CC BY
51
УДК 628.2 (075.8)
А.Г. Мелехин, Л.В. Бартова, Д. Надь
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ОТВЕДЕНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ ФЕКАЛЬНОГО СТОКА НА ДАЧНОМ УЧАСТКЕ
Предложены способ и устройство для отведения и утилизации фекального стока на дачном участке. Предлагаемая система позволит сделать отдых дачников более комфортным и использовать фекальный сток в качестве удобрения.
Ключевые слова: дачный туалет, фекальный сток, напорный гидросмыв, площадки компостирования, утилизация отходов, органическое удобрение.
В отличие от мест постоянного проживания, садоводы посещают свои дачи только в теплый период года. Общая продолжительность пребывания людей на участках составляет около 70 дней в году: садоводы обычно проводят на участке свой отпуск (в среднем 1 месяц) и приезжают по выходным (2 дня в неделю). Поэтому домики на дачных участках в России характеризуются, по сравнению с жилыми домами, невысокой степенью коммунального благоустройства. Питьевое водоснабжение осуществляется, как правило, от индивидуальных скважин, вода на полив участков подается насосами из ближайшего водоема или все водоснабжение полностью осуществляется из скважины.
В процессе эксплуатации участка образуются сточные воды. Отведение хозяйственного («серого») стока особой проблемы не составляет. Даже при наличии на участке бани, душа и кухни с мойкой удельное отведение «серых» вод в среднем за сезон составляет 25-30 л/сут-чел. Концентрация хозяйственных вод невысока, они отводятся по трубе в ближайший водоем. Дачные участки обычно устраиваются на хорошо фильтрующих грунтах: песках, супесях, легких суглинках, поэтому нередко сброс хозяйственного стока осуществляется непосредственно на рельеф или в грунт через сбросные колодцы.
Основную проблему и дискомфорт создает фекальный («черный») сток от туалетов. Дачный туалет обычно располагается вне дома. Сбор и отведение стока решается по нескольким вариантам. В туалете может быть установлен садовый унитаз (без гидрозатвора), вода к туалету не подается. Под полом туалета размещается выгреб, откуда нечис-
тоты периодически, обычно один раз в год, вывозятся ассенизационной машиной на централизованные очистные сооружения. Но чаще всего для приема и временного накопления мочи и фекалий служит обычное ведро емкостью около 10 л. Периодически хозяева выливают содержимое этой емкости на компостную кучу, где происходит минерализация органического вещества фекалий и травы сорняков с образованием эффективного минерально-органического удобрения для садово-огородных культур. По опыту эксплуатации дачных участков известно, что необходимая степень минерализации компоста достигается за 2 года. Вместо обычного ведра на некоторых участках применяются биотуалеты, где для приема стоков и их накопления выделены отдельные объемы. Накопитель емкостью 15-20 л составляет нижнюю, закрытую, часть биотуалета, которая соединяется с верхней чашей - приемником - только небольшим отверстием. В емкость периодически добавляют специальный реагент для формирования рабочей микрофауны, частично расщепляющей органические примеси.
Общим недостатком всех существующих дачных туалетов является неудобство их эксплуатации. Это прежде всего неприятный, иногда -резкий, запах, даже если туалет оборудован вытяжным стояком или его дверь постоянно остается приоткрытой. Использование биотуалета позволяет уменьшить интенсивность запаха в туалетной кабинке, но не решает проблему удаления вручную стока из накопительной емкости на площадку компостирования. Удаление фекалий из накопительной емкости на площадку компостирования является очень неприятной процедурой. Самым цивилизованным является, конечно, устройство выгреба с периодическим вывозом фекалий на очистку. Но такое решение связано со значительными капитальными и эксплуатационными затратами, что вряд ли оправдано на таком объекте, как садовый участок. К тому же, вывозя стоки, дачник лишается потенциального удобрения, богатого органическими соединениями и микроэлементами.
В настоящее время интенсивно развивается индивидуальное строительство: жилые дома, фермерские хозяйства, метеостанции и др. Часто такие объекты отдалены от централизованной канализации, поэтому для них проектируют собственные, индивидуальные системы отведения и очистки сточных вод. Существуют различные проектные решения таких систем [1, 2].
