Септик — это подземная камера из бетона, стекловолокна или пластика, через которую протекают бытовые сточные воды ( канализация ) для базовой очистки сточных вод . [2] Процессы отстаивания и анаэробного сбраживания уменьшают количество твердых веществ и органических веществ, но эффективность очистки является лишь умеренной (называется «первичной очисткой»). [2] Системы септиков — это тип простого локального канализационного сооружения . Их можно использовать в районах, не подключенных к канализационной системе, например, в сельской местности. Очищенные жидкие стоки обычно сбрасываются в септическое дренажное поле , которое обеспечивает дополнительную очистку. Тем не менее, может возникнуть загрязнение грунтовых вод , что является проблемой.
Термин «септик» относится к анаэробной бактериальной среде, которая развивается в резервуаре, который разлагает или минерализует отходы, сбрасываемые в резервуар. Септики могут быть объединены с другими локальными установками очистки сточных вод , такими как биофильтры или аэробные системы, включающие искусственно принудительную аэрацию . [3]
Скорость накопления ила, также называемого септиком или фекальным шламом , выше, чем скорость разложения. [2] Поэтому накопленный фекальный шлам необходимо периодически удалять, что обычно делается с помощью вакуумной машины . [4]
Септик состоит из одного или нескольких бетонных или пластиковых резервуаров объемом от 4500 до 7500 литров (от 1000 до 2000 галлонов); один конец соединен с впускной трубой сточных вод , а другой — с полем септического дренажа . Обычно эти трубные соединения выполнены с помощью Т-образной трубы, что позволяет жидкости входить и выходить, не нарушая корки на поверхности. [ необходима цитата ] Сегодня конструкция резервуара обычно включает две камеры, каждая из которых оборудована отверстием для доступа и крышкой и разделена разделительной стенкой с отверстиями, расположенными примерно посередине между полом и крышей резервуара.
Сточные воды поступают в первую камеру резервуара, позволяя твердым частицам осаждаться, а пене всплывать. Осевшие твердые частицы анаэробно перевариваются, что уменьшает объем твердых частиц. Жидкий компонент протекает через разделительную стенку во вторую камеру, где происходит дальнейшее осаждение. Одним из вариантов для сточных вод является слив в септическое дренажное поле , также называемое полем выщелачивания, дренажным полем или полем просачивания, в зависимости от местности. Перед установкой требуется провести испытание на просачивание , чтобы убедиться, что пористость почвы достаточна для использования в качестве дренажного поля. [5] [6]
Сточные воды септика также могут быть направлены на вторичную очистку, обычно на сконструированные водно-болотные угодья. Сконструированные водно-болотные угодья выигрывают от хорошей производительности септиков при удалении твердых частиц, что позволяет избежать их быстрого засорения.
Сточные воды из септиков также могут направляться на централизованные очистные сооружения.
Оставшиеся примеси улавливаются и удаляются в почве , а избыток воды удаляется путем просачивания в почву, испарения и поглощения корневой системой растений и в конечном итоге транспирации или попадания в грунтовые или поверхностные воды . Трубопроводная сеть, часто проложенная в траншее, заполненной камнями (см. мокрая плитка ), распределяет сточные воды по всему полю с несколькими дренажными отверстиями в сети. Размер дренажного поля пропорционален объему сточных вод и обратно пропорционален пористости дренажного поля. Вся септическая система может работать только под действием силы тяжести или, если того требуют топографические соображения, с включением подъемного насоса .
Некоторые конструкции септиков включают сифоны или другие устройства для увеличения объема и скорости оттока в дренажное поле. Они помогают заполнять дренажную трубу более равномерно и продлевают срок службы дренажного поля, предотвращая преждевременное засорение или биологическое засорение .
Резервуар Имхоффа — это двухступенчатая септическая система, в которой ил сбраживается в отдельном резервуаре. Это позволяет избежать смешивания сброженного ила с поступающими сточными водами. Кроме того, некоторые конструкции септиков имеют вторую стадию, в которой стоки с анаэробной первой стадии аэрируются перед тем, как они попадут в поле инфильтрации.
Правильно спроектированная и нормально работающая септическая система не имеет запаха. Помимо периодического осмотра и опорожнения, септик может прослужить десятилетия при минимальном обслуживании, а срок службы бетонных, стекловолоконных или пластиковых резервуаров составляет около 50 лет. [7]
.jpg/1280px-Emptying_of_a_tank_full_with_sewage_by_vacuum_truck_(2921521126).jpg){kind=spacer}
Отходы, которые не разложились в результате анаэробного сбраживания, в конечном итоге должны быть удалены из септика. В противном случае септик заполняется, и сточные воды, содержащие неразложившийся материал, сбрасываются прямо в дренажное поле. Это не только вредно для окружающей среды, но и, если ил переливается из септика в поле выщелачивания, он может засорить трубопровод поля выщелачивания или уменьшить пористость почвы, что потребует дорогостоящего ремонта.
