имя
пароль
  регистрация

Библиотека

Технологии

Справочник

Место

Водоэффективный дом

 Современному жилищу, помимо энергии, требуется извне холодная и горячая вода, атмосферный воздух, потребительские товары, информация. В свою очередь он производит отходы, главными из которых являются сточные воды и твердые бытовые отходы. Таким образом, дом оказывается задающим звеном и узловым пунктом крупных ресурсных циклов. Они так же, как энергетический, требуют оптимизации.

Вода, как и воздух, является важнейшим фактором окружающей среды, оказывающим многообразное влияние на все процессы жизнедеятельности организма человека, его работоспособность и заболеваемость. Исследования, проведенные за рубежом и в России, выявили положительную корреляционную связь между степенью загрязнения питьевой воды и здоровьем человека.
Коммунальный сектор часто потребляет воды больше, чем промышленный. На ее очистку, подачу в дома и отведение стоков работают гигантские технические системы, наносящие значительный вред окружающей среде. Поэтому вопросы эффективного использования воды в жилом секторе не менее актуальны, чем энергосбережение.
Солевой состав воды
Гигиенический норматив минерализации питьевой воды по сухому остатку принят на уровне 1000 мг/л. Вода с большим содержанием солей имеет (в зависимости от характера солей) неприятный солоноватый или горьковатый привкус. Основную часть солей составляют хлориды и сульфаты, поэтому их содержание в питьевой воде ограничивается по порогу вкусового ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. У населения, постоянно пользующегося минерализованной водой (1,5— 3 мг/л сухого остатка), отмечена повышенная гидрофильность тканей, задержка организмом выпитой воды, снижение диуреза на 30—60%. Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, хуже утоляет жажду. Могут наблюдаться массовые кишечные расстройства у людей, употребляющих воду из нового источника в период летнего отдыха, вывоза детей в пионерские лагеря и т.д. Это связано преимущественно с содержанием в питьевой воде сульфатов натрия и магния (иногда даже при невысокой общей минерализации воды).
Использование маломинерализованной воды в качестве питьевой также отрицательно сказываются на здоровье человека. Длительное потребление такой воды нарушает водно- солевое равновесие организма, в основе которого лежит повышение выхода натрия в кровь и перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. Нижним пределом минерализации, при котором поддерживается гомеостаз организма, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации соответствует 200—400 мг/л. При этом содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния — 10 мг/л.
Обычно пользуются понятиями «чистая» и «грязная» вода, но существуют еще понятия кондиционной и некондиционной воды. В нормах на воду указывается не только максимальное количество загрязнений, но и тот диапазон, в котором должно находиться содержание того или другого элемента для того, чтобы вода была полезной для здоровья. Вода, соответствующая этим нормам, и есть «кондиционная» вода. В частности это касается, например, фтора, потому что, если содержание фтора в воде будет слишком низким, может начаться кариес, если слишком высоким — флюороз.
Состояние бытового водоснабжения
В 1890 г. на одного жителя Москвы расходовалось 11 литров воды в день, в 1914 г. уже 66 литров, в 1959 г. расходы превысили 500 литров, в настоящее время тратится порядка 700 литров на человека в день. Соответствующий показатель в Лондоне равен 250 литрам, в Париже — 450 литрам. Следует иметь в виду, что это полное потребление воды, включая расходы промышленностью, на полив зеленых насаждений и улиц и т.д. В Германии в настоящее время показатель расхода воды — 145 литров на человека в день.
Непосредственно в доме каждый москвич тратит около 200 литров холодной и 100 литров горячей воды. Считается, что человек тратит по 6—8 литров в день на мытье рук и чистку зубов не закрывая крана, 14—20 литров в минуту принимая душ, 130—150 на одну стирку, 150 — на принятие ванны, 15 — на одно ополаскивание унитаза. Сюда еще следует прибавить влажную уборку. Если через кран вытекает даже 10 капель в минуту, это означает бесполезную потерю 2 кубометров воды в год. Как показывает международная практика, установка поквар-тирных счетчиков воды с оплатой по ним, приводит к сокращению расхода воды на 40—50 и более процентов. Приблизительно 30% от стоимости воды приходится на электроэнергию, потраченную на привод перекачивающих насосов, в последние годы эта доля растет.
В настоящее время фактическая стоимость подаваемой воды в России 28 руб/м3, в тоже время ни в одной экономически развитой стране себестоимость ее не снижается ниже 1 долл./м3 . Население платит значительно меньше.
На питье и приготовление пищи уходит несколько литров или 2—3% потребляемой ежедневно москвичом воды. Еще несколько десятков литров уходит на личную гигиену и мытье посуды. Этим количеством и исчерпывается потребность в чистой питьевой воде. Для других целей может использоваться не столь чистая вода, которую можно получить, в частности, сбором и грубой очисткой дождевой воды. Такие системы стали в последнее время популярными в Европе. Некоторыми фирмами выпускаются готовые наборы. Они состоят из комплекта водосборных труб, фильтров, резервуара, насосов. Резервуар может устанавливаться как снаружи дома, так и в подвале. Они могут быть как бетонными, так и пластиковыми. Считается что на семью достаточно резервуара на 2,5—5 кубометров. Стенки резервуара не должны пропускать свет.
