Фильтрующие устройства для водонепроницаемых или слабопроницаемых грунтов

В том случае если почва на вашем загородном участке такова, что грунт плохо пропускает воду, конструкцию фильтра приходится усложнять. Дело в том, что, когда воды уходят в песчаный или супесчаный грунт, они дополнительно фильтруются, просачиваясь к грунтовым водам.

Поэтому на водоупорных грунтах приходится заботиться о том, чтобы уже на выходе из фильтра сточные воды были достаточно очищены — рассчитывать на фильтрацию в грунте не приходится. Такой фильтр делают в виде трехслойного пирога: сверху — сеть оросительных труб, ниже - повторяющая ее контуры сеть дренажных труб, а между ними — метровой толщины фильтрующая песчано-гравийная начинка.

Оросительная сеть распределяет сточные воды по всей площади фильтрующего слоя, а дренажные трубы собирают отфильтрованные воды. Конструктивно такие песчано-гравийные фильтры устраивают либо в виде сети (коллектор с поперечными трубами), либо в виде длинной траншеи. Выбор зависит от конфигурации подходящих незанятых площадей на участке.

Линейный песчано-гравийный фильтр устраивают в виде траншеи глубиной около 3 м и шириной 0,5 м. Дно траншеи должно быть ниже выпускного лотка септика или дозирующей камеры примерно на 1,5 м. На дно укладывают слой гравия, щебня или котельного шлака с размером гранул 15—30 мм. На него укладывают дренажную трубу из асбоцементных или пластиковых труб диаметром 100 мм с боковыми водоприемными окнами. В асбоцементных трубах такие окна представляют собой пропилы 10-миллиметровой ширины глубиной 20 мм и с шагом 100 мм, а в пластмассовых — отверстия диаметром 10 мм с шагом 100 мм. Пропилы и отверстия по обе стороны трубы располагаются в шахматном порядке (рис. 69).

Рис. 69. Конструкция окон в дренажных трубах (размеры в мм): а — асбоцементная труба; б — пластиковая труба.

Дренажную трубу засыпают крупной фракцией щебня, гравия или шлака (15—30 мм), перекрывая верх трубы на 50 мм, поверх насыпают 100-миллиметровый слой средней фракции (5—15 мм), а на него слой мелкой фракции (2—5 мм) такой же толщины (100 мм). Поверх щебня засыпают метровый слой песка (крупно- и среднезернистого). По песку снова выкладывают щебень (гравий, шлак) крупной фракции (15—30 мм) и уже на него кладут оросительную трубу, устроенную аналогично дренажной, но с ориентированными вниз окнами (см. рис. 67 а, б). Эту трубу засыпают той же засыпкой крупной фракции (на 50 мм над верхом трубы). Остается накрыть засыпку слоем рубероида или гидроизола и засыпать грунтом, установив предварительно вытяжные стояки (из 100-миллиметровой асбоцементной трубы, возвышающейся на 0,5—0,7 м над землей и прикрытой флюгаркой). Вытяжка должна быть установлена в начале дренажной и в конце оросительной труб (по ходу движения сточных вод).

Поперечный разрез фильтрующей траншеи показан на рис. 70.

Рис. 70. Поперечный разрез фильтрующей траншеи (размеры в мм): 1 — дренажная труба; 2 — крупнозернистая засыпка; 3 — среднезернистая засыпка; 4 — мелкозернистая засыпка; 5 — слой песка; 6 — оросительная труба; 7 — крупнозернистая засыпка; 8 — гидроизоляция; 9 — грунт; 10 — вытяжной стояк.

Длина фильтрующей траншеи зависит от объема сточных вод и составляет 100 л/сутки на 1 метр трубы (для «серых» вод — 150 л/сутки), например, 5 м для расхода 0,5 м3/сутки (2—3 чел.) и 10 м для расхода 1 м3/сутки (4—5 чел.).

Дезинфекция и сброс сточных вод

Очищенную воду, поскольку в грунт она не уходит, приходится далее отводить в водоем-приемник или на рельеф (овраги, водоотводные канавы и так далее). Эта вода уже не представляет никакой опасности как источник заражения.

