Три способа фильтрации в грунт стоков канализации

В статье «Канализация в частном загородном доме своими руками» приведена схема автономной канализации частного дома с фильтрующим грунтовым дренажем, а также описано назначение, устройство и эксплуатация септика.

На следующем этапе очистки, стоки канализации из септика поступают в фильтрующую грунтовую дренажную систему. 

Доочистка стоков происходит за счет фильтрующей способности грунта. Кроме того, свой вклад в очистку стоков вносит работа аэробных (нуждающихся в кислороде) бактерий, всегда присутствующих в земле.

В локальных очистных сооружениях канализации для частного дома в качестве фильтрующей дренажной системы применяют:

1. Поле поглощения канализационных стоков.
2. Дренажный инфильтрационный тоннель.
3. Фильтрующий колодец.
4. Поле фильтрации.

Схема автономной канализации с полем поглощения канализационных стоков

Фильтрация стоков канализации из септика в природный грунт, через поле поглощения, дренажный тоннель или фильтрующий колодец, возможен на участке, где:

• Уровень грунтовых вод низкий — минимум 1,5м. от поверхности участка. Участок не должен периодически затапливаться.
• Фильтрующая способность грунта не должна быть слишком маленькой. Для устройства грунтового дренажа пригодны практически все грунты, кроме глины.
• Размеры участка должны позволять разместить дренажные трубы, тоннель или фильтрующий колодец на расстоянии не менее: от колодца и скважины, в том числе на соседнем участке — 30м. выше по течению грунтовых вод или 15м. против течения или 19м. перпендикулярно течению грунтовых вод; от дома — 3м.; от границы участка — 2м.; от деревьев и больших кустов — 3м.

При высоком уровне грунтовых вод поле поглощения можно разместить в насыпи. Высоту насыпи делают такой, чтобы обеспечить расстояние от дрен до уровня грунтовых вод не менее 1,5м.

Толщина слоя грунта в насыпи над трубами дренажа должна быть не менее 0,4 метра. Насыпь защищают от промерзания. На насыпи высаживают растения с не глубокой корневой системой.

В колодце станции перекачки приходится устанавливать электрический насос для подачи стоков в дренажные трубы на насыпи.

Стоимость дренажной системы в насыпи заметно возрастает. В этом случае возможно будет выгоднее для очистки стоков установить септик заводского изготовления с активной биологической очисткой.

Поле поглощения канализационных стоков

Поле поглощения канализационных стоков представляет собой перфорированные трубы проложенные в земле (дрены). Стоки из септика равномерно распределяются по трубам через распределительный колодец и попадают в грунт, который поглощает сточные воды.

Все дрены совсем не обязательно располагать на одном поле. Их можно направить в разные стороны от распределительного колодца.

Устройство распределительного колодца

От септика к распределительному колодцу трубу канализации укладывают с уклоном около 2% (2см. на метр длины).

В распределительном колодце стоки должны равномерно распределяться по дренам. Для того, чтобы иметь возможность регулировать и контролировать равномерное распределение стоков по дренам, необходимо, чтобы каждая нитка дрен имела отдельное присоединение к колодцу. Дно колодца бетонируют, отверстия для присоединения дрен тщательно выводят на один уровень.

На строительном рынке можно приобрести распределительный колодец из пластика или соорудить колодец из готовых бетонных колец или сложить из полнотелого керамического кирпича на бетонном основании.

Укладка дренажных труб канализации

Выбирая место для укладки дрен, следует учитывать, что ближе 3м. от труб нельзя садить деревья и крупный кустарник. Иначе, корни этих растений через какое-то время проникнут в трубы повредят и закупорят их.

Трубы дрен укладывают в траншеи шириной в основании не менее 0,5 м. В грунтах с пониженной фильтрующей способностью ширину траншей увеличивают или выкапывают один общий котлован, в котором и размещают все дрены в одном сплошном слое щебня. Площадку, где уложены дрены, часто называют полем поглощения локальных очистных сооружений.

