В соответствии с пунктом 9.2.13.2 Свода правил СП 32.13330-2018 в разделе сооружения для очистки сточных вод малой производительности допускается на небольших площадях применение естественных методов очистки сточных вод (полей орошения, полей подземной фильтрации, фильтрующих колодцев и траншей, биологических прудов и т. п.) от объектов, при соответствующем обосновании: благоприятных грунтовых условиях, низком уровне стояния грунтовых вод, надежности защиты подземных вод и водоисточников от загрязняющих веществ , удовлетворительных климатических условиях. А Свод правил СП 104.13330.2016 "Инженерная защита территории от затопления и подтопления" определяет комплекс мероприятий, обеспечивающих предотвращение затопления и подтопления территорий в зависимости от требований их функционального использования и охраны природной среды или устранение отрицательных воздействий затопления и подтопления. Настоящей системой предлагается решение проблемы с отведением ливневых стоков и талых вод с небольших территорий в городских условиях при благоустройстве дворовых территорий и проезжей части улиц,автомобильных дорог в период подтопления при отсутствии централизованных ливневых канализаций или когда их строительство нецелесообразно с экономической точки зрения или технически невозможно с целью разгрузить городские очистные сооружения.Система предназначена для сбора, очистки стоков от вредных для экологии примесей и отвод очищенной воды в грунт непосредственно в местах образования подтоплений. Поскольку сбор поверхностных стоков осуществляется с малых территорий и малыми объёмами сама конфигурация системы состоит из элементов простых и лёгких по конструктиву, легко транспортируемых и инсталируемых без применения специальной техники.

Технологичность достигается за счет способа отведения и очистки ливневых и талых вод непосредственно от мест или устройств генерирующих подтопление (например, спуски с крыш, понижение дорог и т.д.) непосредственно в грунт (вертикальный дренаж) в зависимости от геологических условий с установкой дренажных колодцев, через которые происходит инфильтрация.

В зависимости от потребностей для конкретного участка сбора поверхностных стоков количество элементов может изменяться как по размерам, так и по содержимому фильтров. Таким образом, для решения крупной проблемы подтопления (сравнительно большей территории) понадобиться несколько модулей . Например с крыши многоквартирного дома установка отдельных блоков водоочистки напротив каждого спуска.Теоретическими расчётами и практикой определена наиболее эффективная площадь сбора стоков одного модуля, составляющая конкретно для Тюмени от 150-170 м2 на поверхности и около 250 м2 стоков с крыши. Для вертикального дренажа (инфильтрации) применяются колодцы собственной разработки, имеющие от общей площади от 25 до 40% отверстий, что обеспечивает инфильтрацию не только вниз но и в сторону. В случае заливания дна колодец продолжает работать через боковые стенки.

Система отведения и очистки в грунт ливневых и талых вод с применением дренажных колодцев состоит из дождеприёмника, фильтрующего элемента ливневых стоков и дренажных фильтрующих колодцев, связанных между собой трубопроводами. Вся система не имеет подтечек извне и протеканий наружу, кроме дренажного фильтрующего колодца, что даёт возможность выносить часть где происходит инфильтрация в безопасное от подтоплений место. Это обеспечивает выполнение требований по защите фундаментов зданий, коммуникационных систем от подтоплений.