Дождевую воду без очистки можно использовать для полива сада и смыва в туалете и в уборке. В средних широтах дождей выпадает вполне достаточно, чтобы заменить собираемой дождевой водой как минимум половину ежедневно употребляемой воды. Недостатки сложившейся системы водоиспользования. Обычно дети, впервые узнав, что используемая в туалете смывная вода является питьевой, такой же, как и из-под крана, испытывают удивление, настолько это кажется неразумным. Однако взрослые привыкают к этому факту и перестают замечать его явную несообразность. Она происходит не от хорошей жизни: при использовании крупных водопроводных систем дешевле мириться с использованием питьевой воды там, где можно было бы обойтись технической, чем строить параллельно еще один водопровод.
Современные водопроводные системы подают воду иногда за сотни километров. Они представляют собой огромные и разветвленные технические системы, на строительство, ремонт и эксплуатацию которых затрачивается масса разнообразных ресурсов, что наносит существенный вред окружающей среде. Из-за протечек на пути в дома, по скромным подсчетам, теряется 30% воды. В странах третьего мира 60% водопроводной воды теряется из-за протечек и несанкционированных подключений. (Состояние мира. 1999) Большая часть ее попадает в подземное пространство города, внося свой вклад в процесс его подтопления. В домах разнообразные сантехнические устройства в массовом порядке также протекают, что в сумме увеличивает бесполезные потери до половины всей забираемой из природных источников воды. Так, через капающий кран теряется около 90 литров воды в сутки. Получается, что качать воду и стоки по изношенным и дырявым трубопроводам — это не намного лучше, чем носить воду решетом.
Относительно той части воды, которая, казалось бы, используется по назначению, также нельзя сказать, что она используется рационально. В частности, нельзя признать разумным то, что вода питьевого стандарта, очистка которой требует высоких затрат, используется, например, для мытья полов или слива в туалетах.
После попадания в канализацию, воды с различной степенью и составом загрязнения смешиваются, что серьезно усложняет их дальнейшую очистку. Особенно негативным оказывается смешение бытовых и промышленных стоков. Далее, если стоки попадают на очистку (в России, по официальной статистике, хотя бы какой-либо степени очистки подвергается только 45% городских стоков), то очищаются они отнюдь не до безвредного состояния. В процессе очистки образуется осадок — ил, которого за год в России образуется несколько миллионов тонн. Он мог бы служить удобрением, если бы не был загрязнен тяжелыми металлами И другими устойчивыми токсикантами. Из-за этого он требует захоронения, после которого он будет продолжать служить источником вторичного загрязнения окружающей среды. Ранее источниками тяжелых металлов служили только промышленные стоки, сейчас в связи с химизацией быта ими могут служить и бытовые стоки. Таким образом, даже раздельная канализация для промышленных и бытовых стоков в настоящее время не решает всех проблем.
Вода в местах ее забора крупными очистными станциями, как и все природные воды, становится все более загрязненной и, соответственно, очищать ее до необходимых стандартов становится все дороже. С другой стороны, большие водопроводные системы сами становятся источниками вторичного загрязнения воды. В больших водопроводных системах вода после очистных сооружений идет по трубам десятки километров, проходя через ряд насосов и накопительных емкостей. На всем протяжении она подвергается вторичному загрязнению. В трубах живут многочисленные колонии грибков и бактерий, разрушая материал труб и загрязняя воду. В результате вода насыщается выше норм различными металлами и другими элементами, а также органическими загрязнениями. Внутренние отложения на металлических трубопроводах представляют собой чудовищную смесь, состоящую из ржавчины, солей тяжелых металлов, карбонатов и целых колоний различного вида железобактерий в виде узелковых налетов от красно-черного до черно-коричневого цвета. Они живут и размножаются, питаясь окислами железа и элементами, содержащимися в протекающей воде. Ни в одной стране мира, кроме России, не разрешается применение оцинкованных труб в системах водоснабжения.
В силу специфики устройства и эксплуатации больших водопроводных систем очистить их от нежелательной микрофлоры невозможно. Специалисты же водоочистных станций отвечают только за качество отпущенной со станций воды, и даже если оно в порядке, то потребителю от этого не легче.
Как стоки попадают в водопровод
Общеизвестна взаимосвязь между заболеваемостью населения и водным фактором. Особое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфекций и инвазий. В воде могут присутствовать сальмонеллы, шигеллы, лептоспиры, кишечная палочка, пастереллы, вибрионы, микобактерии, энтеровирусы и аденовирусы, а также цисты лямблий, яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы, возбудители шистосомоза и др. Изношенность канализационных сетей создает реальные условия для попадания канализационных стоков в питьевую воду. Именно в этом главная причина заражения людей гепатитом, дизентерией, холерой и другими болезнями. Практика показала, что основной причиной большинства эпидемий является употребление зараженной вирусами, микробами воды для питьевых и других нужд.
Водопроводные и канализационные трубопроводы нередко соседствуют друг с другом, при авариях стоки могут попадать в водопровод, что иногда и случается. Тогда медики фиксируют вспышки кишечных заболеваний. Подмешивание стоков в водопроводную воду возможно и при «нормальной» работе крупной водопроводной системы. Во время интенсивной работы насосов для питания водой высотных домов в подводящих водопроводных трубах создается отрицательное давление, что приводит к подсосу (поскольку абсолютно герметичный водопровод технически невозможен) в водопровод грунтовых вод, а если рядом проложены канализационные трубы, что у нас не запрещено строительными нормами, то результат для состава воды очевиден.