Расстояние между соседними дренами не менее 1,5 м.

Трубы дренажа должны находиться в биологически активном слое грунта на глубине 0,8 — 1,5 метра от поверхности, и не менее 1,5 метра выше уровня грунтовых вод. Минимальная глубина укладки — не менее 0,4 м. от поверхности земли. При меньшей глубине возможно появление запаха на участке. Грунт в месте расположения дрен необходимо защищать от промерзания.

Если грунт на участке имеет повышенную (песчано-гравийная смесь, трещиноватые горные породы, крупный песок) или пониженную фильтрующую способность (суглинок), то на дно траншеи или котлована укладывают подушку из грунта с нормальной фильтрующей способностью (песок средней крупности, супесь). Толщина песчаной подушки 70 см. Задача подушки — стабилизировать фильтрующую способность грунта.

Трубы укладывают в слой щебня фракции 20 — 40 мм. Толщина слоя под трубой — 30 см. и над трубой не менее 10 см. Трубы укладывают с уклоном 1% в сторону от распределительного колодца.

Слой щебня с уложенными трубами дрен накрывают полотном геотекстиля, который препятствует проникновению частиц грунта в щебень. Использовать для этого пленку нельзя, так как пленка не пропускает воздух.

При устройстве дренажа решается задача — создать вокруг дрен воздухо — водопроницаемый слой, комфортный для жизни бактерий, разлагающих загрязнения. Причем, стоки должны задерживаться в этом слое на некоторое время, достаточное для очистки стоков бактериями.

Количество труб зависит от количества стоков и фильтрующей способности грунта на участке. Обычно достаточно иметь 2-4 дрены. Длина одной трубы не должна превышать 20 метров. Считается, что одной трубы такой длины достаточно для фильтрации 0,5м³ стоков в сутки для песчаных грунтов, и вдвое меньше — для суглинка.

Для устройства дрен чаще всего используют пластмассовые трубы диаметром не менее 100мм. Для самостоятельного изготовления используют канализационные трубы, предназначенные для наружной канализации. В нижней части труб делают пропилы поперек трубы на глубину не более 1/3 диаметра.

Замыкающий колодец вентиляции

На конце каждой дренажной трубы устанавливают замыкающий колодец. Из колодца выводят воздухозаборную трубу для вентиляции дрены и всей системы канализации дома. Вентиляция дрены необходима для обеспечения кислородом бактерий в фильтрующем слое грунта.

Воздух в системе вентиляции канализации частного дома проходит следующий путь. Под действием естественной силы тяги в канализационном стояке дома, воздух с улицы засасывается в воздухозаборную трубу на замыкающем колодце дрены, проходит по трубе дрены и через распределительный колодец и септик направляется в канализационный стояк в доме и далее, через вентиляционное отверстие трубы стояка на крыше, выходит наружу.

Концы дрен часто соединяют между собой трубами, но делать это не обязательно. Это дает возможность перетекать воздуху и жидкости между дренами.

Замыкающий колодец также используют для промывки дрен, подавая в них поток воды в направлении распределительного колодца.

Кроме того, через замыкающий колодец периодически контролируют уровень воды в дрене. Отсутствие воды на конце дрены говорит о том, что она справляется с фильтрацией поступающих стоков. И наоборот, постоянное наличие воды свидетельствует о том, что стоки не успевают уходить в грунт — необходимо перераспределить стоки между дренами, или промыть, или увеличить количество дрен в системе.

Расположение дренажных труб канализации на склоне

Поле поглощения можно расположить на склоне с уклоном до 10% (разница уровней 10см на 1 метр). Траншеи с дренами прокладывают перпендикулярно направлению уклона. Расстояние между соседними дренами не менее 3,5 м.

Дренажный тоннель

Иногда вместо дренажных труб выгодно использовать дренажный инфильтрационный тоннель.

По сравнению с трубами дренажный тоннель имеет увеличенное поперечное сечение и более оптимальную форму для просачивания стоков в грунт. Тоннель позволяет принять и передать в грунт большее количество стоков в расчете на единицу длины. В результате поле фильтрации или поглощения может занимать значительно меньше места на участке.

