Введение
Тип подземного сооружения для удаления сточных вод
Септические дренажные поля, также называемые полями фильтрации или дренажными системами, – это подземные сооружения для удаления сточных вод, используемые для удаления загрязняющих веществ и примесей из жидкости, образующейся после анаэробного разложения в септике. Органические вещества в жидкости расщепляются микробиологической экосистемой. Септическое дренажное поле, септик и сопутствующие трубопроводы составляют септическую систему. Дренажное поле обычно состоит из системы траншей, содержащих перфорированные трубы и пористый материал (часто гравий), покрытый слоем почвы для предотвращения доступа животных (и поверхностного стока) к сточным водам, распределенным в этих траншеях. Основные факторы при проектировании – это гидравлические расчеты, учитывающие объем сточных вод, подлежащих удалению, и биохимические, учитывающие долгосрочную потребность в кислороде этих сточных вод. Участок земли, выделенный под септическое дренажное поле, может называться резервной зоной септика (SRA). Поля орошения сточными водами также удаляют сточные воды через систему канав и лагун (часто с минимальной или отсутствующей предварительной обработкой). Они чаще встречаются в засушливых странах, поскольку поверхностный сток воды позволяет использовать его для орошения (и удобрения) сельскохозяйственных земель.
Дизайн
Многие органы здравоохранения требуют проведения теста на просачивание (перколяционный тест), чтобы установить пригодность почвы дренажного поля для приема сточных вод из септика. Инженер, почвовед или лицензированный проектировщик может быть обязан сотрудничать с местным регулирующим органом для разработки системы, соответствующей этим критериям. Более прогрессивный способ определения размера поля фильтрации – непосредственное наблюдение за почвенным профилем. В ходе такого наблюдения инженер оценивает различные характеристики почвы, такие как текстура, структура, консистенция, поры/корни и т.д. Цель перколяционного тестирования – убедиться, что почва достаточно проницаема для просачивания сточных вод из септика, но при этом достаточно мелкозерниста для фильтрации патогенных бактерий и вирусов до того, как они достигнут источника водоснабжения, такого как скважина или поверхностный водоем. Грубые почвы – песок и гравий – могут быстро отводить сточные воды из дренажного поля до того, как патогены будут уничтожены. Ил и глина эффективно фильтруют патогены, но обеспечивают очень ограниченную скорость потока сточных вод. Перколяционные тесты измеряют скорость, с которой чистая вода просачивается через дренажную канаву в почву. Наблюдаемые показатели просачивания могут снижаться под воздействием нескольких факторов, когда дренажное поле получает анаэробные стоки из септика:
Микробные колонии, катаболизирующие растворимые органические соединения из сточных вод септика, прикрепляются к частицам почвы и уменьшают межчастичное пространство, доступное для потока воды. Эти колонии, как правило, образуют низкопроницаемую биопленку из желатинообразной слизи на границе раздела дренажной канавы и почвы. Нерастворимые частицы, достаточно мелкие, чтобы проходить через септик, накапливаются на границе раздела дренажной канавы и почвы; небиоразлагаемые частицы, такие как синтетические волокна из стирки, минеральная почва от промывки, или фрагменты костей и яичной скорлупы из измельчителя пищевых отходов, остаются и заполняют межчастичное пространство, ранее доступное для оттока воды из канавы. Кулинарные жиры или нефтепродукты, эмульгированные моющими средствами или растворенные растворителями, могут просачиваться до анаэробного разжижения, если объем септика недостаточен для обеспечения адекватного времени пребывания, и могут застывать в виде гидрофобного слоя на границе раздела дренажной канавы и почвы. Повышение уровня грунтовых вод может уменьшить доступный гидравлический напор (или вертикальное расстояние), вызывая гравитационный поток воды от дренажной канавы. Сточные воды, первоначально стекающие вниз из дренажной канавы, могут в конечном итоге столкнуться с грунтовыми водами или непроницаемой породой или глиной, что потребует изменения направления движения в сторону горизонтального от дренажного поля. Для преодоления вязких сил трения, сопротивляющихся потоку через пористую почву, необходимо определенное вертикальное расстояние между уровнем сточных вод в дренажной канаве и уровнем воды, соответствующим выходу сточных вод из дренажного поля. Уровень сточных вод вблизи дренажного поля будет подниматься к поверхности земли, чтобы сохранить эту разницу в вертикальном расстоянии, если уровень грунтовых вод, окружающих дренажное поле, приблизится к уровню сточных вод в дренажной канаве. Сточные воды септика с растворимыми органическими соединениями, проходящими через биопленку, образуют линзовидное скопление над грунтовыми водами, лежащими в основе дренажного поля. Молекулярная диффузия контролирует смешивание растворимых органических соединений с грунтовыми водами и перенос кислорода из грунтовых вод или капиллярной бахромы уровня грунтовых вод к микроорганизмам, способным катаболизировать растворенные органические соединения, остающиеся в шлейфе сточных вод.
Биофильтр
При использовании септика в сочетании с биофильтром можно уменьшить высоту и площадь отвода дренажного поля. Технология биофильтрации может обеспечить возможность более плотной застройки, минимальное нарушение ландшафта и больше полезной площади для деревьев, бассейнов или садов. При должном регулярном обслуживании это может снизить риск засорения дренажного поля. Биофильтр не уменьшает объем жидкости, просачивающейся в почву, но может снизить потребность органических веществ в кислороде в этой жидкости.
График дозирования или периоды отдыха
Отводные поля могут быть спроектированы с несколькими отдельными участками для распределения сточных вод из одного септика. Один участок может быть временно выведен из эксплуатации, пока сточные воды направляются на другой участок. Нематодное сообщество на участке, находящемся в состоянии покоя, продолжает питаться накопленной биопленкой и жирами, когда поступление анаэробных сточных вод из септика прекращается. Этот естественный процесс самоочищения может снизить биозасорение, улучшая водопроницаемость поля за счет увеличения доступного межчастичного пространства в почве по мере окисления накопленного органического материала. Скорость фильтрации после периода покоя может приблизиться к исходной скорости фильтрации чистой воды на участке, но вряд ли достигнет ее.
Неуместные отходы
Микроорганизмы в септических ямах и дренажных полях обладают очень ограниченной способностью к катаболизму нефтепродуктов и хлорированных растворителей и не способны удалять растворенные металлы; хотя некоторые из них могут поглощаться илами септических ям или почвами дренажных полей, а их концентрация может снижаться за счет смешения с другими грунтовыми водами вблизи дренажного поля. Моющие средства могут снижать эффективность дренажного поля. Отбеливатель для белья может замедлять или останавливать микробную активность в дренажном поле, а дезинфицирующие или дезодорирующие химические вещества могут оказывать аналогичное воздействие. Моющие средства, растворители и средства для прочистки труб могут переносить эмульгированные, омыленные или растворенные жиры в дренажное поле до того, как они будут катаболизированы в короткоцепочечные органические кислоты в слое пены септика.