Поля фильтрации для очистки сточных вод: технология их сооружения и очистки

 

 

В жилых районах, где отсутствует централизованная канализационная система, возникает проблема со сбросом сточных вод. Первоначальную очистку бытовые стоки проходят в септиках, однако в таком виде выпускать их в водоём или в грунт нельзя – это губительно для экологии и опасно для людей. Канализационным и сточным водам требуется более тонкая очистка, и одним из её вариантов являются поля фильтрации. Такая технология имеет свои плюсы и минусы, а для её устройства необходимо знать некоторые правила.

 

 

Что такое поля фильтрации и зачем они нужны?

 

 

Поля фильтрации (аэрации, рассеивания, подземного дренирования) – это разновидность водоочистного сооружения, принцип действия которого основан на прохождении сточных вод сквозь толщу грунта. С помощью такого метода доочистку могут проходить собранные осадки, канализационные воды, промышленные стоки.

Аэрационное поле представляет собой площадку прямоугольной формы, располагающуюся строго горизонтально. Вся территория разделена на карты – прямоугольники площадью 0,5-2 гектара, отделённые друг от друга земляными валами высотой 0,8-1 метр. В зависимости от глубины расположения грунтовых вод, состава почвы и объёма поступающих стоков фильтрационные поля могут дополнительно оснащаться дренажными системами.

Принцип действия аэрации основан на способности почвы самоочищаться – перерабатывать различные химические соединения. После грубой очистки от механических примесей, яиц гельминтов, жира, масел и отстаивания, как минимум в течение 30 минут канализационные воды подаются в карты. Заполнение обычно происходит на высоту 20-30 см, в зимнее время при минусовых температурах иногда намораживают до 75 см стоков.

Расщепление (деструкция) загрязняющих воду частиц происходит за счёт жизнедеятельности биоценоза почвы, который состоит из микроорганизмов, грибов, простейших ракообразных, земляных червей. Большая часть биоценоза располагается в верхнем слое грунта толщиной около 40 см. Поступающие на поле фильтрации загрязнённые стоки смешиваются с живущими здесь микроорганизмами, в результате чего органические вещества подвергаются окислению – на поверхности почвы образуется биоплёнка.

Для формирования биоплёнки, которая впоследствии становится гумусом, требуется от 6 до 12 месяцев. Конечным итогом взаимодействия являются процессы нитрификации и денитрификации, позволяющие добиться дезинфекции сточных вод, степень очистки которых достигает 99,9%. Однако для таких высоких показателей необходимо соблюдать технологию устройства фильтрационных полей и правильно организовывать нагрузку на них.

 

Поле фильтрации для септика и сточных вод

 

 

Автономная канализация – достаточно популярная на сегодняшний день система. Будущие домовладельцы могут не знать о том, что септик – не последняя инстанция для сточных вод. Канализационные отходы, прошедшие первичное расщепление и грубую очистку можно утилизировать несколькими способами, и одним из них является устройство полей фильтрации.

Главное правило обустройства аэрационных карт около частного дома – это наличие достаточного количества свободной площади. Ведь, согласно санитарным нормам, фильтрационное поле должно располагаться, как минимум в 15 метрах от жилых построек.

Второе условие – подходящий для естественной очистки состав почвы. Лучше всего для этих целей подходят песчаные и супесчаные грунты. Недостаточная способность к водопоглощению глинистых почв может привести к застаиванию стоков, заиливанию и заболачиванию фильтрационных карт. По этой причине наиболее популярным способом устройства фильтрационных полей в частном домовладении является дополнительное их оснащение дренажными трубами.

Большими преимуществами фильтрационных полей в частном домовладении считаются такие моменты, как:

1. Экологичность метода очистки, ведь он не предполагает использования химических реагентов.
2. Невысокая стоимость устройства и обслуживания.
3. Возможность сбора и дальнейшего использования очищенных вод в бытовых целях (для полива огорода, сада, газона).
4. Дополнительное удобрение в виде гумуса – поверхностного слоя почвы, состоящего из мёртвых микроорганизмов и переработанной органики.

Владелец участка должен знать и о минусах фильтрационных полей, таких как:

1. Накапливание в земле тяжёлых металлов и других веществ, не поддающихся расщеплению.
2. Необходимость регулярной очистки, промывки или замены фильтрующего слоя (обычно состоит из щебёнки).
3. Иногда требуется замена фильтрующего слоя почвы и даже грунта, расположенного по периметру аэрационного поля.
4. В отличие от полей орошения, фильтрационные нельзя использовать для выращивания сельскохозяйственных культур, – а это потеря полезной площади.

Канализационные воды не должны все время покрывать поле, периодически происходит их сброс. Это необходимо для того, чтобы влага испарилась из пор почвы, и они заполнились воздухом. Без выполнения данного условия фильтрация сточных вод естественным способом невозможна – бактериям нужен кислород.