Один из вариантов - отведение всех сточных вод от здания общим выпуском и биологическая очистка на установке заводского изготовления с последующим сбросом в грунт через колодец. Возможен также сбор очищенных сточных вод и использование их для полива приусадебного участка. Достаточно давно в России эксплуатируется индивидуальная очистная система «Топас»; к настоящему времени на ее основе разработана установка «Биокси». Работа этих и всех остальных существующих систем основана на биологическом методе: основным отсеком установки является аэротенк-нитрификатор-денитрификатор. Перед подачей на биологическую очистку сточные воды подвергаются тщательному перемешиванию с целью полного растворения фекалий и проходят через фильтр для извлечения крупного мусора. Отделение очищенных сточных вод от ила после биологической обработки осуществляется во вторичном отстойнике. Для обезвреживания избыточного ила в схему включен аэробный стабилизатор. Перенос очищаемых вод и илов из одного отсека в другой осуществляется, если возможно, самотеком, но, как правило, при помощи насосов или эрлифтов. Воздух в зону аэрации подается компрессором. Основными достоинствами заводских установок являются высокая степень очистки сточных вод и компактность. К недостаткам относятся сложность оборудования и большая энергоемкость, что обусловливает высокую стоимость очистных установок и значительные расходы на их эксплуатацию. Кроме этого, система требует строгого соблюдения оптимального режима жизнедеятельности рабочей микрофлоры, в частности относительного постоянства количества и концентрации очищаемых стоков. Это, безусловно, составляет дополнительную сложность эксплуатации установки.
Другой распространенный (наиболее приемлемый) вариант предполагает раздельное отведение фекального и хозяйственного стоков. При коротких сетях это реализовать несложно. Фекальный сток собирается в выгребной яме и периодически вывозится ассенизационной машиной на централизованные очистные сооружения. Хозяйственный сток от кухонь и ванных комнат после отстаивания в подземной емкости фильтруется в грунт через колодец или систему подземных трубопроводов. Данная система дешевле, проще по конструкции и в эксплуатации; тем не менее она требует затрат на ассенизационное обслуживание - машину придется вызывать примерно один раз в неделю [3].
Представляется, что эти системы водоотведения приемлемы только для мест постоянного проживания людей. Предусматривать такие сложные и дорогостоящие системы на дачных участках нецелесообразно; достаточно просто усовершенствовать систему удаления и утилизации фекалий. Общеизвестный факт, что чем система проще в устройстве, тем она надежнее в работе. И хотя простые системы требуют несколько больше времени и физического труда для своей эксплуатации, на садовом участке это допустимо и оправдано.
Для дачного участка предлагается несложный, недорогой, но удобный и эффективный метод сбора, отведения и утилизации фекалий. Метод предполагает обязательное наличие на участке насоса для напорной подачи воды из скважины или из водоема. В уличном туалете устанавливается обычный унитаз с гидрозатвором и смывной бачок, к которому присоединен напорный трубопровод от насоса. Работа оборудования автоматизирована. После того как дачник воспользовался туалетом, он нажатием кнопки включает насос, и к смывному устройству начинает поступать вода в напорном режиме. Смыв фекалий осуществляется обычным способом, как в квартирном туалете. Канализационная труба диаметром 100 мм, отводящая сток, не заглублена, она проложена прямо по земле или на невысоких бетонных опорах, с уклоном 0,01-0,02. По трубе сток отводится на компостную кучу, расположенную на расстоянии 2-3 м от туалета. Компостный короб заполнен в основном травой (вырванными сорняками), листьями, корой, мелкими ветками, опилом. Емкость размещена непосредственно на грунте и укрыта теплоизоляционным материалом. Слой компоста работает как решетка, все крупные нерастворенные примеси задерживаются здесь. Содержимое компостной кучи периодически перемешивается вилами для насыщения ее кислородом и для равномерного распределения фекалий в толще травы. Сооружение, по сути, представляет собой площадку компостирования. Компостирование представляет собой биотермическую обработку твердого субстрата, при которой происходит минерализация его органического вещества. Расщепление органических соединений является экзотермическим процессом; масса компоста на площадках нагревается, и благодаря этому достигается дополнительная, хотя и не полная, дегельминтизация компоста. Площадь компостной карты составляет 2 м , высота слоя компоста (смеси травы с фекалиями) - 1 м. Для активизации био-
логического процесса в компост можно добавлять препарат «Компо-стин», содержащий бактерии - рабочую микрофауну. После заполнения карты частично минерализованный субстрат удаляют на площадки-накопители, где биологический процесс продолжается до тех пор, пока степень разложения органического вещества не станет достаточной для использования компоста в качестве удобрения.