При этом ответственные лица, формально не греша против истины, могут бодро рапортовать, что вода очищается согласно правилам и безвредна, точнее соответствует ГОСТу. Не уточняя при этом, какая вода — та, что из-под крана, или та, что на выходе из очистных сооружений. С другой стороны, безвредность и соответствие нормам — тоже разные вещи. Недавние исследования, проведенные в Канаде, например, показали, даже отвечающая всем самым жестким требованиям по чистоте вода, обеззараженная хлором, представляет опасность для здоровья человека из-за неизбежного присутствия в ней высокотоксичных хлорорга-нических соединений.
До конца XIX века эпидемии холеры, брюшного тифа, дизентерии выкашивали целые города. Но более 100 лет тому назад выяснилось, что при растворении в воде газообразного хлора происходит ее обеззараживание, и во многих странах приступили к широкомасштабному хлорированию питьевой воды.
Недавние исследования, однако, выявили, что регулярное потребление хлорированной воды может привести к развитию других тяжелых заболеваний. При хлорировании воды, содержащей органические соединения, в ней образуются хлороформ и другие побочные продукты дезинфекции — хлоруксусная кислота, хлор-кетоны, хлорзамещенные бифенилы, диоксин. У людей, потребляющих хлорированную воду из поверхностных вод, богатых органикой, по сравнению с теми, кто пил воду из подземных источников, возрастает риск заболевания раком, сердечно-сосудистыми и почечными заболеваниями, спонтанных абортов, и врожденных уродств. До начала повсеместного хлорирования воды диагноз «атеросклероз» ставили очень редко, а смертность от сердечнососудистых заболеваний не превышала 9%. Уже в 20-е годы частота атеросклеротических повреждений сосудов возросла, а к концу XX века сердечно-сосудистые заболевания вышли на первое место как причина смертности. Появляются утверждения, что хлорирование воды, содержащей органику,— основная причина эпидемии сердечно-сосудистых заболеваний в XX веке. Обезопасить себя от хлорорганичеких соединений в воде можно, используя воду из подземных источников, не содержащих органики, и применением специальных фильтров для очистки воды, идущей на приготовление пищи.
Еще один недостаток крупных водопроводных систем состоит в том, что для эксплуатирующих организаций нет должной экономической заинтересованности в экономии воды. Связано это с тем, что их основные затраты приходятся на поддержание в рабочем состоянии самой водопроводной системы (80% затрат) и лишь 20% — стоимость подаваемой воды. Поэтому, если мы сэкономим, к примеру, 90% воды, затраты водопроводчиков упадут всего лишь на 20 х 0,9 = 18%.
Таким образом, становится все более очевидной техническая, экологическая и экономическая несостоятельность больших централизованных водоподающих и канализационных систем. В то же время сейчас доказывают свою эффективность и получают все большее распространение локальные сети и индивидуальные установки водоснабжения и канализации.
Децентрализация   водоснабжения и водоотведения
Очевидный выход состоит в том, чтобы приблизить очистку воды к местам ее потребления. Это означает отказ от крупных систем водоснабжения и переход к индивидуальным или небольшим коллективным системам, что граждане явочным порядком уже и делают, покупая домашние фильтры для очистки воды.
Водоснабжение и канализация экодома
В экодоме целесообразно использовать схемы раздельного и повторного водоснабжения, водосберегающую сантехнику, сбор дождевой воды, раздельный сбор и очистку черных и серых стоков.
Забираемую из природных источников воду в настоящее время, как правило, необходимо очищать. Нет смысла использовать хорошо очищенную воду питьевых стандартов для всех бытовых целей, как это делается сейчас. Разумнее использовать два-три стандарта качества воды для разных видов использования, т.е. ввести дифференциальную водоподготовку. Необходимая дополнительная прокладка трубопроводов, в силу близости устройств водоподготовки, оправдает себя. Таким образом, небольшие коллективные или индивидуальные системы водоснабжения без труда могут быть выполнены по раздельной схеме, когда тщательно очищается только питьевая вода, дополнительно подаются воды меньших степеней очистки для тех или иных хозяйственных нужд. Способы очистки воды зависят от ее конкретного состава и должны подбираться индивидуально.
В качестве одного из источников водоснабжения может быть использована дождевая вода. Для того чтобы при сборе в нее не вносились дополнительные загрязнения, кровля не должна содержать токсичных покрытий, например оцинкованного железа. Может оказаться, что дождевая вода удовлетворяет поливным стандартам, в таком случае ее не потребуется очищать. Кроме того, использование дождевой воды приближает водный баланс местности к естественному, тем самым, уменьшая риск нарушения водного баланса местного ландшафта.
Водоэкономные сантехнические устройства
По данным исследователей, водные туалеты расходуют почти половину бытовой воды, ванны и душ — треть, остальное приходится на стирку, мойку посуды, приготовление пищи. Главные нововведения в экодоме по части использования воды — это водо-экономная сантехника и водоэкономные и мало- или безреагентные малозагрязняющие процессы использования воды, такие, как стирка, мойка и т.д. Типовые объемные пропорции сточных вод составляют: туалетные — 35%, кухонные — 20%, ванна и душ — 25%, от стирки — 20%.