При опорожнении септика накопленный ил ( септаг , также известный как фекальный ил [8] ) откачивается из резервуара с помощью вакуумной машины . Частота опорожнения септика зависит от объема резервуара относительно вносимых твердых веществ, количества неперевариваемых твердых веществ и температуры окружающей среды (поскольку анаэробное сбраживание происходит более эффективно при более высоких температурах), а также от использования, характеристик системы и требований соответствующего органа.
Некоторые органы здравоохранения требуют опорожнять резервуары через установленные интервалы, в то время как другие оставляют это на усмотрение инспектора. Некоторые системы требуют откачки каждые несколько лет или раньше, в то время как другие могут выдерживать 10–20 лет между откачками. Старая система с резервуаром меньшего размера, используемая большой семьей, потребует гораздо более частой откачки, чем новая система, используемая всего несколькими людьми. Анаэробное разложение быстро возобновляется при повторном заполнении резервуара.
Пустой резервуар может быть поврежден гидростатическим давлением, в результате чего резервуар частично «выплывет» из земли, особенно в условиях наводнения или очень влажной почвы. [9]
Другим вариантом является «запланированная очистка» септиков, которая была инициирована в нескольких азиатских странах, включая Филиппины, Малайзию, Вьетнам, Индонезию и Индию. [10] В этом процессе каждая собственность охватывается по определенному маршруту, и жильцы собственности заранее информируются о предстоящей очистке.
Обслуживание септической системы часто является обязанностью жильца или владельца недвижимости. Некоторые формы злоупотребления или пренебрежения включают следующее:
Добавки для септиков продвигались некоторыми производителями с целью улучшения качества сточных вод из септиков, уменьшения накопления ила и уменьшения запахов. Эти добавки, которые обычно основаны на « эффективных микроорганизмах », обычно являются дорогостоящими в долгосрочной перспективе и не оправдывают ожиданий. [14] Было подсчитано, что в США в 2011 году на рынке было доступно более 1200 добавок для септиков. [15] Существует очень мало рецензируемых и воспроизведенных полевых исследований относительно эффективности этих биологических добавок для септиков. [15]
Хотя правильно обслуживаемый и расположенный септик не создает большего количества проблем для окружающей среды, чем централизованная городская очистка сточных вод, [16] определенные проблемы могут возникнуть при размещении септика в неподходящем месте, а поломки септика обычно обходятся дороже в плане ремонта или замены, чем муниципальная канализация. [16] Поскольку для септических систем требуются большие дренажные поля , они не подходят для густонаселенных районов.
Некоторые компоненты сточных вод, особенно сульфаты , в анаэробных условиях септиков восстанавливаются до сероводорода , едкого и токсичного газа. Нитраты и органические соединения азота могут восстанавливаться до аммиака . Из-за анаэробных условий происходят процессы ферментации и метаногенеза, которые могут генерировать углекислый газ и/или метан . Как углекислый газ, так и метан являются парниковыми газами, причем метан имеет потенциал глобального потепления примерно в 25 раз больше, чем углекислый газ. Это делает септики потенциальными источниками выбросов парниковых газов. Тот же метан можно сжигать для производства энергии для местного использования. [17]
Септики сами по себе неэффективны в удалении соединений азота , которые могут вызвать цветение водорослей в водоемах, куда попадает загрязненная вода из септической системы. Это можно исправить, используя технологию снижения азота [18] , например, гибридные водно-болотные угодья, или просто обеспечив, чтобы поле выщелачивания было правильно расположено, чтобы предотвратить прямое попадание сточных вод в водоемы. [ необходима цитата ]
Процессы ферментации делают содержимое септика анаэробным с низким окислительно-восстановительным потенциалом, что сохраняет фосфаты в растворимой и, таким образом, мобилизованной форме. Фосфаты, выбрасываемые из септика в окружающую среду, могут спровоцировать бурный рост растений, включая цветение водорослей, которое также может включать цветение потенциально токсичных цианобактерий .
