Начнем, как полагается, с размышлений о предмете. Предметом в нашем случае являются загрязненные воды. Давайте договоримся, что загрязненные воды без твердых частиц (фекалий, бумаги, и т.п.) мы будем называть серыми, а остальные - черными. Серые воды получаются у нас на выходе рукомойников, душа или ванны, посудомоечной и стиральной машин, а черные воды на выходе туалета (в смысле унитаза), и кухонной мойки, если в ней установлен измельчитель мусора. Понятно, что серых вод мы производим во много раз больше, чем черных.

Загрязнения наших сточных вод тоже могут быть разные. Это, как уже было сказано, фекалии, бумага, пищевые отходы, то есть естественные остатки нашей жизнедеятельности, которые относительно легко подвергаются естественному окислению и являются пищей для всяких бактерий и микроорганизмов. К сожалению, мы часто используем и химические загрязнители, такие как стиральные порошки, средства для мытья посуды, средства для удаления ржавчины, отбеливатели, обеззараживатели, средства для удаления засоров и т.д. Забегая вперед, скажу, что, если вы не имеете подключения к стационарной канализации, следует сразу вычеркнуть из своего обихода все хлор-содержащие моющие средства, сильные кислоты и щелочи, а использовать только отбеливатели, содержащие активный кислород, биоразлагаемые моющие средства. На упаковках таких средств всегда написано, о том, что они являются биоразлагаемыми. Кроме того, они и стоимость имеют значительно более высокую, чем обычные.

Вот и все. С предметом разобрались. Переходим к методам.

Просто выливать наши загрязнения на землю не желательно. Особенно это не желательно в случае высоких грунтовых вод и мелких колодцев, из которых производится водозабор питьевой воды. Это, надеюсь, понятно. Есть несколько вариантов от этих грязных вод избавиться. Первое, что приходит на ум это накопить их и вывезти в специальную организацию, которая их профессионально очистит. Это самый простой вариант. Здесь септика нам не надо, а надо просто герметичный, лучше всего пластиковый, резервуар, вкопанный в землю. Как только он наполняется, мы вызываем ассенизаторную машину, которая нам этот резервуар опустошает.

Вариант, как будет понятно дальше, замечательный. На первый взгляд, он имеет ряд существенных "но". Во-первых, резервуар будет наполняться довольно быстро, во-вторых, вывоз его стоит денег, и, в-третьих, нам нужно уделять процессу наполнения резервуара постоянное внимание, а это дополнительные хлопоты. И, тем не менее, дальше я обязательно упомяну этот вариант, как не самый плохой.

К счастью, окружающая нас природа имеет тенденцию к самоочистке. Это значит, что биомасса разлагается под действием кислорода воздуха, наличие которого совсем не обязательно, всяких бактерий, жучков и червячков. Кроме того, загрязненные воды фильтруются в процессе впитывания в землю. В итоге таких преобразований мы, затратив определенное время, можем получить довольно приличную воду, которую, конечно, нельзя пить, но вполне можно использовать для полива если не огорода, то газона точно. Кроме того, такую воду теоретически можно выливать в дренажные рвы, канавы и даже реки и другие водоемы.

Для такой естественной очистки сточных вод и существуют комплексы действий и сооружений биологической очистки воды, которые иногда называются септиками. Септик, вообще говоря, является только частью такого комплекса и представляет собой некоторый резервуар, отстойник, в котором происходит первичная очистка поступающих черных вод. Эта очистка заключается в выделении из черных вод твердого осадка и его биологическое разложение с образованием ила, или компоста. Однако, построив такой резервуар, и залив в него наши грязные воды, нам нужно еще позаботиться о том, чтобы процесс разложения начался и был эффективным. Вот теперь и пришло время углубиться в сущность процесса гниения и разложения биомассы.

Мы уже читали, слышали и знаем точно, что биомасса имеет свойство гнить и разлагаться. Если что-то гниет, значит, там уже поселились микроорганизмы, которые используют биомассу для своих целей. Процесс разложения является химической реакцией. В результате этой реакции производится тепло и некоторые, кстати, горючие, газы. В итоге процесса разложения получается относительно твердый остаток в виде очень черного ила, который имеет слабый неприятный запах, но этот запах отличается от запаха того, что разлагалось (вы меня понимаете). Этот ил можно смело использовать в качестве удобрения, поскольку он уже химически не активен и является пищей для дождевых червей, результаты жизнедеятельности которых являются, в свою очередь, лучшим удобрением.