Тоннель в сечении имеет форму арки. Его собирают на строительной площадке из пластмассовых секций — модулей заводского изготовления. Например, секция тоннеля одного из производителей имеет длину 1220 мм., ширину 800 мм. и высоту 510 мм., вес 11 кг. Секция вмещает в себя разовый объем стоков 300 литров.

Производитель утверждает, что по инфильтрационной способности одна секция тоннеля может заменить 36 метров дренажных труб. При выборе размеров тоннеля учитывают количество стоков и впитывающую способность грунта.

Дренажный тоннель следует применять на грунтах с довольно высокой впитывающей способностью. Он может служить хорошей альтернативой дренажным трубам, а также фильтрующему колодцу.

При монтаже дренажного тоннеля выполняют следующие правила: 

1. Собранный из модулей дренажный тоннель устанавливают на подушку из щебня или гравия. Толщина подушки выбирается в зависимости от впитывающей способности грунта, но не менее 100 мм.
2. На крайней секции тоннеля устанавливают вертикальную трубу для аэрации и контроля.
3. Затем тоннель обсыпают слоем щебня или гравия фракции 20-40 мм., толщина слоя равна высоте тоннеля. Слой щебня с боков и сверху отделяют от грунта полотном геотекстиля.
4. При необходимости защиты от промерзания, на слой щебня, под геотекстиль, укладывают плиты утеплителя — пенопласт ПСБ — 35 или экструдированный пенополистирол.
5. Траншею засыпают грунтом. Если толщина грунта над тоннелем более 0,5 м., то над ним можно разместить площадку для стоянки легкового автомобиля. 

Фильтрующий дренажный колодец канализации

Еще одной разновидностью грунтового фильтрующего локального очистного сооружения для частного дома является фильтрующий дренажный колодец.

Фильтрующий колодец можно применить для очистки стоков, если:

• Грунт на участке имеет хорошую впитывающую способность — песок или супесь.
• Уровень подземных вод на участке ниже дна колодца на 1,5 м. и более.
• Обеспечено расстояние от фильтрующего колодца на участке до: водоразборного колодца, скважины (в т.ч. на соседнем участке) — 30м.; от дома — 15 м.; от границы участка 2м; от деревьев и больших кустов 3м.

На рисунке фильтрующий колодец из бетонных колец: 1 — крышка люка; 2 — воздухозаборник; 3 — лаз; 4 — крышка колодца теплоизолированная; 5 — приточная труба из септика; 6 — перфорация (отверстия в стенке); 7 — стенка колодца; 8 — отбойная распределительная доска; 9 — гравийная засыпка.

Колодец не имеет дна. В стенке нижней части колодца выполнена перфорация — отверстия диаметром 50 — 60 мм. с шагом 150 — 200 мм., на высоту не менее 1м. На эту высоту колодец засыпают любым каменным материалом — гравием, щебнем, фракций 20-70мм.

Дно и стенки снаружи колодца засыпают таким же каменным материалом. Толщина засыпки 250-500мм. Рекомендуется между засыпкой и грунтом проложить слой геотекстиля, который предотвратит проникновение частиц грунта в засыпку.

Каменная засыпка должна всегда находиться в не промерзающем слое грунта.  Грунт на уровне крышки колодца  и подводящую трубу можно утеплить плитами пенополистирола, что позволит уменьшить общую глубину колодца.

Диаметр кольца колодца 1 — 2 м. Больший диаметр обычно используют на супесях. При выборе размера колец следует учитывать, что чем больше диаметр (объем засыпки) колодца, тем реже придется менять засыпку внутри. Засыпка внутри колодца со временем заиливается и её приходится менять.

Площадь фильтрующего колодца зависит от суточного расхода воды. Так, при объеме стоков до 0,5м3/сутки, площадь фильтрующей поверхности колодца (с перфорацией) по нормам составляет 1 м² для грунта, состоящего из песка и 1,5 м² для супеси. При объеме стоков 1 м3/сутки, эта величина увеличивается до 1,5 м² и 2м² соответственно.