Обычная сантехника не побуждает человека экономить воду. Водосберегающие устройства ненавязчиво и постоянно устраняют полезные расходы. К ней, в частности, относятся такие, известные каждому устройства, как деревенские рукомойники или краны в железнодорожных вагонах. Водосберегающие душевые кабины применялись в начале XX века в одной из московских бань: вода лилась, только когда человек стоял непосредственно под душем, на металлической пластине, соединенной с клапаном. Водосберегающая сантехника не только не допускает протечек, но и позволяет многократно экономить воду без ухудшения потребительских стандартов. Примером отечественных водосберегающих устройств являются разработанные для космических станций насадки для душа. Они с успехом могут применяться для земных душевых установок и водопроводных кранов. Они распыляют струю воды, что позволяет снизить ее расход до менее 0,4 литра в минуту без ухудшения качества процедуры. Качество распыления выше, чем у зарубежных аналогов. Опытное применение насадок в одном из многоквартирных жилых домов Санкт-Петербурга показало сокращение расхода холодной воды на 36,5%, горячей на 20,6%. Существуют сантехнические устройства с автоматическим прерыванием подачи воды, когда в ней нет нужды.
Одним из способов сбережения воды и энергии является установка в системах коммунального и промышленного водоснабжения регуляторов давления воды (РДВ), с целью снижения избыточного давления воды до оптимального. Регуляторы при изменении входного давления от 2 до 10 кг/см2 , поддерживают давление воды на выходе от 1 до 1.6 кг/см2 при наличии водораз-бора и не более 4 кг/см2 при его отсутствии. При этом обеспечивается равномерное распределение воды между ближними и дальними от источника коммуникациями, а также между нижними и верхними этажами высотных зданий. Увеличивается срок службы сантехнических приборов, уменьшаются протечки, экономия воды доходит до 30%.
Например, выпускаются устройства для автоматического управления душем с индивидуальным встроенным термосмесителем. С его помощью в каждом душевом боксе можно задать необходимую комфортную температуру воды. ИК-датчик реагирует на присутствие человека перед ним (пуск воды происходит примерно через 2 с) или на приближение к датчику руки. Вода в последнем случае включается на определенное время (от 4 до 124 с в зависимости от настройки с помощью дистанционного управления).
Существует много конструкций автоматических кранов и смесителей для умывальников. Они различаются и по дизайну, и по способу установки (например, настенные или встроенные), и по возможности термоподготовки воды (на двух- или однотрубные системы), и по виду срабатывания ИК-датчика (на присутствие рук на расстоянии до 0,3 м или на присутствие человека на расстоянии до 0,7 м). Надо отметить, что все ИК-датчики не реагируют на другие источники света. Время выключения воды после удаления объекта можно выбрать с помощью дистанционного управления в пределах от 0, 25 до 7,75 с.
Устройства для автоматического смыва туалетов обычно предназначаются только для установки на напорный трубопровод с унитазами без бачка. ИК-датчики реагируют на присутствие человека перед ними на расстоянии до 0,7 м. Смыв произойдет через 2 с после выхода человека из зоны чувствительности. Предусмотрены возможность дополнительного смывания вручную кнопкой (например, при уборке) и автоматическое смывание после каждого восьмого пользования туалетом. Электромагнитный вентиль позволяет регулировать расход воды и допускает смыв поворотом катушки (например, в случае отключения электроэнергии).
Выпуск водо-сберегающих сантехнических устройств за рубежом расширяется, а установка домовладельцами экономически стимулируется. Примером могут служить двухрежимные унитазы, расходующие существенно меньше воды на слив. Для выпускаемых во многих странах многорежимных душевых насадок наличие режима экономной, или экоструи стало уже стандартом. Целесообразно налаживание выпуска подобной продукции и в России и стимулирование ее применения через территориальные строительные нормы (ТСН) и экономические программы.
Биотуалеты и компостирование органических отходов
Современные методы ведения сельского хозяйства превратили почву из возобновляемого ресурса в невозобновляемый. Потери почвы в мире от различных видов эрозии и невозврата органики, изъятой с урожаем, оцениваются в 90 миллиардов тонн в год. Скорость естественного почвообразования в несколько раз ниже темпов антропогенной эрозии.
Ежегодно порядка пяти миллиардов тонн сельхозпродуктов и растительного промышленного сырья отправляются в города, где превращаются в отходы и в виде загрязнений возвращаются в окружающую среду. Часть превращается в зараженный тяжелыми металлами и другими токсичными веществами ил со станций очистки сточных вод, часть попадает на свалки бытовых отходов, вызывая их гниение. Невосполняемый унос питательных веществ из почвы приводит к прогрессирующей потере плодородного слоя почвы, что является одной из острейших современных экологических проблем. Так, например, для того чтобы восполнить потерю питательных веществ, уносимых из почвы с тонной пшеницы, необходимо внести несколько тонн удобрений. Жилой сектор вносит в этот негативный процесс значительную долю, отправляя на свалки и в канализацию со сточными водами и мусором большое количество органических веществ. Эффективным способом исправления этого положения являются некоторые из получивших распространение в последнее время биотуалетов. Следует отличать настоящие, или, как пишут на Западе, истинные биотуалеты от химических туалетов, которые в рекламных целях также именуют биологическими. В последних фекалии обрабатываются химическими реактивами, после чего они становятся опасными для окружающей среды и должны обезвреживаться на очистных сооружениях.
История канализации одинаково беспристрастно хранит сведения о роскошных уборных Древнего Рима, которые служили местом встреч и бесед под журчание сливных ручьев, и о ночных горшках парижан в XII веке, содержимое которых выплескивали на улицу, в лучшем случае с криком: «Осторожно, вода!» Прообраз современного унитаза в России появился лишь в 80-х годах XIX века. И если ватерклозеты радикальным образом изменили жилища и стиль жизни горожанина, то в сельской местности прогресс в области канализации до сих пор оставляет желать лучшего. Пресловутые «удобства во дворе» и бесчисленные «скворечники» на шестисоточных наделах — яркое тому свидетельство.
