Новое в автономных системах наружной канализации (Статья в журнал «Строительный вестник»)
Весной текущего года специалисты и руководители ведущей в России компании по производству очистного оборудования «НЭП-Центр» (г.Москва) и фирмы «БРИН-99» (г.Екатеринбург) были приглашены на американскую выставку и научно-практическую конференцию по малым очистным сооружениям, которая состоялась г. Мемфисе, штат Теннесси. США – ведущая в мире страна по использованию малых очистных сооружений и локальных систем канализации. Поэтому материалы этой статьи могут представить большой интерес для наших отечественных строителей, специалистов коммунального хозяйства, санитарных и экологических служб и конечных пользователей.
В отличие от России, где малые очистные сооружения и автономные системы канализации стали активно применяться в практике строительства только в последние 8-10 лет и еще не завоевали доверия и безоговорочного признания со стороны административных и контролирующих органов, в США автономная система канализации считается основным видом инженерного решения в проектировании и строительстве систем канализации. Новые централизованные системы канализации, квартальные сети и общегородские очистные сооружения практически на строятся. Вместе с тем в США насчитывается 32 миллиона (!) малых очистных сооружений. В отдельных штатах до 35% населения пользуются автономными системами канализации с биологической очисткой стоков. В стране создан обширный рынок очистных установок различных типов, широкая сеть средних и малых фирм по их установке и обслуживанию, работающих под строгим контролем со стороны государственных санитарных органов и экологических служб. Деятельность отрасли малых очистных сооружений хорошо организована и жестко регламентирована. Как на федеральном уровне, так и на уровне штатов разработаны нормы и нормативы, которыми должны руководствоваться проектировщики и строители при создании автономных системы канализации. Любой американский строитель знает «назубок», на каком минимальном расстоянии от дома, от реки, от забора, от соседской скважины или от обрыва может быть «посажена» очистная установка или поле подземной фильтрации. А любой застройщик может найти в офисе местной администрации список очистных установок, рекомендованных к применению в данном штате или районе, а также список проектных и строительных фирм, к которым можно обратиться. Здесь же находятся различные брошюры, инструкции и руководства по применению малых очистных сооружений с правилами их установки и эксплуатации. Способствуя применению и распространению более прогрессивных и эффективных очистных установок, административные органы тем самым проявляют свою заботу о людях и об окружающей среде. Более того, применяя установки с биологической очисткой стоков, застройщик может рассчитывать на финансовую помощь со стороны административных органов – лишь бы вы максимально очищали стоки перед сбросом их в природную среду. В каждом штате существует стройная система обучения и повышения квалификации работников отрасли малых очистных сооружений. В стране издаются сотни книг и несколько специализированных журналов по этой тематике, а также функционируют сотни сайтов в интернете, в которых можно найти ответы на все вопросы, относящиеся к этой теме. В интернете размещены и общедоступны все нормативно-технические документы по этой отрасли. Работники отрасли (а на выставке и конференции были представлены почти все штаты) составляют дружное и уважаемое сообщество профессионалов (академических ученых, конструкторов, проектировщиков, строителей, контролеров и проч.), сознающих свою важную миссию в обеспечении, с одной стороны, удобства проживания граждан, и, с другой стороны, в обеспечении здоровья нации и защиты окружающей среды.
Интересно, что нормы очистки сточных вод в США значительно ниже и «мягче», чем в России. Причем эти нормы разработаны специально для малых очистных сооружений. Прагматичные американцы четко сознают, что чем жестче нормы, тем сложнее и дороже очистное оборудование. Поэтому они сумели, на наш взгляд, найти ту золотую середину между необходимостью и достаточностью, которая позволила им вести борьбу за сохранение окружающей среды эффективно и масштабно, включив в нее большинство населения. Хотя американские нормы очистки менее жесткие, зато они гораздо строже, чем в России контролируются и соблюдаются. Штрафы за нарушение столь высоки, что второй раз их нарушить уже не захочется.