Тем не менее обычно санитарные и водоохранные органы требуют дополнительной дезинфекции воды путем хлорирования. С этой целью перед выпуском сточных вод устраивают небольшой колодец диаметром 0,5 м.

Глубина колодца около 3 метров. Его дно должно быть на 0,5 м ниже лотков подводящей и отводящей труб, при этом объем воды составит около 100 л. На дне колодца устраивают цементную стяжку по утрамбованному щебню, стенами служат железобетонные кольца. Сверху колодец прикрывают крышкой или люком. Один хлорпатрон, опущенный в такой колодец, обеспечивает дезинфекцию воды в течение месяца.

Необходимо учитывать, что постоянный сброс воды с остаточным содержанием хлора в водоем может причинить вред водной растительности, рыбам и микроорганизмам. Поэтому по согласованию с органами санитарной охраны хлорирование сточных вод производится только в условиях повышенной эпидемиологической опасности, о чем эти органы предупреждают население.

На рис. 71 показана схема отвода сточной воды по цепочке: фильтрующая канава - дезинфекционный колодец - сброс на рельеф.

Рис. 71. Схема очистки сточных вод на водоупорных грунтах: 1 — оросительная труба; 2 — фильтрующие слои щебня и песка; 3 — грунт; 4 — дренажная труба; 5 — вентиляционные стояки; 6 — дезинфекционный колодец; 7 — хлорпатрон; 8 — труба сброса; 9 — каменная насыпка.

Осветленная сточная вода из септика или дозирующей камеры поступает в оросительную трубу, просачивается через слои фильтрующей засыпки и собирается дренажной трубой. Далее она поступает в дезинфекционный колодец, где обеззараживается и сбрасывается в водоем или на рельеф. При сбросе воды на рельеф (в овраг или канаву) в месте падения струи устраивают каменную засыпку, чтобы почва в этом месте не размывалась.

Коллекторный песчано-гравийный фильтр

Если размещение длинной фильтрующей траншеи на участке по каким-либо причинам затруднительно, можно устроить более компактный песчано-гравийный фильтр коллекторного типа. В этом случае и дренажную, и оросительную сеть устраивают наподобие миниатюрных полей подземной фильтрации - в виде горизонтальной распределительной трубы и отходящих от нее в обе стороны патрубков с отверстиями.

Например, для фильтрации 1 м3/сутки (5—6 чел.) котлован под фильтр должен иметь размеры: длина 2,5 м (это длина коллектора) и ширина 2 м (чтобы разместить метровые рабочие патрубки по обе стороны коллектора; см. рис. 71).

Дно котлована располагают примерно на 1,5 м ниже лотка отводящей трубы септика (или дозирующей камеры). Дно имеет уклон к центральной части, равный 0,03.

Как и при устройстве фильтрующей траншеи, на дно котлована укладывают засыпку (гравий, щебень или котельный шлак) крупной фракции (15—30 мм), а на него — дренажную сеть, состоящую из коллекторной трубы и отходящих от нее 5 пар дренажных патрубков метровой длины. Конструкция патрубков из асбоцементной или пластиковой трубы видна из рис. 73. Патрубки подсоединяют к коллектору с помощью канализационных крестовин из чугуна. Расстояние между дренажными патрубками — 500 мм. Отверстия в них при сборке ориентируют в стороны.

Дренажную сеть засыпают той же фракцией щебня на 50 мм выше верха труб, затем двумя слоями — средней (5—15 мм) и мелкой (2—5 мм) фракции — по 100 мм высотой и метровым слоем крупно- и среднезернистого песка.

Затем, как и при устройстве фильтрующей траншеи, точно над дренажной сетью собирают оросительную сеть, состоящую из коллекторной трубы, чугунных крестовин и оросительных патрубков (см. рис. 72), ориентируя их отверстиями вниз. Оросительную сеть, подключенную коллектором к выходу септика (дозирующей камеры), засыпают сверху крупнозернистой фракцией, перекрывая трубы на 50 мм, затем укрывают рубероидом или гидроизолом и засыпают грунтом. В конце оросительного и в начале дренажного коллекторов устанавливают вентиляционные стояки из асбоцементной трубы с флюгаркой, выводя их на 0,5—0,7 м выше поверхности земли (чтобы зимой не засыпал снег).