Поверхностные стоки сразу попадают в дождеприемник, имеющий в зависимости от поставленных задач различные объёмы приёмки стоков и отличаются по вертикальной нагрузке. Исходя из назначения они все имеют одинаковую конструкцию, обеспечивающую гашение потока принимаемой жидкости с поверхности или крыши, механическую очистку. Дождеприемник бордюр, обеспечивающий приёмку с проезжей части улиц и дорог, состоит из герметичного пластикового колодца с дном, на который закреплен чугунный блок с прорезями-отверстиями сбоку для приема стоков. На чугунном блоке расположен ревизионный люк с запором, на боковой стенке размещён вваренный стандартный или по необходимости направления выход. После механического отстоя от тяжелых взвесей в корпусе дождеприемнике, по трубопроводу стоки направляются внутрь фильтрующего элемента, смонтированного в специальном резервуаре-стакане. Фильтрующий элемент выполнен в форме патрона, как единая не разборная конструкция, с водонепроницаемыми верхней и нижней крышки и проницаемыми боковыми стенками. Фильтр заполнен цеолитом, активированным углем или их комбинацией. При этом наполнитель расположен в межтрубном пространстве по всей длине конструкции фильтра. Через дренажную трубу, имеющую отверстия в стенке, поток воды проходит сорбент и уже очищенный сток поступает в пространство между фильтрующим элементом и внутренними стенками корпуса специального стакана. Соединение дождеприёмника и фильтра производится через быстроразъёмные сантехнические муфты и могут выполняться работниками с разной степенью квалификации. После наполнения специального стакана до определенного уровня, очищенные стоки по трубопроводу поступают через перелив в расположенные последовательно дренажные колодцы для дальнейшего отвода (инфильтрацию) очищенных водных потоков в грунт. Количество колодцев, их высота и диаметр определяется расчётным путём в зависимости от состава грунта и сезонной пиковой нагрузки осадков для данной климатической территории, уровня грунтовых вод, расположения зданий и сооружений, инженерных коммуникаций. При применении данной системы предварительно территория условно разбивается на отдельные участки, с которых локально (точечно) происходит сбор и отведение (инфильтрация) через дренажные колодцы стоков в грунт. Вначале делается предварительный сбор информации о грунтах или проводятся геологические изыскания. Анализируются помесячное количество осадков и химические показатели стоков, попадающих на конкретную территорию в пиковую нагрузку. Далее выбирается алгоритм решения исходя из условий на площадке (количество стоков, водопоглающая способность грунтов, наличие или отсутствие грунтовых вод, защитные меры от подтопления зданий и сооружений), возможные места установки и на их основании делается проект. На предполагаемой территории устанавливаются элементы системы непосредственно в местах появления стоков (например, дождеприёмники непосредственно под спусками с крыш) не допуская розлива стоков на рельеф, условно говоря, принуждая стоки уйти с поверхности в трубы. При этом каждый элемент системы выполняет узкую функцию, обеспечивая в комплексе выполнение необходимых требований очистки как по механическим так и химическим показателям. Все элементы системы имеют небольшой вес и при замене или обслуживании не требуют дополнительно подъёмных механизмов, специальной квалификации работников. Правильный расчёт и последующий монтаж обеспечивают эффективную работу системы, как в южных регионах страны, так и в районах с вечной мерзлотой. Обслуживание системы включает в себя очистку по необходимости от иловых осадков дождеприёмник и замену фильтра по регламенту. Согласно проведённым испытаниям фильтр обеспечит эффективную очистку с территории в 250 м2 в течении календарного года.

Система состоит из 3 основных устройств, связанных между собой трубопроводами.

1.Дождеприемник. Он может быть как для приёма стоков с рельефа или организованного стока с крыш зданий и сооружений, так и с проезжей части дорог или улиц. Назначение –приём и механическая очистка стоков от органических примесей и мусора. На проезжей части для сбора стоков используется дождеприемник бордюр. Он выполняет функцию приема стоков, отстоя в осадок от твердых взвесей, имеющихся на поверхности дороги и поступающие внутрь колодца с потоком воды. Для избежания заиливания системы, отверстие для отвода стоков в дождеприемнике бордюре расположено выше дна на расстоянии 70 см. Корпус колодца имеет круглую форму, что очень важно при механизации земляных работ ямобурами. Устанавливается вне полотна проезжей части в разрыв бордюрного камня. Герметичность соединения пластикового колодца и чугунного оголовка обеспечивает неподтопляемость дорожного основания, что в свою очередь продлевает срок эксплуатации дороги. Преимуществом применения такого дождеприёмника есть также то, что его монтаж можно проводить как во время строительства дороги, так и для устранения подтоплений на эксплуатируемой проезжей части дорог. Обслуживание (очистка) может производится как вручную так и при помощи механизмов. 

Конструктивно имеет 2 элемента:

А) пластиковый герметичный колодец с дном,

Б) чугунная конструкция сверху - ревизионный люк, сбоку прорези-отверстия, для приема стоков. Изготовляется из высокопрочного чугуна, что обеспечивает долгий срок службы и сохранение внешнего вида в условиях очистки улиц от снега механизированным способом.

2.Фильтрующий элемент ливневых стоков. Предназначен для очистки ливневых и талых вод с условно-чистых территорий. Корпус изготовлен из гофрированной трубы методом сварки, что обеспечивает наличие отверстий в местах склейки гофрированной трубы (не менее 25% от поверхности). Фильтр осуществляет механическую и сорбционную очистку ливневых и талых вод от нефтепродуктов, СПАВ, железа, фенолов, БПК и ХПК. Устанавливается в дождеприёмные, дренажные бетонные и пластиковые колодцы в качестве сменного элемента. Фильтр может быть использован в более сложных сооружениях очистки ливневых вод в качестве сорбционного элемента. Конструкция фильтра позволяет использовать его в наливном (безнапорном) режиме в условиях отсутствия электропитания.

