII века, было вынужденным, вызванным эпидемиями инфекционных заболеваний, поставивших всю европейскую цивилизацию на грань вымирания.

В России история канализации похожа на европейскую. Системы отведения сточных вод были построены по римскому типу, но использование дерева вместо мрамора сделало их недолговечными, а во времена царствования Ивана Грозного они были заброшены. Это привело к вспышке чумы в конце XVIII века. Известно, что в Москве ни водопровод, ни канализация не были полноценным образом созданы до самого начала XX века.

В современном мире развитие канализационных систем, благодаря технологическим достижениям, доведено до совершенства. Появились новые сантехнические устройства, материалы, способы переработки и утилизации отходов. Выработаны нормы и требования по санитарному и техническому обеспечению систем, нарушение которых грозит серьезными штрафными санкциями или даже уголовным преследованием.

Септик

Принцип работы заключается в том, что все сточные воды из канализационной трубы перетекают в первую камеру, ее дно забетонировано. Тяжелые частицы оседают на дне, они постепенно перерабатываются специальными анаэробными бактериями. Все твердые отходы разлагаются, в результате чего выделяется газ, уходящий через вентиляционные отверстия. При проектировании важно учитывать размер вентиляционного отверстия.

При заполнении первой камеры происходит перетекание воды во вторую. Если это последняя емкость, в ней не нужно делать твердое дно. Если установлены и другие емкости, то дно должно быть бетонным. В последней камере на дне устанавливается подушка из щебня и песка, благодаря этим компонентам вода быстро уходит в почву.

Септик с биофильтром

При помощи анаэробных бактерий происходит переработка всех органических отходов. В результате этого септик можно не откачивать 10-20 лет, не нужно проводить регулярную чистку. Но это при условии, если объем подобран правильно. Один человек в день расходует 200 литров воды. Объем одной емкости должен быть для семьи из 4 человек 9 м³. Этого хватит для нормального функционирования системы.

Двухкамерный септик

Такая конструкция отличается надежностью и низкой стоимостью. Состоит из двух камер, в первой происходит очистка от крупных частиц. Они под собственным весом оседают на дне. Причем дно забетонировано (если не используются пластиковые емкости). Изготовить септик можно из пластиковых емкостей подходящего размера. Но дешевле приобрести несколько железобетонных колец и сделать колодцы.

Виды канализационных систем

Существуют различные виды канализации, действующие по собственному принципу или выполняющих специфические функции. По функционалу и расположению различают:

• внутренняя канализация. Объединяет все трубопроводы, подключенные к сантехническим устройствам (ваннам, раковинам, унитазам) и сведенным в единый канал;
• наружная канализация. Сеть подземных трубопроводов, по которым происходит перемещение сточных вод в отстойники;
• очистные сооружения. Выполняют осветление стоков, очистку от загрязнений и органических отходов и возврат в водоемы.

Пример внутреннего и наружного устройства

По выполняемым задачам канализационные системы бывают:

• бытовые (хозяйственно-фекальные). Обозначаются в документации К1;
• ливневые (К2);
• промышленные (К3).

Канализация К1 может быть:

• централизованная, т.е. трубопровод, выходящий из жилого помещения, подключен к общей структуре городской канализации;
• автономная. Стоки и органические отходы складируются и впоследствии вывозятся, или осветляются, перерабатываются и утилизируются в собственных очистных сооружениях малой мощности (септиках).

В основном, системы состоят из трубопроводов. Доля другого оборудования относительно невысока и сосредоточена на очистных сооружениях. Это насосы, сепараторы и другие устройства, производящие транспортировку, перекачку и утилизацию стоков. Технические характеристики и состав этих агрегатов зависят от объемов сточных вод и общих параметров системы.

Вам также может понравиться — Как устроена система канализации в многоквартирном доме

Виды утилизаторов

В зависимости от устройства канализации, вы будете применять различные типы систем очистки и второстепенные элементы. Если планируете соорудить систему канализации, которая сможет работать несколько десятилетий, приготовьтесь вложить в нее круглую сумму.

Накопительная канализация

Накопительные канализационные системы предназначены для хранения стоковых вод. Можно сделать систему индивидуальную (канализационную), а как выбрать насос для канализации, зависит от условий монтажа. Насос необходим, если расстояние до накопительной емкости большое. Накопительная канализация — это усовершенствованная выгребная яма, но у нее есть особенность — отходы не идут в почву. Проектирование:

1. Определите места, в котором лучше всего установить емкость для канализации.
2. Произведите расчет объема, необходимого для нормального функционирования канализации. Главное, чтобы емкость канализации наполнялась как можно дольше.
3. Выберите способ монтажа. В большинстве случаев емкость закапывают в грунт.
4. Составьте график проверки запыления и осуществления очистки.