 

Проектирование и расчёты полей фильтрации

 

 

Составление проекта – важный этап любого строительства. Без него невозможно рассчитать необходимое количество материалов, выполнить разметку, определить объём и тип работ. Проектирование также позволяет избежать ошибок в устройстве полей фильтрации. Типовым устройством поля фильтрации является система параллельно уложенных в канавы дренажных труб.

На этапе проектирования фильтрационных систем для стоков необходимо учитывать такие нюансы, как:

• от источника питьевой воды необходимо отступить минимум 15 м;
• фильтрующая подушка (щебень, песок) должна располагаться ниже уровня промерзания почвы;
• дренажные трубы располагают на 1-1,5 метра выше линии залегания грунтовых вод;
• в качестве дрен можно использовать асбоцементные или более современные пластиковые трубы с перфорацией (отверстиями по всему периметру);
• перфорированные трубы должны оканчиваться распылителями для эффективного сброса очищенных стоков;
• трубы-распылители обязательно оснащаются вентиляционными стояками для отвода неприятных запахов;
• стояки для забора воздуха располагаются максимум в 4 метрах друг от друга, их высота – от 0,5 м;
• дренажная система располагается с уклоном, оптимально – 2 см на погонный метр;
• трубы укладываются с интервалом в 1,5 м;
• длина дрен не должна превышать 20 м;
• рекомендуемый диаметр труб для поля фильтрации – 11 см;
• для предотвращения заиливания фильтрационной подушки необходимо использовать геотекстиль;
• нагрузка на песчаные грунты должна составлять не более 30 л/м² в сутки, супесчаная почва сможет принять не более 15 л/м²;
• пропускная способность суглинков ниже, чем у песчаных грунтов (около 10 л/м²), поэтому на таких почвах дренажные трубы необходимо удлинять и увеличить толщину фильтрационной подушки.

Необходимая площадь поля фильтрации рассчитывается в зависимости от типа почвы, подробнее об этом можно узнать из таблицы:

 

Как сделать поле фильтрации? Подробная технология устройства полей фильтрации

 

Поле фильтрации – это водоочистное сооружение промышленного масштаба, оно предназначено для большого количества стоков. В частных домовладениях для небольшого количества воды используют, так называемые поля подземной фильтрации. Ключевое отличие этих двух технологий заключается в использовании дренажных труб.

В обоих случаях аэрационное поле располагается после отстойника (септика). Обязательным условием также является устройство подушки для улучшения впитывающей способности грунта.

 

Площадь поля фильтрации

 

 

Размеры фильтрационных полей, используемых для очистки стоков от промышленных предприятий, рассчитываются на основании геологических изысканий. Специалист должен определить следующие параметры:

• состав почвы, его сыпучесть;
• глубину промерзания;
• уровень залегания грунтовых вод;
• наличие пустот и естественных препятствий (каменная порода, пласты глины).

В частном домостроении к услугам геодезиста никто прибегать не станет – обойдётся такое удовольствие недёшево. Поэтому зачастую подземные фильтрационные поля строят по принципу «как у соседа», то есть исходя из опыта успешной эксплуатации в схожих условиях.

Рекомендуемый размер фильтрационного поля, расположенного за септиком, составляет 25 на 10 метров. На практике участки не всегда располагают такой большой свободной площадью, поэтому типовыми проектами предусматривается площадь в 20-25 м².

 

Необходимые для поля фильтрации трубы

 

 

Для сооружения подземных фильтрационных полей используются трубы, к ним выдвигается несколько требований:

• диаметр больше 100 мм;
• материал – пластик;
• лучше выбирать трубу с толстыми стенками, способную выдержать давление грунта;
• обязательно наличие отверстий по всей поверхности трубы (при отсутствии специальных дренажных труб можно приобрести обычные канализационные и насверлить в них отверстия);
• не стоит применять дренажные трубы, обёрнутые геотекстилем – в нижней части он очень быстро забьётся и зарастёт, что приведёт к снижению пропускной способности;
• при укладывании труб выше уровня промерзания почвы необходимо использовать утеплитель.

Кроме горизонтальных дренажных труб, для устройства фильтрационного поля понадобятся вертикальные стояки, предназначенные для вентиляции. Для этих нужд необходимо использовать цельные пластиковые трубы без перфорации. Понадобятся также муфты и крестовины для соединения элементов системы между собой.