Остаточная полная концентрация биопримесей в сточных водах после песчано-гравийного фильтра при высоте фильтрующего слоя 1 м составляет 12—15 мг/л, а при высоте фильтрующего слоя 1,5м — 8 — 10 мг/л. При очистке на песчано-гравийном фильтре «серых» сточных вод нагрузку (количество очищаемой воды) можно увеличить вдвое, при этом на выходе очистного сооружения сохраняются те же показатели содержания биопримесей.

Рис. 72. Коллекторный песчано-гравийный фильтр (размеры в мм): 1 — верхний (оросительный) коллектор; 2 — чугунные канализационные крестовины; 3 — десять оросительных труб (асбоцементных или пластмассовых); 4 — дренажная коллекторная труба; 5 — десять дренажных патрубков; 6 — к вентиляционному стояку.

Наземные фильтры

Самые большие проблемы возникают, когда высокий уровень грунтовых вод не позволяет заглубить фильтр в землю. На первый взгляд это непонятно: почему бы не устроить то же сооружение на поверхности? Дело вот в чем: как видно из сказанного ранее, вся система канализации — от сантехнических приборов в доме до септика и фильтров — работает по принципу самотека сточных вод примерно на 1,5 м ниже поверхности земли. И на том же уровне, как уже говорилось, располагается коллектор или ввод оросительной системы в любом из описанных выше фильтров, будь то фильтрующий колодец и поля подземной фильтрации на водопроницаемых грунтах или фильтрующая траншея или распределенный песчано-гравийный фильтр. А поскольку в системе нет движущихся частей, кроме потока воды, она практически не нуждается в уходе — кроме ежегодной очистки септика.

Если же приходится устраивать наземный или полузаглубленный фильтр, то ввод оросительной трубы оказывается выше выпуска септика или дозирующей камеры, и эту проблему приходится решать путем подъема сточной воды на более высокий уровень посредством насоса.

Такая система автоматически становится менее надежной, она зависит от наличия электричества и так далее.

Неудобством является, конечно, и необходимость размещать на участке довольно громоздкое сооружение — наземный песчано-гравийный фильтр.

Конечно, первую проблему можно обойти, если поднять всю предыдущую часть системы: устроить наземный септик, поднять и утеплить канализационные трубы, а в доме всю сантехнику размещать только на втором этаже. Мысль, как говорится, интересная, но в результате вместо загородного дома мы получим коттедж, примыкающий к фабрике по переработке...

Конечно, в этом есть свое обаяние. Но можно не городить огород, а перекачивать сточные воды специальным насосом.

Фильтрующая кассета

Если грунт хоть немного проницаем, то устраивают фильтрующую кассету, через которую отфильтрованная вода уйдет в грунт. Если же грунт водоупорный, то необходима фильтрующая насыпь с последующим сбросом воды в водоем или на рельеф.

Фильтрующая кассета может работать при коэффициенте фильтрации грунтов не менее 0,03 м/сутки. Эта цифра обозначает, что если в грунте вырыть шурф площадью 0,7—1 м2, налить в него воду и накрыть крышкой с гидроизоляцией, то за сутки уровень воды понизится на 3 см.

За малую водопроницаемость грунта приходится платить увеличением площади фильтра.

Конструктивно фильтрующая кассета — это мелкий бассейн довольно большой (как видно из таблицы) площади, на дне которого уложен фильтрующей слой щебня. Сверху бассейн имеет перекрытие, защищенное слоем гидроизоляции и утепленное слоем грунта. Вода подается в бассейн насосом, разливается по фильтрующему слою, постепенно уходит из него и просачивается сквозь суглинок к подземным водам.

Нетрудно оценить площадь бассейна исходя из коэффициента фильтрации грунта.

Если для суглинков этот коэффициент равен 0,05 (с 1 м2 уходит в грунт 50 л воды в сутки), то для приема 500 л (семья из 2—3 чел.) понадобится площадь 10 м2, а для 1 тыс. л (4—6 чел.) — 20 м2.

