Автономные системы канализации обслуживают жилой дом в городской или сельской местности или усадьбу с надворными постройками. К автономной системе канализации следует относить все сооружения водоотведения и очистки бытовых сточных вод, которые располагают после выпуска из дома.
Автономные системы по принципу очистки сточных вод делят на следующие виды:
1. Сооружения предварительной очистки сточных вод и обработки осадка: септик;
двухъярусные отстойники;
анаэробные биореакторы с насадкой.
2. Сооружения биологической очистки сточных вод подземной фильтрации:
с отведением очищенных сточных вод в водоем: песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи; с отведением сточных вод в грунт: фильтрующие колодцы, поля подземной фильтрации, фильтрующие кассеты.
3. Сооружения биологической очистки сточных вод в естественных условиях (биопруды).
4. Сооружения биологической очистки сточных вод активным илом и биопленкой, прикрепленной на насадку: аэротенки с активным илом, аэротенки комбинированные с активным илом и насадкой, аэробные биореакторы с насадкой; биофильтры; сооружения применяют с вторичными отстойниками. 5. Сооружения физико-химической и биолого-химической очистки сточных вод (использование химических реагентов на различных этапах очистки сточных вод).
Кроме того, для обеспечения работы указанных систем могут применяться различные вспомогательные сооружения: насосные установки подачи сточных вод на очистку, распределительные камеры, насосные установки отведения очищенных стоков, дозирующие колодцы и др. Все указанные сооружения можно по принципу строительства подразделить на сооружаемые на месте и установки заводского изготовления.
Выбор автономной системы, оптимальной для конкретных условий строительства, зависит от ряда факторов: вида грунта на участке строительства; уровня грунтовых вод; характера использования верхнего водоносного горизонта, вступающего в контакт со сточными водами, поглощаемыми грунтом;
наличия и степени доступности водоема - приемника сточных вод; располагаемой площади участка для строительства и его рельефа; климатических условий строительства; финансовых возможностей заказчика; требований к степени очистки сточных вод, предъявляемых местными органами природоохраны и Госсанэпиднадзора. Наиболее экономична и проста в реализации автономная система канализации на базе сооружений подземной фильтрации с отведением сточных вод в грунт. Возможность ее применения зависит от фильтрующих свойств грунта и уровня грунтовых вод.
Такая система состоит из септика и сооружения подземной фильтрации: для песчаных и супесчаных грунтов - фильтрующего колодца или полей подземной фильтрации; для легких суглинистых грунтов - фильтрующей кассеты.
При этом уровень грунтовых вод должен быть не менее чем на 1 м глубже дна сооружения (фильтрующие колодец и кассета) или лотка оросительных труб (поля подземной фильтрации). Обычно верхний водоносный горизонт не используется для питьевого водоснабжения.
Однако он может иметь сообщение через участки с фильтрующими грунтами с нижними водоносными горизонтами, защищенными водонепроницаемыми кровлями (пласты глинистых грунтов), которые используются для питьевого водоснабжения: шахтные и трубчатые (скважины) колодцы.
Установить наличие такой связи можно лишь с проведением гидрогеологических исследований, что доступно лишь ограниченному кругу владельцев домов.
Обычно сооружения подземной фильтрации с отведением воды в грунт могут применяться в тех случаях, когда на всей прилегающей к объекту территории (в районе 100 - 200 м) используется только централизованная или местная (неавтономная) система водоснабжения. По этой же причине аналогичные сооружения подземной фильтрации с отведением очищенных сточных вод в водоем должны применяться с осторожностью из-за возможности утечек в грунт.
В сомнительных случаях целесообразно предусматривать вокруг сооружения водонепроницаемый замок из мятой глины.
К сооружениям подземной фильтрации с отведением очищенных сточных вод в водоем предъявляются требования к степени очистки, соответствующие Правилам охраны поверхностных водоемов от загрязнения , Санитарным правилам и нормам охраны поверхностных вод от загрязнения (СанПиН 4630-88), а также Обобщенному перечню предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов . Поскольку в автономных системах канализации речь идет о бытовых сточных водах, состав и расчетную концентрацию загрязнений в них определяют по СНиП 2.04.03-85., табл. 25 и СНиП 2.04.01-85, приложение 3.
Следует иметь в виду, что в процессе биологической очистки, имеющей место и в сооружениях подземной фильтрации, азот аммонийных солей, содержащийся в бытовых сточных водах, окисляясь, переходит в основном в азот нитритов и нитратов, который также лимитирован по сбросу в водоемы.
Предельно допустимые концентрации загрязнений в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования (к ним относится большая часть водоемов) составляют: БПКполн - 3 мг/л;
взвешенные вещества - увеличение за счет сброса сточных вод не более чем на 0,25 мг/л;
азот аммонийных солей - 0,4 мг/л;
азот нитритов - 0,02 мг/л;
азот нитратов - 9 мг/л;
фосфаты (по Р2О5) - 0,5 мг/л; поверхностно-активные вещества - 0,1 мг/л.
Указанные концентрации не должны превышаться после смешения сточных вод с водой водоема. На практике многие водоемы загрязнены и уже имеющиеся ( фоновые ) концентрации загрязнений в их воде равны ПДК или выше их. В этом случае концентрация загрязнений в очищенных сточных водах должна быть не выше ПДК речной воды.
При использовании песчано-гравийных фильтров такая очистка может быть достигнута за счет их последовательного размещения в две ступени. Другое решение - использование сооружений биологической очистки сточных вод с активным илом (аэротенки) или биопленкой, прикрепленной к искусственной загрузке (биофильтры), или комбинированных сооружений.
Преимущества таких сооружений - возможность заводского изготовления, компактность, управляемость процессов очистки. Недостатки - относительно высокая стоимость и необходимость некоторых затрат времени на эксплуатацию.
Установки заводского изготовления выпускаются рядом отечественных и зарубежных фирм, и разнообразие их растет. При выборе таких установок следует учитывать, что пока не накоплен достаточный опыт их эксплуатации, особенно в условиях российского климата. Поэтому все подобные установки следует рассматривать как экспериментальные.
Применение вспомогательных сооружений может существенно расширить возможность использования различных видов очистных сооружений. Так, применение подкачки сточных вод позволяет использовать песчано-гравийные фильтры даже при высоком уровне грунтовых вод, размещая их в насыпи. Перекачка очищенных сточных вод обеспечивает возможность водоотведения в удаленный водоем и т. д.