Для такого положения дел существуют две объективные причины: отсутствие напорного водопровода в доме и невозможность сбрасывать очищенные стоки в водоем или в почву. Поэтому поиск и разработка новых типов туалетов продолжается во всем мире. Через испытания повседневной практикой не прошли такие, казалось бы, прогрессивные типы туалетов, как туалеты с замкнутым оборотом сливной жидкости, с пакетированием фекалий, туалеты с замораживанием и сжиганием нечистот и др.
В настоящее время канализация домов без водопровода обеспечивается, в основном, с помощью уборной с выгребной ямой. К настоящему времени, общество сумело облагородить «нужники» и создать так называемые «сухие», т. е. без смыва, туалеты в виде пудр-клозетов, люфт-клозетов, биотуалетов, а также химических туалетов.
К настоящему времени известно множество конструкций биотуалетов. Так, в США разработан туалет с замкнутым водяным циклом, вода в нем очищается и вновь подается на смыв. Это удобно для подводной лодки, но для дома, пожалуй, излишне сложно. Существует несколько видов практически приемлемых автономных туалетов.
Химические туалеты
Многим известны камерные туалеты как переносные (объемом до 22 литров) так и передвижные (объемом до 250 литров), со смывом фекалий и их последующей обработкой химикатами с целью дезинфекции и дезодорации. Никакого биологического разложения и уменьшения объема фекалий в них не происходит, поэтому название «биотуалеты», запущенное в обиход с легкой руки, точнее, языка маркетологов, следует считать вводящим в заблуждение. Такие туалеты правильнее будет называть «химтуа-летами».
Переносной «химтуалет» состоит из двух частей. В верхней части расположены унитаз и смывной бачок, а в нижней — приемный резервуар. В бачок заливают воду и специальные химические реагенты. Отходы смываются в приемный резервуар, где они дезодорируются и разжижаются. После заполнения приемника он легко отсоединяется, содержимое выливают в выгреб или в канализацию, но ни в коем случае не в компостную кучу или под кустики.
Реагенты обычно содержат формалин и другие опасные для людей и окружающей среды вещества, поэтому применение таких туалетов вообще, и в экодоме в частности, не рекомендуется.
Пудр- и люфт-клозеты относятся к старым проверенным конструкциям, однако они неудобны в эксплуатации, поскольку требуют частого ручного обслуживания.
Пудр-клозет
Уборная типа пудр-клозет является наиболее простой, но гигиеничной. Ее особенность заключается в отсутствии выгребной ямы. Резервуаром для сбора фекальных отходов служит бак (ведро) или ящик, которые ставят под стульчаком (сиденьем). Нечистоты сразу засыпают сыпучим органическим материалом (торф, опилки, зола и даже сухая земля) слоем около 1 см. Это устраняет запахи, отталкивает мух и способствует образованию колоний микроорганизмов для разложения отходов. Когда бак наполнится, его содержимое складывают в компостную кучу для получения удобрений. Для удаления бака верхнюю доску стульчака делают откидной или в задней стенке уборной устраивают плотно закрывающийся люк. Такую уборную можно делать как в летнем варианте, во дворе, так и блокировать с хозяйственными постройками и даже с домом. В последнем случае надо предусмотреть вентиляционный стояк, а стульчак делать как можно герметичнее. Швы следует законопатить или прошпатлевать и прокрасить. В уборной обустраивают место или емкость для хранения запаса сыпучего материала (торфа, опилок, песка, золы или земли).
Пудр-клозет является неплохим решением для дачи, но не очень удобен в доме постоянного проживания. Усовершенствованный пудр-клозет выпускается фирмой «Тандем», в нем механизированы наиболее трудоемкие операции.
Люфт-клозет
Люфт-клозет — это разновидность теплой уборной внутри дома с выгребом. Она отличается тем, что выгреб принудительно вентилируется с помощью обогреваемого вентиляционного канала (люфт-канала). Метод подогрева канала зависит от типа отопления дома. Например, от расположенной рядом дымоходной трубы, или от змеевика, питающегося от системы горячего водоснабжения, или от электрического нагревательного прибора, который располагают в нижней части канала. Канал сечением до 150x150 мм начинается в верхней части выгреба и выходит на крышу (выше конька).
Подогрев столба воздуха в канале создает в нем принудительную тягу, которая вытягивает воздух из выгреба и из уборной, препятствуя распространению запаха. Для усиления тяги приходится выполнять ряд особых требований.
Так, в канале допускается не более двух плавных поворотов, входную его часть делают наклонной в сторону выгреба и длиной не более 4 метров. Нижний срез сточной трубы (от воронки) располагают таким образом, чтобы он был ниже люфт-канала на 250—300 мм. Выгреб делают водонепроницаемым, а люк — с двойными крышками. Никаких дополнительных устройств вентиляции выгреба делать нельзя. Люфт-клозеты надежно работают в районах с умеренным и холодным климатом.
Современные биотуалеты
В западных странах, чтобы отличить настоящие биотуалеты от подделок, пользуются термином «истинные компостирующие туалеты». При словах «компостирующий туалет» многие протестуют, думая, что это возврат к использованию «вонючих отхожих мест». Но это совершенно неверно.