 

Технология устройства

 

 

Когда предполагается объёмный сброс сточных вод, действуют по принципу: чем длиннее и разветвленнее дренажный трубопровод, тем эффективнее работа всей системы. Принцип устройства фильтрационного поля после септика выглядит следующим образом:

1. Согласно проекту производится разметка участка, выделенного под аэрацию.
2. С учётом глубины промерзания грунта роется прямоугольный котлован. Обычно его глубина составляет 1,5-2 метра. Чтобы сократить объём земляных работ, можно ограничиться рытьём траншей для дрен. Однако в этом случае будет сложнее собирать всю систему в единое целое.
3. Дно ямы необходимо тщательно выровнять – оно должно быть строго горизонтальным.
4. На дно котлована насыпают слои песка и щебня (гравия). Лучше всего подходит щебень с фракцией 20-40 мм, песок предпочтительнее всего морской. Толщина каждого слоя должна составлять 30-35 см.
5. На подушку укладывают дренажные трубы, обязательно соблюдая необходимый уклон в сторону, противоположную месту расположения септика.
6. В конце каждой дренажной трубы устанавливается вертикальный стояк. Это необходимо для поступления воздуха внутрь поля фильтрации и обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов.
7. Если длина дрены превышает 4 метра, необходимо разрезать трубу и с помощью тройника соединить её с вентиляционным стояком.
8. Система полностью собирается с помощью фитингов так, как указано в проекте.
9. Трубы засыпают 10 см щебня, разравнивают материал.
10. Чтобы предотвратить заиливание системы, на щебень настилают геотекстиль. Обязательно выполняют нахлесты.
11. Котлован или траншеи заполняют до верха выбранным ранее грунтом (лучше для этих целей взять самый рассыпчатый слой почвы, обладающий лучшей пропускной способностью).
12. На вентиляционные трубы, которые должны выступать над поверхностью земли, устанавливают защитные «грибки». Иногда систему воздуховода маскируют, чтобы не нарушать эстетичность ландшафта.

После устройства фильтрационного поля почву над ним аккуратно трамбуют, стараясь не повредить трубы. В таком виде система должна прослужить 6-7 лет. После этого срока щебень придётся заменить либо вынуть и промыть, затем поместить обратно.

В промышленных масштабах поля фильтрации очень редко оборудуют дренажными трубами. Чаще всего на поле просто выкапывают котлованы прямоугольной формы, перемежающиеся холмами земли. Дно ям тоже засыпают щебнем. Чтобы продлить срок эксплуатации подушки, на неё иногда настилают геотекстиль. Сверху щебень покрывают слоем рыхлой почвы – поле фильтрации готово к использованию.

 

Дренажное поле фильтрации в условиях ограниченной площади

 

 

Чаще всего площадь земельного участка вокруг дома ограничена, и оборудовать стандартное фильтрационное поле в таких условиях не представляется возможным. Если просто сократить количество или длину дрен, это приведёт к застаиванию воды, заболачиванию местности, ведь почва попросту не справится с таким объёмом стоков.

Именно для таких случаев, при строительстве септика в условиях ограниченной площади, предусмотрены инфильтраторы – дренажные тоннели. Данные конструкции занимают в разы меньше места, но обеспечивают такую же эффективность очистки стоков, как и поля. Устанавливают инфильтраторы на подушку из щебня, а сверху их рекомендуется накрыть геотекстильным полотном и засыпать песком. Вентиляционные стояки в данном случае тоже необходимы.

Ещё варианты отведения стоков из септика, когда нет возможности обустройства фильтрационного поля:

• установка нескольких последовательно расположенных колодцев, последний из которых не имеет дна и располагается на щебёночной подушке;
• откачивание воды дренажным насосом;
• отведение очищенных стоков в канаву;
• монтаж фильтрующих картриджей или кассет.

Обычное поле фильтрации безусловно является самым бюджетным и простым вариантом очистки стоков.

 

Технология очистки полей фильтрации

 

Иногда фильтрационные поля перестают справляться с поставленной задачей – вода застаивается. Причин этому может быть несколько:

• заиливание грунта и снижение его пропускной способности;
• попадание в систему плохо очищенных стоков;
• неправильно подобранный объём септика;
• слишком маленькая площадь поля фильтрации;
• промерзание системы;
• загрязнение щебня.

Технология очистки фильтрационных полей зависит от причины, вызвавшей её загрязнение. Если система замёрзла, нужно обеспечить сток воды под корку льда, не допускать дальнейшего намораживания и увеличения ледяного слоя. Крупные аэрационные поля дополнительно оснащают осушающими каналами. Периодически рыхлят поверхностный слой почвы, вспахивают её, чтобы насытить кислородом и обеспечить нормальные условия для жизни микроорганизмов. В системах подземного дренирования регулярно нужно менять слой щебня и настилать новое геотекстильное полотно, так как подушка со временем обрастает илом.

 

Читайте больше о правильном устройстве септика:

• Установка септика под ключ в частном доме: виды септиков, технология монтажа и цены на работы