Неочищенные стоки проходят через фильтр сорбционной очистки сверху в бок и, выходя из фильтра по всей высоте, представляют из себя стоки очищенные до определённых показателей. Затем стоки дренируют в землю или в особых условиях сбрасываются в городской коллектор или в водоём. При расположении цеолита и активированного угля непосредственно в корпус фильтра между внешней и внутренней перфорированной поверхностью происходит увеличение площади соприкосновения жидкости и сорбента, тем самым увеличивается скорость прохождения жидкости и соответственно повышается эффективность работы фильтра сорбционной очистки . При этом нет необходимости использовать механическое принуждение (насосы) для прокачки жидкости через фильтр. Кроме этого, заполнение фильтра сорбционной очистки цеолитом и активированным углем непосредственно в мастерских облегчает и упрощает процесс замены фильтра в местах установки систем водоотведения. Отработавший свой ресурс фильтр весом 30 кг демонтируется (возможно без привлечения автокрана) и на его место устанавливается новый. Отработанный фильтр проходит либо регенерацию (не ограниченное количество раз) или утилизируется- сорбент на полигон, корпус на переработку. За счет быстрой и удобной замены фильтра патрона с отработанным сорбентом на фильтр со свежим или регенерированным цеолитом и активированным углем, значительно сокращается время обслуживания одной системы и появляется возможность обслуживания нескольких систем в одну смену. При этом от условий очистки цеолит и активированный уголь могут располагаться как по отдельности, так и вместе в одном фильтре патроне. Активированный уголь позволяет эффективно поглощать из воды неполярные компоненты нефтепродуктов, а цеолит - полярные компоненты нефтепродуктов. Химическая модификация цеолита и активированного угля обычно более предпочтительна, так как приводит к увеличению эффективности очистки, поскольку позволяет получать более глубокую очистку сточных вод. При этом модификация может быть направлена на увеличение емкости фильтра относительно конкретного загрязнителя. Поверхностные стоки, после отстоя от тяжелых взвесей в дождеприемнике - бордюре, по трубопроводу направляются внутрь фильтрующего элемента, через дренажную трубу имеющую отверстия в стенке, поток воды проходит через сорбент и уже очищенный поступает в пространство между фильтрующим элементом и внутренними стенками корпуса («стакана»). После наполнения до определенного уровня жидкость по трубопроводу поступает в дренажные колодцы для дальнейшего отвода очищенных водных потоков в грунт. Фильтрующий элемент имеет по всей своей боковой плоскости перфорацию, что позволяет очищенным стокам , без сопротивления проходить для дальнейшей утилизации.

3. Дренажный колодец. Выполняет функцию инфильтрации стоков в грунт. Изготовлен из гофрированной трубы методом спайки. При этом в местах соприкосновения (спайки) образуются отверстия диаметром 4-6 мм, которые и служат для отвода поверхностных стоков в грунт. Испытаниями установлено, что колодец имеет свойство выдерживать нагрузку на сжатие равную требованиям классификатора по SN 4. Для исключения деформации, с целью увеличения сопротивления к сжатию внутрь колодца монтируются ребра жесткости, имеющие также перфорацию и обеспечивающие усиленные нагрузки по SN 6 . Для предотвращения заиливания из вне корпус колодца обматывается снаружи геотекстилем плотностью 150-200 гр\м2, а дно усиливается щебнем фракции 20-40 мм.

Предлагаемая система водоотведения с применением дренажных колодцев не является альтернативой существующим принципам организации водоотведения ливневых стоков и талых вод с селитебных территорий, а является лишь частью общей системы способствующей снижению нагрузки на городские очистные сооружения, недопущение нарушения экологии, улучшение качества жизни, максимально быстрое удаление стоков с поверхности (без розлива по поверхности), их очистку и распределение в грунт.

Таким образом преимущества предлагаемой системы заключается в следующем:

1. Сбор, очистка и отведение в грунт ливневых стоков и талых вод при отсутствии централизованных ливневых канализаций производиться непосредственно в местах их образования. Обеспечивает варианты решения как для застройщиков так и эксплуатантов (управляющие компании и др.) ранней застройки, частных домов. При этом достаточно ощутимо разгружаются городские очистные сооружения особенно в ливни и период таяния снега, нормализуется баланс грунтовых вод.

2. Применение при вертикальном дренаже колодцев оригинальной конструкции обеспечивает неподтопляемость территории и уменьшение площади полей для инфильтрации. Места установки выбираются исходя из конкретных обстоятельств, обеспечивающих защиту фундаментов зданий и проезжей части улиц, сохранение насаждений деревьев и других обстоятельств.

3.В системе для очистки стоков применяется фильтр собственной разработки высокоэффективный по очистке, технологичности производства, монтажа, регенерации и повторной 100% переработки на вторичное сырьё.

4. Используя различные комбинации отдельных элементов системы достигаются различные результаты по количеству приёмки, качеству очистки и объёмам инфильтрации стоков. Т.е система не статична, а подвержена в зависимости от потребностей конструированию.

5. Затраты по обслуживанию включают в себя очистку дождеприёмника от мусора и грязи по мере загрязнения (рекомендуется один раз в сезон) и замену фильтра (не чаще 1 раза в год), не требуют применения спецтехники и высококвалифицированных специалистов. стоимость самого фильтра на сегодня варьируется от 20 до 29 тысяч рублей.

На страницу проекта