Уриноотводящий компостирующий туалет
Одно из простых и дешевых решений — уриноотводящий компостный туалет. В этом туалете используется немного воды для смыва мочи и отсутствует смыв кала и туалетной бумаги. Такая система применяется повсеместно, как в круглогодичных жилищах, так и в летних домиках, при этом неприятных запахов не возникает.
Принципом работы этого туалета является раздельный сбор различных составляющих сточных вод и использование возможно меньшего количества воды. Поскольку питательные вещества поступают в сточные воды в основном с мочой, проще всего их удалить отведением мочи от основного канализационного потока. Это достигается с помощью специального унитаза с системой раздельного сбора мочи и кала. Моча смывается небольшим количеством воды (0,1—0,2 л) и через отдельную трубу или шланг попадает в закрытый собирающий резервуар для того, чтобы предотвратить выделение азота в воздух. Объем резервуара должен составлять приблизительно 0,5 м на человека в год. Перед использованием в сельском хозяйстве моча должна отстаиваться примерно шесть месяцев для достижения достаточно низкого содержания патогенных микроорганизмов.
Фекалии и туалетная бумага собираются в пластиковые контейнеры (80 л каждый) и осушаются с помощью вентилятора. Контейнеры заменяются каждые 2-3 месяца.
После осушки отходов из туалета их можно компостировать вместе с органическими отходами, получая еще лучший конечный продукт. Конечный объем компоста очень мал, и с ним легко обращаться. Из соображений гигиены получаемый компост следует выдержать в закрытом контейнере минимум шесть месяцев перед внесением в почву. Эта система требует небольших затрат и расходов на обслуживание. Она подходит для летних домиков, круглогодичных жилищ, а также для туристических комплексов и других мест, где поступления сточных вод распределены неравномерно по времени.
Безводные биотуалеты
Классический безводный компостирующий туалет состоит из
Контейнер снабжен вытяжной вентиляцией. Так как вентиляция туалета производится через пьедестал, контейнер и вытяжной стояк, то запахи в помещения не попадают. Основная масса отходов преобразуется в углекислый газ и водяной пар и удаляется через вентиляцию. Масса отходов снижается приблизительно в десять раз. Остается лишь небольшое количество разложившихся отходов — перегной (ценное органическое удобрение).
Таким образом, компостирующие туалеты
Биотуалеты типа «Кливус Мультрум»
Первой удачной конструкцией компостирующего туалета является изобретенный в Швеции туалет «Кливус Мультрум» (КМ). В переводе его название означает «наклонная камера для компостирования». Он представляет собой камеру объемом в несколько кубических метров, устанавливаемую в подвале дома. Камера разделена на три отсека, содержимое перемещается с течением времени под действием силы тяжести в нижний, откуда периодически, раз в один-два года, изымается уже в виде готового удобрения. В массе отходов идет обычный, но интенсифицированный соответствующим устройством камер процесс компостирования. За время полного цикла переработки, которое составляет 1 -2 года, все органические отходы, попавшие в КМ, уменьшаются в объеме в 20 раз и превращаются в гумус, который представляет собой ценное концентрированное удобрение, удовлетворяющее санитарным нормам и готовое к внесению в почву. В год на человека образуется порядка 30 кг гумуса. Безопасность продукта и всего устройства засвидетельствована шведским министерством здравоохранения на основании многолетнего опыта эксплуатации сотен установок. В КМ можно сбрасывать фекальные отходы, кухонные отходы через отдельный вход в кухне, осадок из стоко-очистной установки, в ограниченном количестве бумагу и растительные отходы. Тем самым он становится более чем биотуалетом, а именно домашним биореактором.
Биотуалет КМ — безводный, поэтому водопотребление сравнительно с обычным сливным туалетом уменьшается на 60 литров в день на одного человека. Этим же существенно облегчается задача очистки стоков, поскольку, кроме уменьшения объема, исключается наиболее трудноочищаемая их часть. За счет выделения тепловой энергии при биохимических процессах, которую можно оценить как 0,6—1,0 мВт-ч/год на семью из четырех человек, он может дополнительно обогревать дом. В отдельных случаях удавалось добиться достаточно интенсивной естественной вентиляции в КМ, с тем чтобы не использовать вытяжные вентиляторы. Однако в серийных образцах вытяжной двухрежимныи вентилятор присутствует. При пользовании туалетом (крышка пьедестала поднята) вентиляция усиливается, чем предотвращается поступление запахов в помещения.
В КМ могут дополнительно загружаться и другие органические отходы домохозяйства: ил из отстойника сточных вод, ветки и листья растений, кухонные отходы. Не следует бросать в биотуалет макулатуру из-за токсичной типографской краски, шерсть и кости: они не гниют по 3—4 года. И, конечно, нельзя бросать в компост неразлагаемые преметы из пластмассы, металла и т.д. Деревянные бруски, щепки, ветки следует мельчить и помещать на дно кучи: прежде чем они сгниют, они поработают дренажем. В варианте захоронения на свалках, пищевые отходы, смешиваясь с другими бытовыми отходами, не только приводят к их длительному гниению, продолжающемуся десятки лет, но и обесценивают другие компоненты отходов. В частности, бумага, загрязненная пищевыми отходами, уже не может использоваться в качестве макулатуры. Выпускаются и отдельные компостирующие контейнеры для кухонных отходов. Входные отверстия в КМ выполняются в виде вертикальных шахт с первого или второго этажа дома. Это накладывает некоторые ограничения на планировку помещений в доме. Однако в последнее время появились мобильные биотуалеты, совместимые с КМ, которые в состоянии смягчить эти ограничения.