Определение фильтрующей способности грунта

Положите кусок грунта в стеклянную банку с водой, разболтайте до однородности и дайте отстояться. Граница между песком и глиной будет видна. Если глины больше половины — это суглинок, если песка — супесь.

Для определения фильтрующей способности грунта в домашних условиях делают тест на водопроницаемость.

В слое грунта, где будет находиться дренаж, выкапывают лунку глубиной 30-50 см. и таких же размеров в плане. На дно лунки насыпают щебень толщиной 30 см. В лунку наливают воду чуть выше щебня и, подливая воду, поддерживают в лунке постоянный уровень.  Сначала расход воды будет большим — вода впитывается в грунт. Примерно через час, скорость доливки воды падает и стабилизируется — начинается фильтрация. В течении второго часа после начала эксперимента, замеряют количество воды, подлитой в лунку для сохранения уровня — литров/час.

Замеряют размер лунки, вычисляют смоченную водой площадь поверхности  лунки и, зная расход воды на доливку (л/час), путём нехитрых вычислений, определяют скорость фильтрации (поглощения) — литров в час через квадратный метр грунта — л/час*м2.

Необходимую площадь фильтрации на поле поглощения автономной канализации определяют. исходя из количества поступающих стоков и результатов теста, с трех — пяти кратным запасом.

Например, если

количество стоков для семьи из 4-х человек 0,6м3/сутки, или 600л/сутки / 24 час = 25 л/час;

скорость фильтрации грунта по результатам эксперимента 2 л/час*м2;

тогда, расчетная площадь фильтрации равна 25 л/час / 2 л/час*м2 = 12,5м2;

Принимаем с учетом 4-х кратного запаса площадь фильтрации 12,5м2 * 4 = 50м2.

Результат расчета: Таким образом, площадь фильтрации — слой щебня с дренами на нашем поле поглощения должен занимать площадь 50 м2.

Исходя из минимального расстояния между дренами 1,5 м., и максимальной длины дрены не более 20м, принимаем к исполнению поле поглощения в форме котлована размером 20 х 2,5 метра с двумя дренами по 20 м. каждая.

Аналогично определяют площадь фильтрующей поверхности колодца.

На земельном участке разные виды грунта  располагаются слоями, друг под другом, на разной глубине. Необходимо определить водопроницаемость каждого слоя грунта до глубины 3 — 4 м. Имея результатам тестирования, легче выбрать способ и глубину заложения грунтового дренажа.

Например, если верхний слой грунта на участке глина, а на глубине более 2-3 м. грунт водопроницаемый, то следует рассмотреть возможность устройства фильтрующего колодца.

Поле фильтрации

Если грунт на участке имеет очень низкую поглощающую способность (глина, лесс,), то для очистки стоков устраивают поле фильтрации. Этот вариант очистных сооружений также удобно применять в любых грунтах при высоком уровне грунтовых вод.

Схема очистки сточных вод на поле фильтрации

Стоки из септика, также как на поле поглощения, поступают через распределительный колодец в трубы дренажной системы — распределительные дрены. Из распределительных дрен стоки попадают в слой грунта — песчаный фильтр, просачиваются через него и поступают, через трубы собирающего дренажа, в накопительный колодец.

Из накопительного колодца очишенные стоки самотеком — если позволяет рельеф, либо с помощью насоса, сбрасываются в водоотводную канаву на поверхности.

Процессы очистки стоков на поле фильтрации происходят в слое песчаного фильтра, аналогично тому, как это происходит на поле поглощения.

Устройство дренажа на поле фильтрации

Требования к устройству распределительного дренажа на поле фильтрации такие же, как и для поля поглощения — смотри выше.

Трубы распределительного и собирающего дренажа можно разместить в одном общем котловане, как показано на рисунке. А можно в отдельных траншеях — сверху распределительная дрена, снизу — собирающая.