Из недостатков канализации можно выделить необходимость в чистке и площадке, чтобы обеспечить подъезд машины. Если нет возможности организовать подъезд ассенизаторской машины к канализации, нужно произвести монтаж насосов для перекачки. Из преимуществ можно выделить:

1. Низкую стоимость.
2. Экологическую чистоту, так как все стоки сливаются в герметичный резервуар.
3. Простой монтаж и подключение канализации.
4. Нет необходимости в установке спецоборудования для обслуживания.

Септики

Особенность септика в том, что в нем производится очистка всех сточных вод. Существует три типа канализации такого типа:

1. Канализации с доочисткой при помощи почвы — в них имеется несколько камер, а в последней нет замкнутой поверхности.
2. Накопительные канализационные системы — это полностью герметичные емкости, подключаются к сливной системе.
3. В случае если санитарные нормы не дозволяют выброс плохо очищенных вод в почву, используются канализации герметичного типа.

При работе канализационного септика не требуется проводить очистку емкости. Конструкция состоит из таких элементов:

1. Несколько емкостей, соединенных при помощи труб.
2. Герметичные крышки на всех емкостях.
3. Вентиляционные отверстия.
4. Соединительные трубы.

Локальные очистительные станции

Преимущество такого типа канализации заключается в высокой производительности и степени очистки. Но стоимость таких систем канализаций высокая, поэтому редко применяется для установки в частных домах. Канализация представляет собой септик, но чистка сточных вод происходит намного эффективнее. Взвешенные частицы измельчаются, под действием бактерий разлагаются, а на выходе образуется вода.

Принцип работы системы канализации

Рассмотрим, как работает канализация общественного или индивидуального типа:

Централизованные сети

Конструкция и состав централизованных систем приблизительно понятны большинству пользователей, хотя детального представления не имеет почти никто. Состав сети имеет строгий порядок, хотя внешне может выглядеть хаотичным. Внутренняя канализация подключается к наружной части системы, которая состоит из нескольких групп:

• внутридворовые;
• уличные;
• коллекторы.

Наружные сети имеют безнапорную структуру, т.е. стоки передвигаются самотеком. Для этого все трубопроводы устанавливаются под определенным уклоном, определенным СНиП или ведомственными нормативами. Организация наружных сетей выполняется по разным типам:

• общесплавные. И бытовые, и ливневые стоки направляются в единый приемник;
• раздельные. Для ливневых и бытовых стоков используются собственные коллекторы, не объединенные в один комплекс;
• полураздельные. Используется общесплавной коллектор, но доставка стоков происходит по отдельным линиям.

Сточные воды содержат большое количество активных или агрессивных компонентов. Особенно это заметно на промышленных системах, где в состав стоков попадает большое количество отходов предприятия. Это выдвигает специфические требования к материалу трубопроводов и колодцев. В их производстве используются:

• чугун;
• полиэтилен;
• полипропилен;
• стеклопластик;
• поливинилхлорид;
• железобетонные трубы и кольца для коллекторов.

Встречаются трубы из других материалов, но они недолговечны и в настоящее время практически не используются.

Централизованная канализация

Не обязательно является общегородской: централизованной может быть система, которая используется совместно несколькими частными домами, коммерческими объектами и т.п. Подключение к ней имеет следующие особенности:

• до присоединения к централизованной канализационной системе собственник объекта согласовывает это с обслуживающей организацией. Если речь идет о городской системе, потребуется разработка плана присоединения, предоставление проектной документации и т.п.;
• работы по обустройству трубопроводов, ревизионных колодцев и других элементов до места подключения собственник объекта выполняет самостоятельно. Врезка проводится под контролем представителей обслуживающей организации;
• в качестве точки подключения используют ближайший перепадный колодец, причем важно, чтобы канализационные трубы от строения до него были проложены под уклоном. Если расстояние между объектом и перепадным колодцем является большим, дополнительно обустраивают ревизионные колодцы;
• подключение ряда объектов к централизованным системам невозможно. Это — некоторые производственные, сельскохозяйственные, промышленные предприятия с сильно загрязненными либо содержащими токсичные отходы стоками. Для таких объектов обустраиваются собственные очистные сооружения.