Система достаточно экологична. Из-за короткого пути от туалета до компостной кучи фекалии не успевают перейти в растворенную форму. Поэтому концентрация органических веществ в воде, просачивающейся в грунт, невелика; в основном в грунт попадает только низко концентрированный раствор мочи. Растворенные органические вещества фекального стока просачиваются в грунт вместе с водой и расщепляются микроорганизмами почвы, остаток взвешенных веществ задерживается частицами грунта. Проблема может возникнуть из-за попадания в грунт под компостной кучей коллоидных соединений, это повлечет за собой заиливание почвы, снижение ее фильтрующей способности. Поэтому площадь компостной карты должна быть достаточной для приема всего сезонного количества фекального стока. Зимой в результате вымораживания все коллоиды будут разрушены: они перейдут в растворенное или взвешенное состояние; фильтрующая и самоочищающая способность грунта к следующему дачному сезону восстановится.
Предлагаемый способ отведения и утилизации фекального стока позволяет улучшить качество отдыха дачников, делая пребывание на участке приятным. Данное решение позволяет значительно снизить интенсивность запаха в туалете; исключается неприятная процедура переноса фекального стока на компостную кучу. В отличие от туалетов с выгребом, предполагается утилизация фекального стока, а именно - использование частично минерализованного органического вещества в качестве удобрения. По сравнению с установками для мест постоянного проживания людей система проста в эксплуатации и характеризуется невысокой стоимостью. Предлагаемая система отведения и утилизации фекального стока на дачных участках рекомендуется к распространению.
Таким образом, предложенный способ отведения фекального стока от дачного туалета напорным гидросмывом на компостную кучу (площадку компостирования) позволит повысить степень коммуналь-
ного благоустройства объекта: сделать более комфортным пребывание людей на дачном участке, утилизировать твердую и частично жидкую часть фекального стока и использовать их в качестве удобрения.
Библиографический список
1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП, 1986. - 72 с.
2. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник. -М.: Изд-во АСВ, 2009. - 760 с.
3. Бартова Л.В. Водоотведение малых населенных мест: учеб.-метод. пособие. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехи. ун-та, 2012. - 257 с.
A.G. Melekhin, L.V. Bartova, D. Nad REMOVAL AND UTILIZATION DOMESTIC WASTE WATER AT THEIR SUMMER COTTAGE
A method and device for the removal and utilization domestic waste water at their summer cottage. The proposed system will make the stay more comfortable and gardeners to use domestic waste water as fertilizer.
Keywords: cottage toilet, domestic waste water, slurry discharge, ground composting, recycling, organic fertilizer.
Сведения об авторах
Мелехин Александр Германович (Пермь, Россия) - д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Теплогазоснабжение, вентиляция и водоснабжение, водоотведение» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (vvstf@pstu.ru).
Бартова Людмила Васильевна (Пермь, Россия) - канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция и водоснабжение, водоотведение» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (lbartova@mail.ru).
Надь Даниэль (Пермь, Россия) - аспирант кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция и водоснабжение, водоотведение» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (daniel_nad@mail.ru).
About the authors
Melekhin Alexander Germanovich (Perm, Russia) - Doctor of Technics, Professor, Head of Department of Heating, ventilation and water supply, sewerage, Perm National Research Polytechic University (vvstf@pstu.ru).
Bartova Ludmila Vasilyevna (Perm, Russia) - Candidate of Technics, Assistant Professor, Department of Heating, ventilation and water supply, sewerage, Perm National Research Polytechic University (lbar-tova@mail.ru).
Nad Daniel (Perm, Russia) - postgraduate student, Department of Heating, ventilation and water supply, sewerage, Perm National Research Polytechic University (daniel_nad@mail.ru).
Получено 12.03.2013