При высоком уровне грунтовых вод в любых грунтах котлован или траншею герметизируют —  выстилают пленкой, которая предотвращает попадание стоков в подземные воды. На затапливаемых участках устраивают фильтрующий дренаж в насыпи.

Вентиляция канализации в частном доме

Обязательно сделайте вентиляцию всей системы автономной канализации в доме. Без вентиляции неизбежно появление запаха в доме и на участке. Кроме того, недостаточная аэрация очистных сооружений — дренажа или фильтрующего колодца, значительно уменьшит количество бактерий, разлагающих загрязнения.

Естественная вытяжка воздуха из всех устройств канализации происходит за счет тяги канализационного стояка в доме, верхний конец которого обязательно выводится наружу, на крышу дома.

Недопустимо присоединять канализационный стояк к одному из каналов блока вытяжной вентиляции помещений дома. Выходные отверстия каналов вентиляции помещений и канализационного стояка располагают на некотором удалении друг от друга. Если эти условия не выполнить, то велик риск попадания запаха и испарений канализации в помещения за счет обратной тяги, которая иногда возникает в каналах естественной вентиляции, например, при сильном ветре или в сырую погоду.

Приток воздуха в систему вентиляции канализационных сооружений осуществляется через вентиляционные трубы дренажа или воздухозаборник фильтрующего колодца.

Воздухозаборная труба, показанная выше, на рисунке септика из бетонных колец, необходима только для бессточного септика. В проточном септике, соединенном с дренажем или фильтрующим колодцем, воздухозаборник на септике не нужен.

Вентиляция обеспечивает движение воздуха через трубы, колодцы, септики на всем пути — от воздухозаборника дренажа или фильтрующего колодца до дефлектора канализационного стояка на крыше дома. На всем пути движения воздуха следует позаботиться о герметичности канализации для того, чтобы минимизировать подсос воздуха через крышки колодцев.

В одноэтажных домах вентиляцию стояка в доме допускается не делать. Для вентиляции канализации вытяжную трубу можно установить снаружи дома в удобном месте — на наружной стене дома или стене хозпостройки,  высоком заборе и т.п. Для этого устанавливают утепленную трубу — сендвич высотой, не менее чем на 0,5 метра, выше верхнего уровня окон дома.

Трубу вентиляции присоединяют к трубам наружной канализации в любом месте, на участке от распределительного (фильтрующего) колодца до стены дома.  В доме на трубах подводки к санитарным приборам достаточно установить вакуумный клапан.

Защита наружной канализации от промерзания

Для защиты от промерзания наружной канализации и грунта, в который дренажируются стоки, в качестве утеплителя выгоднее всего использовать снег. Известно, что под естественным снеговым покровом грунт промерзает на значительно меньшую глубину, чем на бесснежных участках.

Поля фильтрации, септики, фильтрующие колодцы старайтесь размещать в местах, где снеговой покров зимой не будет нарушен. Для ускорения накопления снега и защиты снегового покрова от выдувания с наветренной стороны устанавливают декоративные заборы, сажают низкорослый густой кустарник или хвойные растения.

Эти меры позволяют во многих случаях обойтись без дополнительного утепления устройств канализации.

Глубину промерзания грунта в месте строительства на открытых участках, не защищенных снегом, можно определить по карте.

В случае необходимости наружные трубы канализации утепляют, накладывая на них специальную скорлупу из пенопласта, экструдированного пенополистирола — XPS. Грунт вокруг септиков, фильтрующих колодцев, и на полях фильтрации утепляют плитами из аналогичных материалов.

Толщину слоя утеплителя и его размеры можно ориентировочно определить расчетом, аналогично тому, как это делают при утеплении фундамента дома.

Об устройстве еще одного способа канализации — накопительном септике с вывозом стоков ассенизационной машиной, читайте на следующей странице.

Куда направлять стоки канализации в частном доме

Какой способ канализации выбрали Вы? Голосуйте!

Узнайте, что выбрали другие.