КМ имеет вытяжную трубу, которая в экодоме должна интегрироваться в общую систему вентиляции и регулирования внутреннего климата дома. Хотя КМ может работать и в режиме эпизодического использования, в основном он приспособлен для домов постоянного проживания. Биотуалеты типа КМ производятся в некоторых странах серийно. Определенное неудобство заключается в том, что еще не везде он сертифицирован местными санитарно-гигиеническими службами. В настоящее время безводные компостирующие туалеты нескольких марок выпускаются рядом зарубежных фирм, ценовой диапазон их составляет от 3000 до 6000 долл. Некоторые модели снабжены вентиляторами. Установка контейнера возможна как в подвале, так и снаружи дома. В России туалеты типа КМ изготавливаются в Новосибирске. В России небольшие биотуалеты с электроподогревом и принудительной вытяжкой выпускают три предприятия (Зеленодольский завод, Орский завод, московское ЗАО «Сантехника-ЭКО»). Благодаря своей компактности эти туалеты легко монтируются в помещении санузла или даже в жилом помещении при условии, что там есть отдушина для вытяжной трубы. Однако эти туалеты имеют серьезный недостаток — большой расход электроэнергии — 5 квт-ч./сутки.
Очистка сточных вод
Технически возможно иметь в доме замкнутую водооборотную систему, однако, в обычном экологическом доме в этом нет необходимости. Экодом не следует рассматривать как замкнутую систему жизнеобеспечения. Это не космический корабль, находящийся в экстремальных условиях. Нет причин чрезмерно отгораживать человеческое жилище от природы. Поэтому при разумном стремлении использовать воду многократно нет смысла делать   замкнутую   систему   водопользования.   В   большинстве случаев достаточно очищать воду до качества, при котором ее можно было бы использовать для полива, или отводить на грунтовую фильтрацию. При направлении такой воды на полив, она, проходя через почву, доочищается и одновременно обогащает ее питательными веществами, что является, в некотором роде, ее повторным использованием.
Сточные воды содержит патогенные микроорганизмы, которые являются возбудителями заболеваний. В них также содержатся питательные вещества для растений, в основном фосфор и азот, которые стимулируют рост водорослей в водоемах, принимающих сбросы. Водоросли со временем отмирают и разлагаются, расходуя в процессах гниения значительную часть кислорода, растворенного в воде. Проблему уменьшения содержания кислорода в воде усугубляют органические вещества и азотные соединения, которые, попадая в водоемы вместе со сточной водой, также разлагаются. Снижение уровня кислорода в воде может ослабить или погубить рыбу и другие водные организмы. С другой стороны, питательные вещества в сточных водах можно использовать в сельском хозяйстве вместо химических удобрений. Сегодня небольшие установки способны полностью или частично решить проблему очистки сточных вод, как с экономической, так и с экологической точек зрения.
Состав бытовых сточных вод
Бытовые сточные воды по происхождению делятся на три категории, имеющие существенно разный состав и свойства. Это моча, фекалии со смывной водой и стоки из кухни и ванной. Первые две категории называются черными стоками, третья — серыми. Наиболее эффективны раздельные очистные системы, в которых эти три категории не смешиваются и обрабатываются отдельно.
В моче содержится 80—90% азота, 90% калия и около 50% фосфора, которые необходимо удалять из бытовых сточных вод. Поэтому простой отвод мочи удаляет из сточных вод основную часть питательных веществ. В моче здорового человека сравнительно мало микробов и вирусов. Однако трудно полностью отделить мочу от кала, а опасность загрязнения болезнетворными микробами из мочевого тракта делает необходимым гигиеническую очистку мочи перед сбросом на почву.
Объем самих экскрементов очень мал. Вода, используемая для слива мочи и кала в обычном туалете, составляет 20—25% от общего потока сточных вод. В кале содержится приблизительно 25% фосфора, большая часть органических веществ и почти все патогенные микроорганизмы. Любой продукт, содержащий фекалии, будь то сточные воды из туалета или смешанные сточные воды, нуждается в обеззараживании перед внесением в почву.
Объем этих сточных вод из кухни и ванной составляет около 75% от общего бытового стока. В них не содержится большого количества питательных веществ, если используются моющие средства, не содержащие фосфор. Санитарное качество этой воды до сих пор является предметом обсуждений. Было обнаружено, что в сточных водах из кухни и ванной содержание патогенных микроорганизмов может быть так же высоко, как и в смешанных сточных водах, однако до сих пор некоторые специалисты утверждают, что гигиенический риск, связанный с этими сточными водами, невелик. Тем не менее, сточные воды из ванной и кухни необходимо обрабатывать в любом случае из-за высокого содержания в них органических веществ, потребляющих кислород (измеряется как БПК, биологическое потребление кислорода).
Отделение серой воды от черной воды значительно понижает опасность, связанную с загрязнением окружающей среды патогенами; органические вещества, содержащиеся в серой воде, разлагаются намного быстрее, чем содержащиеся в черной воде, и для их разложения требуется меньшее количество кислорода; серая вода — ценный ресурс, т.к. содержит питательные вещества, которые можно использовать для выращивания декоративных и сельскохозяйственных растений. Этим объясняется целесообразность раздельной очистки стоков серой и черной воды для сохранения здоровья и окружающей среды, и для существенных сбережений денежных средств.