Способность почвы удерживать фосфор обычно достаточно велика, чтобы справиться с нагрузкой через обычный жилой септик. Исключение возникает, когда поля септического дренажа расположены в песчаных или более грубых почвах на участке, прилегающем к водоему. Из-за ограниченной площади поверхности частиц эти почвы могут насыщаться фосфатами. Фосфаты будут распространяться за пределы зоны обработки, создавая угрозу эвтрофикации поверхностных вод. [19]
Заболевания, чрезвычайно опасные для человека, такие как кишечная палочка и другие колиформные бактерии, часто возникают после выхода из строя септиков. [20]
С другой стороны, правильно функционирующая септическая система обеспечивает значительное снижение патогенов по сравнению с прямым сбросом за счет отстаивания (в резервуаре) и поглощения почвой (в дренажном поле). В сточных водах достигается логарифмическое снижение 4–8 для колиформных бактерий, 0–2 для вирусов. Яйца паразитических червей также удаляются. Для улучшения эффективности удаления могут быть добавлены дополнительные фильтры, хотя их необходимо будет периодически заменять. [21]
В районах с высокой плотностью населения может произойти загрязнение грунтовых вод сверх допустимых пределов. Некоторые небольшие города сталкиваются с расходами на строительство очень дорогих централизованных систем очистки сточных вод из-за этой проблемы из-за высокой стоимости расширенных систем сбора. Чтобы сократить жилищное строительство, которое может увеличить спрос на строительство дорогой централизованной системы канализации, часто вводятся моратории на строительство и ограничения на раздел собственности. Обеспечение надлежащего функционирования существующих септиков также может быть полезным в течение ограниченного времени, но становится менее эффективным в качестве основной стратегии рекультивации по мере увеличения плотности населения.
В районах, прилегающих к водоемам с рыбой или моллюсками , предназначенными для употребления в пищу человеком, неправильно обслуживаемые и вышедшие из строя септические системы способствуют повышению уровня загрязнения, что может привести к ограничениям на вылов и/или закрытию коммерческого или любительского вылова.
В Соединенных Штатах , Американское жилищное обследование 2008 года показало, что около 20 процентов всех домохозяйств полагаются на септики, [22] и что подавляющее большинство систем расположено в сельской местности (50%) и пригородных районах (47%). [22] Индианаполис является одним из примеров большого города, где многие из городских районов по-прежнему полагаются на отдельные септические системы. [23] В Европе септические системы, как правило, ограничены сельскими районами. [ требуется ссылка ]
В Европейском Союзе стандарт EN 12566 устанавливает общие требования к комплектным и монтируемым на месте очистным сооружениям, используемым для очистки бытовых сточных вод.
Часть 1 (EN 12566-1) предназначена для септиков, которые изготавливаются заводским способом или изготавливаются из полиэтилена , армированного стекловолокном полиэстера, полипропилена , ПВХ-У , стали или бетона . Часть 4 (EN 12566-4) регламентирует септики, которые собираются на месте из готовых комплектов, как правило, бетонной конструкции. Сертифицированные септики обоих типов должны пройти стандартизированное гидравлическое испытание для оценки их способности удерживать взвешенные твердые частицы в системе. Кроме того, их структурная пригодность в соответствующих грунтовых условиях оценивается с точки зрения водонепроницаемости, эффективности очистки и структурного поведения. [24]
Во Франции около 4 миллионов домохозяйств (или 20% населения) используют локальные системы утилизации сточных вод ( l'assainissement non collectif ), [25] включая септики ( fosse septique ). Правовая основа для регулирования строительства и обслуживания септических систем была введена в 1992 году и обновлена в 2009 и 2012 годах с целью установления технических требований, применимых к индивидуальным канализационным системам. [26] Септики во Франции подлежат проверке со стороны SPANC ( Service Public d'Assainissement Non Collectif ), профессионального органа, назначаемого соответствующими местными органами власти для обеспечения соблюдения законов о сборе сточных вод, по крайней мере, один раз в четыре года. После введения EN 12566 сброс сточных вод непосредственно в канавы или водотоки запрещен, если только сточные воды не соответствуют предписанным стандартам. [27]
По данным переписи населения Ирландии 2011 года , 27,5% ирландских домохозяйств (т.е. около 440 000 домохозяйств), большинство из которых проживают в сельской местности, используют индивидуальные септики. [28]
После вынесения Европейским судом решения против Ирландии в 2009 году, в котором страна была признана несоответствующей Рамочной директиве по отходам в отношении бытовых сточных вод, сбрасываемых в сельской местности, был принят Закон о водоснабжении (поправка) 2012 года с целью регулирования сбросов сточных вод из бытовых источников, не подключенных к общественной канализационной сети, и обеспечения мер по регистрации и проверке существующих индивидуальных систем очистки бытовых сточных вод. [29] [30]