Что же интересного показала выставка в части используемых технических средств и технологий? Более половины американских очистных установок составляют резервуары-септики в сочетании с системами сброса очищенных стоков в грунт через различные подземные дренажные устройства. В конструкции септиков американцы достигли больших высот. Совершенствование септиков привело их к созданию устройства (представленного на выставке фирмой Adwanced Wastewater Systems) под названием суперсептик (Super septic tank). Септики – столь популярны в США, что фирмы-производители упорно продолжают пропагандировать их среди населения и вести поиски путей их дальнейшего усовершенствования, хотя эта «ветвь» в мире уже давно считается бесперспективной и тупиковой. Имеются в Америке и многочисленные установки очистки стоков на основе аэробных биологических процессов. Одной из наиболее совершенных американских очистных установок являются установки фирмы Cromaglass различной мощности от 1,7 до 50 кубм стоков в сутки. Установки работают как SBR-реакторы, в которых осуществляется так называемая «пакетная» обработка (термин, пришедший из области электронной обработки данных), когда стоки, накопленные в одном из отсеков установки (реакторе), последовательно проходят в нем сначала аэробную очистку, а затем аноксидную. Однако эти установки трудно считать новинкой. Если учесть, что они появились на американском рынке около десяти лет назад, то можно сказать, что американская научная мысль и индустрия по производству очистных установок не слишком-то прогрессирует, если не сказать топчется на месте. В этом смысле, российская очистная установка «ЮБАС», представленная на конференции в США, как оказалось, не просто имеет отдельные преимущества перед лучшими американскими моделями, а превосходит их по всем показателям. Она не только лучше очищает хозяйственно-бытовые стоки, но при этом еще и надежнее, меньше по габаритам, легче по весу и потребляет меньше электроэнергии. Впрочем - это тема отдельного «разговора» и отдельной статьи.
В чем американцы превосходят российскую отрасль малых очистных сооружений, так это в технологии утилизации очищенных стоков. Выброс очищенных стоков на рельеф запрещен в большинстве штатов. Основной способ сброса очищенных стоков в США – это сброс в грунт через различные дренажные устройства. Американцы широко применяют разнообразные конструкции дренажей. Так у них есть специальные конструкции дренажной траншеи для участков с высоким уровнем грунтовых вод (например, Wisconsin At-Grade System), что существенно раздвигает границы применения подземного водосброса как наиболее безопасного и эффективного способа утилизации очищенных стоков (и этот способ был немедленно взят нами на «вооружение»). Интересной представляется конструкция дренажной траншеи глубокого заложения (deep trench). При ширине не более 30-40 см и глубиной около 3 м, такая траншея представляет собой как бы перевернутое в вертикальное положение поле подземной фильтрации. Производительность и эффективность такой траншеи в полтора-два раза выше соответствующих показателей традиционной траншеи.
Вместо дренажных траншей в США широко используются пластиковые подземные камеры специальной конструкции, позволяющие строить «дренаж» без дорогостоящего и трудоемкого щебеночного наполнителя. Легкие и удобные, они вручную укладываются в траншею (причем, не обязательно прямую), образуя подземные пустоты («пещеры») значительного объема, в которых стоки напрямую соприкасаются с грунтом по всей площади поверхности камер. Такая камерная технология (chamber technology) в два раза эффективнее традиционных щебеночных дренажей.
Еще более эффективными являются так называемые капельные системы сброса очищенных стоков в грунт (drip dispersal systems). Выполненные из пластиковых труб малого диаметра специальной конструкции и уложенные на глубине всего 30-40 см (что не мешает их использовать в зонах сурового климата – например, на Аляске), они обеспечивают сброс стоков в грунт под давлением, что позволяет использовать для водосброса грунты с самой низкой водопроницаемостью, традиционно считающиеся непригодными для инфильтрации стоков. Эти системы существенно расширяет границы применения малых очистных сооружений, делая их практически независимыми от типа грунта, имеющегося на участке застройки.
Таким образом, применяемый американцами широкий спектр конструкций и технологий водосброса позволил им практически полностью избавится от «грунтовой» зависимости и отказаться от понятия «неблагоприятные грунтовые условия». Это очень важно особенно для таких неблагоприятных регионов как Урал, где преобладают слабоводопроницаемые грунты (глина, суглинок и проч.), высокий уровень грунтовых вод и суровые климатические условия.
В.Н. Ладыгин Исполнительный директор ООО «Предпритяие «БРИН-99»