Казалось бы, все замечательно складывается. Мы роем яму, устраиваем в этой яме резервуар, в котором скапливаются наши загрязнения. Начинается процесс разложения. Бактерии разлагают нашу биомассу, она им, без сомнения, нравится, они начинают размножаться, жрать еще больше, еще больше размножаться и в итоге мы получаем реактор, в который только подбрасывай загрязнения и получай на выходе очищенные воды.

Все, написанное в предыдущих двух абзацах, представляет собой упрощенное представление процесса. Оно близко к истине, но требует уточнения.

С отстаиванием все понятно. Самый интересный процесс – биологическое разложение осадка. Здесь все не так просто. Понятно, что осадок разлагается бактериями. Бактерии, оказывается, бывают аэробные и анаэробные. Первым для работы нужен кислород, вторым кислород не нужен. Точнее они получают кислород в очень малом, но достаточном количестве в процессе своей жизнедеятельности, разлагая другие химические вещества. Соответственно, и процессы разложения биомассы подразделяются на аэробные и анаэробные.

Аэробных бактерий огромное количество видов. Многие из них еще даже не описаны наукой. Этот вид бактерий в процессе своей жизнедеятельности производит углекислый газ и много тепла.

Анаэробных бактерий наука насчитывает значительно меньше видов и в процессе разложения биомассы такие бактерии производят не углекислый газ, а метан. Тепло такие бактерии производят, но значительно меньше.

Вот как интересно! Значит, на самом деле, если в процессе биологического разложения биомассы вырабатывается метан, то мы имеем дело с анаэробным процессом. Если наша масса сильно нагревается, то процесс аэробный. Например, когда я кошу летом газон, траву вываливаю в компостный ящик. На следующий день эта свежая масса так сильно нагревается, что, если поднять вилами верхний слой, даже в жару виден пар. Это значит, 60 градусов там есть точно! Типичный аэробный процесс. Заметим, попутно, что аэробный процесс отличается очень высокой скоростью и эффективностью. Напротив, процесс брожения является анаэробным и работает не так быстро. Вспомним, сколько времени разлагается сахар при производстве спирта в домашних условиях.

А какой же процесс разложения идет в септике? Боюсь, что анаэробный. Действительно, для аэробного процесса нужен кислород. Много кислорода. В септике его явно не так много, как требуется. Кроме того, там, в септике, и с температурой проблемы. Тем не менее, в деле профессиональной очистки сточных вод аэробные процессы очень широко используются. Все промышленные системы очистки имеют в своем составе такие элементы как поля аэрации, аэротэнки и т.п. Зачем, спрашивается, при анаэробном процессе аэрация?

Есть попытки использовать аэробный процесс очистки и в быту. Вот посмотрите, что я нашел в одной книжечке под названием «Инженерное оборудование индивидуального дома», Москва, Стройиздат 1993, А.С. Шварцман, Г.Р. Рабинович, И.Ш. Свердлов, О.Г. Лоодус. Кстати, у меня есть еще штуки три уже других книжечек с другими авторами и другими названиями, но имеющими тот же самый текст и ту же схему. Это что? Плагиат? Интересно, кто у кого переписывал, и являются ли товарищи, перечисленные выше первоисточником?

2.20. Биотуалет

Биотуалет представляет собой заводское изделие и служит для обработки фекалий. Биотуалет рассчитан на обработку фекалий в жилом доме на 3-5 человек. В нем за счет подогрева, искусственного перемешивания и вентиляции происходит ускоренное разложение фекалий с превращением их в компост.

…

Серийный выпуск биотуалета организован на Одесском крановом заводе им. Январского восстания.

Во-первых, резервуар предлагается подогревать до определенной температуры. Во-вторых, в нем присутствует система приточновытяжной вентиляции - для отвода углекислого газа и подвода кислорода, а в-третьих, и это понравилось мне больше всего, предусматривается мешалка нечистот в резервуаре, которая реализована в виде оси с лопастями. Крутить лопасти предлагается ручкой после каждого смыва. Перемешивание, как я понимаю, призвано выполнять следующие функции. Во-первых, отделение ила от нечистот. Во-вторых, дополнительная аэрация нечистот. Крутя лопасти, мы пускаем в толщу нечистот пузырьки воздуха, то есть, аэрируем нашу биомассу. В итоге мы получаем некий идеальный реактор - только подливай.