Кроме того, Агентство по охране окружающей среды разработало кодекс практики для регулирования планирования и строительства новых септиков, систем вторичной очистки, полей септиков и систем фильтрации. [31] Прямой сброс сточных вод из септиков в грунтовые воды запрещен в Ирландии, в то время как косвенный сброс через ненасыщенный грунт в грунтовые воды, например, с помощью поля септиков, или прямой сброс в поверхностные воды разрешен в соответствии с лицензией Закона о загрязнении воды. [31] Зарегистрированные септики должны очищаться от шлама уполномоченным подрядчиком не реже одного раза в год; удаленный фекальный шлам утилизируется либо на управляемом муниципальном предприятии по очистке сточных вод, либо в сельском хозяйстве при условии соблюдения правил управления питательными веществами. [31]
С 2015 года только некоторые владельцы недвижимости в Англии и Уэльсе с септиками или небольшими упакованными системами очистки сточных вод должны регистрировать свои системы и либо подавать заявление на получение разрешения, либо претендовать на освобождение в Агентстве по охране окружающей среды . [32] Разрешения должны выдаваться системам, которые сбрасывают больше определенного объема сточных вод за определенное время или которые сбрасывают сточные воды непосредственно в уязвимые зоны (например, некоторые зоны охраны грунтовых вод). [33] Как правило, разрешения не выдаются на новые септики, которые сбрасывают стоки непосредственно в поверхностные воды. Септик, сбрасываемый в водоток, должен быть заменен или модернизирован к 1 января 2020 года до станции очистки сточных вод (также называемой местной канализацией ) или раньше, если недвижимость будет продана до этой даты или если Агентство по охране окружающей среды (EA) обнаружит, что он вызывает загрязнение.
В Северной Ирландии Департамент охраны окружающей среды должен давать разрешение на все сбросы сточных вод, где предполагается, что сброс будет направлен в водный путь или систему инфильтрации почвы. В согласии на сброс будут изложены условия, касающиеся качества и количества сброса, чтобы гарантировать, что принимающий водный путь или подземный водоносный горизонт могут поглотить сброс. [34]
Регламент по водной среде 2011 года регулирует регистрацию систем септиков в Шотландии . Подтверждение регистрации требуется при строительстве новых объектов недвижимости или при смене владельца существующих объектов недвижимости. [35]
В Австралии требования к проектированию и установке септиков регулируются правительствами штатов через Департаменты здравоохранения и Агентства по охране окружающей среды. Регулирование может включать Кодексы практики [36] [37] и Законодательство. [38] Нормативные требования к проектированию и установке септиков обычно ссылаются на австралийские стандарты (1547 и 1546). Требования к вместимости септиков могут быть изложены в Кодексах практики и могут различаться в зависимости от штата.
В основном из-за выщелачивания воды из сточных вод множества близко расположенных септических систем, [39] многие муниципальные округа (например, Саншайн-Кост, Квинсленд ) запретили септические системы и требуют их замены на гораздо более дорогие малогабаритные системы очистки сточных вод , которые активно закачивают воздух в резервуар, создавая аэробную среду. [ необходима цитата ] Септические системы должны быть заменены как часть любого нового применения в здании, независимо от того, насколько хорошо работала старая система. [ необходима цитата ]
По данным Агентства по охране окружающей среды США , в Соединенных Штатах владельцы домов несут ответственность за поддержание своих септических систем в рабочем состоянии. [40] Любой, кто игнорирует это требование, в конечном итоге столкнется с дорогостоящим ремонтом, когда твердые частицы вытекут из резервуара и засорят систему утилизации очищенных жидких отходов.
В Вашингтоне , например, «округ защиты моллюсков» или «округ чистой воды» — это географическая зона обслуживания, назначенная округом для защиты качества воды и ресурсов приливной зоны. Округ обеспечивает механизм для создания местных фондов для услуг по качеству воды для контроля неточечных источников загрязнения, таких как обслуживание септических систем. Округ также служит образовательным ресурсом, привлекая внимание к источникам загрязнения, которые угрожают водам, где растут моллюски. [41]
Термин «септический резервуар» или, чаще, «септик» используется в некоторых частях Британии как сленговое выражение для обозначения американцев [42] , происходящее от рифмованного сленга кокни septic tank, означающего «янки». [43] Иногда австралийцы сокращают его до «seppo». [44]
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)