Раздельный сбор означает сбор отдельно двух или более различных составляющих сточных вод. Существует три общепринятых типа раздельного сбора бытовых сточных вод:
В экодоме целесообразно разделять черные и серые стоки. Обработка черных стоков обсуждается в разделе о биотуалетах. Здесь же будут рассмотрены системы очистки серых стоков.
Серые сточные воды в свою очередь разделяются на воды из кухни и ванной. Первые богаты жирами, во вторых может содержаться повышенное количество фосфора из-за применения неэкологичных моющих средств. Поэтому кухонные стоки предварительно целесообразно пропустить через жировую ловушку, а для уменьшения фосфора в стоках из ванной, следует употреблять только моющие средства, прошедшие экологическую сертификацию.
Еще одной особенностью системы очистки стоков экодома является ее уменьшенный рабочий объем. Это следствие водоэкономности экологического дома. Объем его стоков можно рассчитать исходя из нормы в 40 — 60 литров в день на человека. Объем емкостей очистной установки рекомендуется делать вмещающим трехдневные стоки семьи. Поэтому объем стандартной коттеджной очистной установки на одну семью из 4—6 человек принимается равным 4—5 м , в то время как для экодома он может приниматься равным 1 м , с соответствующим ее удешевлением.
Ил, образующийся при очистке стоков, может перекладываться в биотуалет, в котором вместе с фекальными массами и органическими отходами будет превращаться в удобрение. Для надежной работы стокоочистная установка должна предусматривать наличие специальной емкости для изредка возникающих особо загрязненных стоков (например, инфицированные стоки от больного, машинные масла и т.д.), требующих особых технологий обеззараживания.
Добиваться высокой степени очистки сточных вод экономически обременительно. С другой стороны, в этом часто нет необходимости, так как при правильном ведении хозяйства в них не должно быть особо токсичных и ядовитых веществ. В этом случае предварительно очищенные серые воды выгодно использовать для полива растений на специальных биологических площадках.
Сейчас на рынке представлен ряд стокоочистных установок, как отечественного, так и зарубежного производства, как для отдельных коттеджей, так и для поселков. Они рассчитаны на стандартный водоотвод в 1—1,5 м3 в день на человека и на прием всех стоков, как черных, так и серых. Устанавливаться они могут как в подвале, так и снаружи, при наружной установке под них отчуждается определенное количество земли. Есть системы потребляющие электроэнергию для функционирования и не требующие ее. По эффективности очистки и цене они различаются незначительно. Цены на оборудование и на установку индивидуальных систем измеряются тысячами долларов, коллективные обходятся дешевле. Стоки иногда очищаются недостаточно эффективно, из-за чего могут возникать сложности с местными санитарно-эпидемиологическими службами.
В экодоме водопотребление, как правило, в несколько раз меньше и стоки должны обрабатываться раздельно, что требует других систем очистки. Первые такие установки Сток-1 (для кухонных стоков) и Сток-2 (для стоков из ванной) в России разработаны инициативной группой специалистов из Новосибирска. Они предназначены для установки в подвале с положительной температурой, имеют небольшие габариты (детали проносятся через стандартные двери) и стоимость. Степень очистки высокая, соответствующая водоемам рыбохозяйственного назначения. Вода после установок может направляться на полив или фильтроваться в грунт. Зимой вода может намораживаться на участке.
Для теплых стран перспективный и интенсивно совершенствующийся способ доочистки сточных вод состоит в отводе их на специальные биопруды и ботанические площадки. Известно, что камыш, эйхорния и многие другие водные растения способны интенсивно поглощать органические соединения, болезнетворные бактерии и другие химические загрязнения. Системы тростниковых заслонов применяются для доочистки как бытовых, так и промышленных стоков. Они занимают меньше места, чем обычные сооружения, и могут компоноваться в виде вертикальных батарей. Так, в Соединенных Штатах получили распространение сертифицированые, в том числе и для использования и в городах, индивидуальные биологические системы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, выполненные в виде фитоплощадок величиной в две сотки в расчете на 8 человек. На них можно выращивать фрукты и овощи, причем урожаи обычно получаются повышенные. Необходимым условием эксплуатации их является недопустимость попадания в туалет агрессивных и токсичных жидкостей и предметов из биологически неразложимых веществ.
В последние годы проводятся успешные работы по продвижению технологий очистки стоков на биоплощадках на Север. Для обеспечения их круглогодичной экономичной работы в холодном климате требуется постройка энергоэффективных сооружений, подобных теплицам. В экологическом поселении Финдхорн в Англии построена успешно работающая биологическая очистная установка для сточных вод этого поселка. Биоплощадка, в виде застекленной пирамиды для очистки сточных вод городского микрорайона возведена в датском городе Колдринг.
Появившаяся в последние годы возможность строительства дешевых энергоэффективных теплиц позволяет надеяться на появление подобных круглогодичных установок и в более холодных условиях России.
В целом можно сказать, что сейчас индивидуальные системы очистки бытовых стоков интенсивно исследуются и совершенствуются, в том числе дифференциальные, и можно ожидать значительного улучшения их эксплуатационных и ценовых параметров.

просмотров: 2318

Другие статьи темы Канализация



13.03.11 Водоэффективный дом
12.02.10 Канализация на даче и в саду
12.02.10 Люфт – клозет (герметичная выгребная яма)
12.02.10 Конструкции уборных на садовых участках: пудр-клозет и выгребная яма.
09.02.10 Септик своими руками