Вернемся к септику, вкопанному в землю. Температура биомассы не поднимается выше 5-10 градусов Цельсия. Такая же температура в наших холодильниках. Отвод газов - только вытяжка, да и то в лучшем случае. Приток свежего воздуха ограничен. Перемешивания и аэрирования нет. Получается, что аэробные бактерии в септике не выживут. Анаэробные, похоже, тоже находятся на грани вымирания из-за низкой температуры. Тут уж не до размножения. Положение усугубляется еще и тем, что использование таких моющих средств, как "Комет" и им подобных начисто убивает всю микрофлору нашего септика. С другой стороны, переключить процесс на аэробный – значит нагреть, перемешать и аэрировать несколько тонн нечистот. Задачка не из легких и точно не из дешевых. Вот и получается, что вместо того, чтобы устроить нашим бактериям (аэробным или анаэробным) райскую жизнь на курорте по системе "все включено" мы заставляем их работать на холодных и вредных урановых шахтах.

Какие можно использовать стандартные действия для улучшения ситуации и улучшения процесса разложения биомассы в септике? Их очень и очень мало. Первый - не использовать ядовитую для бактерий бытовую химию. Второй – постоянно добавлять в септик свежих бактерий, которых в сухом или жидком виде можно купить в специальных, или в простых хозяйственных магазинах, и которые, кстати, не дешевы. Третий – использовать комбинированные схемы, то есть, частично очищенные стоки после септика направлять в специальные фильтрующие песчанно-гравийные колодцы, где стоки проходят доочистку уже аэробным способом.

Какие варианты есть еще? В продаже есть специальные реакторы, управляемые компьютерными системами и включающими в свой состав пресловутые насосы, мешалки, аэраторы, вентиляторы и остальные части приведенного, в качестве примера, биотуалета. Такие реакторы могут устанавливаться как под так и над землей. В последнем случае сооружение представляет собой колонну не очень больших размеров. Как мне кажется, это не большой недостаток, поскольку такую колонну можно всегда оформить в качестве отдельно стоящего здания или теремка. Прискорбно то, что такой реактор имеет стоимость минимум 100 000 рублей без земляных и других инженерных работ. Кроме того, такой реактор еще и потребляет электричество почти в круглосуточном режиме. При такой цене очистного сооружения я бы серьезно подумал над тем, чтобы заключить договор с очистными сооружениями и регулярно принимал бы у себя ассенизаторную машину.

Из более реальных мер я вижу раздельный сбор и обработку черных и серых вод. Признаюсь, к этому варианту я пришел сразу, как построил свой септик. Как говорится, хорошая мысля приходит опосля. Действительно, концентрация черных вод будет значительно выше, чем в обычном случае. Это положительно скажется на процессе разложения, будь он аэробный или анаэробный. Да, пришлось бы иметь два септика, но они оба были бы значительно меньше по размерам, чем тот, что есть сейчас, чистить любой из них было бы значительно проще и легче. Причем, заметьте, серым водам не нужно отстаиваться, а это значит, что и септик для серых вод можно сделать однокамерным с выходом на сеть подземной фильтрации. В целом, подозреваю, что такая система была бы в разы надежнее и проще чем система совместного сбора серых и черных вод. Единственное, что не очень приятно – так это то, что нужно и по дому проводить двойную канализационную систему, а ее в любом случае нужно проектировать заранее. Провести параллельную трубопроводную канализационную систему для черных вод в построенном доме очень сложно.

Классным был бы вариант устроить септик таким образом, чтобы получать метан и использовать его для отопления. Мысль замечательная, тем более, что я видел схемы и найти их не трудно. К сожалению, подходит такая система только для животноводческих хозяйств, в которых есть постоянное производство топлива для такого реактора. Я имею ввиду навоз. В бытовых условиях, боюсь, не хватит отходов.

Выводы

Главный вывод в том, что есть три метода, которые позволяют нам очистить бытовые сточные воды с приличным качеством.

Первый метод стоит минимум сто тысяч рублей плюс ежедневное потребление энергии плюс ежегодное обслуживание плюс использование только определенной бытовой химии, которая имеет значительную стоимость.

Второй метод заключается в постройке у себя на участке многочисленных колодцев с переливами и песчанно-гравийными фильтрами. При этой вы займете очень много места и получите необходимость ежегодных обслуживаний и регулярных чисток. Сохраняется требование использования биоразлагаемой бытовой химии. Кстати, денег вы при этом потратите не на много меньше, чем пресловутые сто тысяч рублей.

Третий метод – просто хранение отходов с их регулярным вывозом. Вариант не так плох, если учесть, что один резервуар дешевле, чем система канализации, практически не требует обслуживания и не имеет ограничений на использование бытовой химии. Однако, боюсь, что вывоз отходов должен быть довольно частым.

Вот. Выбирайте! Моя точка зрения заключается в том, что каждый должен сам для себя изобрести некий комбинированный метод, позволяющий свести расходы денег и нервов к минимуму