Подключить к централизованной канализации можно и многоквартирный, и частный жилой дом, коммерческий объект и т.п. При таком подключении необходимо строго соблюдать технические требования, изложенные в согласованной с управляющей организацией документации.

Автономные системы

Появление автономных комплексов произошло относительно недавно, с развитием индивидуального строительства жилья. Устройство собственной канализации являлось привлекательной идеей, позволявшей создать современные и комфортные условия проживания в частном доме или коттедже. Изначально были популярны лишь внутренние линии, выводящие стоки в выгребные ямы или емкости. Но необходимость частого очищения и вывоза отходов создавала массу проблем, что заставило отказаться от старого метода и искать другие варианты. Основной вид автономной канализации, распространенный в настоящее время, называется септик. Он позволяет либо полностью отказаться от вывоза отходов и очистки коллектора, либо существенно увеличить интервал между этими действиями.

Принцип действия септика состоит в отстаивании стоков и переработке твердых отходов при помощи специальных бактерий. Как правило, септик представляет собой замкнутую емкость, разделенную на несколько (2-4) смежных отсеков. Попадая в первый отсек, сточные воды понемногу отстаиваются, твердые фракции оседают на дно. В верхней части отсека находится переливное отверстие. По мере наполнения через него в следующий отсек попадают частично осветленные стоки. Они проходят дальнейшее отстаивание и осветление во втором отсеке, пока он не наполнится доверху и начнет отдавать осветленную воду дальше. Конечным узлом является либо фильтрационный колодец, либо поле фильтрации.

Колодец представляет собой род коллектора, не имеющего дна. Как правило, он состоит из нескольких бетонных колец, установленных на подушку из слоя песка и гравия. Попадая в него, осветленная вода впитывается сквозь слой подсыпки в грунт, дополнительно очищаясь при этом.

Поле фильтрации — одна или несколько труб с множественными отверстиями по всей длине. Поступающая вода выводится из них в слой гравия и песка, доочищаясь и впитываясь в грунт. В отличие от колодца, трубы не надо закапывать на большую глубину, но для них надо отвести немалую площадь. Учитывая размеры земельных участков, предпочтение, отдаваемое колодцам, вполне объяснимо. Единственным ограничением являются ситуации, когда на участке отмечено высокое залегание грунтовых вод.

Более подробно о септиках в статье — Канализация в частном доме — поэтапное устройство своими руками

Виды канализации

Существуют различные виды канализаций для частного дома, можно выделить две больших группы:

1. Самотечные — в конструкции имеется много преимуществ, так как не требуется наличие насосов, близкорасположенной электросети. При эксплуатации нет необходимости тратить лишние средства на обслуживание. В работе система удобная — все сточные воды уходят по трубам под действием своего веса за счет небольшого уклона. Главное в расчетах — правильно определить величину уклона. Желательно делать уклон в 3 см на погонный метр трубы.
2. Вода движется с большей скоростью, нежели твердые частицы, содержащиеся в ней. Поэтому, если сделать уклон больше, вода стечет, а твердые частицы останутся в трубе. В результате появятся засоры, которые нужно прочищать. Недостаток такой системы — она не сможет функционировать на большом удалении от дома. Если решили использовать такой тип канализации в частном доме, необходимо верно выбрать величину уклона. И главное — нельзя делать повороты.
3. Напорный тип канализационных систем считается наилучшим вариантом, если расстояние от септика до дома большое. Принцип работы заключается в том, что насос создает давление, а все отходы стремятся к выходу вместе с водой. В случае использования насосов допускается делать повороты труб, они не окажут никакого воздействия. Из недостатков можно выделить то, что постоянно потребляется электроэнергия, а при отключении света нельзя будет воспользоваться канализацией.

Перед установкой и монтажом системы канализации нужно определиться с тем, какой тип нужно применить в вашем случае. По способу отвода можно выделить такие системы:

1. Общесплавные — в них соединяются все стоки. Это атмосферные, бытовые и промышленные отходы.
2. В полураздельной промышленные и бытовые направляются в канализационную систему, а атмосферные собираются сначала в протоках и канавах.
3. Раздельный тип характеризуется тем, что в нем имеется два канала. В один поступают атмосферные воды, в другой — бытовые стоки. Благодаря этому система очистки не перегружается.

Наружная система канализации

При помощи наружной системы канализации в частном доме происходит сбор и транспортировка к точке сброса в очистительную емкость. В систему входят не только трубопроводы, но и такие элементы:

1. Септики.
2. Смотровые колодцы для контроля состояния очистной системы.
3. Локальные очистительные сооружения.