Для глинистых почв с коэффициентом фильтрации 0,03 соответствующие площади составят примерно 17 и 34 м2. Неоходимо учесть, что реальный коэффициент фильтрации грунта может несколько отличаться от средне расчетного значения.

При сооружении фильтрующей кассеты сначала устраивают плоскую площадку на отметке выше уровня грунтовых вод, то есть либо отрывают неглубокий котлован, либо подсыпают грунт до нужного уровня. Затем площадку засыпают фильтрующим слоем (гравий, щебень или шлак средней и мелкой фракции, то есть с размером зерна 2—10 мм) сначала на высоту 100 мм.

Затем на гравий устанавливают опоры под перекрытие в виде столбиков из кирпича-железняка или железобетонных фундаментных блоков высотой 400 мм. Столбики устанавливают параллельными рядами вдоль длинной стороны площадки, с зазором между ними 15—20 мм для внутренних рядов. Расстояние между рядами составляет 1 м для перекрытия по деревянным балкам (жерди диаметром 8—10 см) и 3 м - для железобетонных плит (годятся и бракованные). После установки столбиков окончательно досыпают фильтрующий слой, общей толщиной 200 мм.

Рекомендуемые размеры площадок для фильтрующей кассеты приведены ниже (таблица 12), хотя, конечно, можно выбирать любую удобную конфигурацию площадки исходя из планировки участка.

Жерди для перекрытия должны быть ошкурены и уложены в виде наката, вплотную друг к другу. Поверх жердей или железобетонных плит насыпают слой шлака высотой 0,15—0,2 м, укладывают рулонную гидроизоляцию и засыпают утепляющий слой грунта высотой 0,5—0,8 м. Продольный разрез фильтрующей кассеты полузаглубленного типа показан на рис. 73.

Часть бассейна, куда выходит труба подачи сточных вод, отделена поперечной струеотбойной стенкой со щелями, благодаря чему образуется водораспределительная камера, обеспечивающая равномерную раздачу воды по ширине канала.

Над подающей трубой в перекрытии устраивают деревянную крышку (диаметром 0,5—0,7 м), защищенную сверху гидроизоляцией.

Рис. 73. Устройство фильтрующей кассеты (размеры в мм): 1 — подводящий трубопровод сточных вод (от насоса); 2 — фильтрующая засыпка; 3 — опорные блоки; 4 — дренажный лоток вокруг насыпи; 5 — деревянная крышка; 6 — струеотбойная стяжка из столбиков, установленных с зазором 15 — 20 мм; 7 — вентиляционный стояк; 8 — перекрытие; 9 — фильтрующие колодцы.

Как видно из рисунка, все устройство снабжено вентиляционным стояком (асбоцементная труба диаметром 100 мм) с флюгаркой наверху, поднимающеяся выше кассеты на 0,5—0,7 м. Вокруг насыпи устроен дренажный лоток шириной 200 и глубиной 300 мм для отвода осадков.

Наземные фильтры приходится устраивать на водоупорных и полупроницаемых грунтах при высоком уровне грунтовых вод. Это самая неблагоприятная ситуация, потому и система очистки получается наиболее сложная. Одним из вариантов фильтра, размещенного выше отметок естественного рельефа, является фильтрующая насыпь. Ее применяют в глинистых грунтах, при высоком уровне грунтовых вод. Дренажные трубы должны располагаться как минимум на 1 м выше сточных вод, а высота фильтрующего слоя, как мы видели, составляет 1 м. Этими двумя условиями и определяется, будет ли фильтр частично заглублен в грунт или же его основание придется на нулевую отметку рельефа. Устройство насыпного фильтра ничем не отличается от устройства фильтрующей траншеи или коллекторного фильтра, описанных выше, но поскольку вся система (дренаж, песчано-гравийная засыпка, оросительная сеть) располагается частично или полностью над поверхностью земли, то стенкой надземной части фильтра служит земляная насыпь.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

• Уход за прудами в течение года
• Эффективные конструкции, или как дешево построить отличный дом.
• Проект коттеджа D-107-1P