Городская схема канализации
Введение
Под канализацией принято понимать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих своевременный сбор сточных вод, образующихся на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, быстрое удаление (транспортирование) этих вод за пределы населенных пунктов, а также их очистку, обезвреживание и обеззараживание.
Основными загрязнениями сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, кухонной посуды, стирке белья, мытье помещений и поливке улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях.
Бытовые и
многие производственные сточные воды
содержат значительные количества органических
веществ, способных быстро загнивать
и служить питательной средой,
обусловливающей возможность
Наиболее
простым и удовлетворяющим
Аналогичные сооружения существовали еще раньше в Индии. В VI в. до н. э. в Риме был построен знаменитый канал «клоака максима», частично используемый в современной канализации Рима. Эти сооружения требовали значительных затрат труда и материалов и обязательного подведения воды, т. е. устройства водопроводов, поэтому их сооружали лишь для дворцов, храмов, общественных купален и т. п.
Классификация сточных вод и систем канализации
Канализация
является одним из видов инженерного
оборудования и благоустройства
населенных пунктов, жилых, общественных
и производственных зданий, обеспечивающих
необходимые санитарно-
Под канализацией понимается комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.
Объектами канализации являются здания жилого, общественного, производственного, служебного и специального назначения, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией, а также вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки городского типа, сельские и дачные поселки, курорты, промышленные предприятия, комбинаты и промышленные районы.
Внутренняя
канализация служит для приема сточных
вод в местах их образования и
для отведения за пределы здания
в наружную канализационную сеть.
Наружная канализация предназначена
для транспортирования сточных
вод за пределы населенных пунктов
или промышленных предприятий на
очистные сооружения, которые служат
для обезвреживания сточных вод,
выпуска очищенных вод в водоем
без нарушения его
Сточными называются воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.
В зависимости от происхождения, вида и качественной характернее тики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и дождевые (атмосферные).
К бытовым относятся воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, а также хозяйственные воды, образующиеся при мытье помещений. Они поступают как от жилых и общественных зданий, так и от бытовых помещений промышленных предприятий. По природе загрязнений они могут быть фекальные, загрязненные в основном физиологическими отбросами, и хозяйственные, загрязненные всякого рода хозяйственными отходами.
К производственным сточным водам относятся воды, использованные в технологическом процессе, не отвечающие более требованиям, которые предъявляются к их качеству, и подлежащие удалению с территории предприятий. Сюда относятся также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руды и др.).
Дождевые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. Их подразделяют на дождевые и талые, получающиеся от таяния льда и снега. Отличительной особенностью дождевого стока являются его эпизодичность и резкая неравномерность.
Воды от мытья и поливки улиц, а также от фонтанов и дренажей по качественной характеристике загрязняющих примесей близки к дождевым водам и удаляются совместно с ними.
Объем сточных вод, отнесенный к единице времени, называют расходом, выражаемым в м3/сутки, м3/ч, м3/с, л/с.
Максимальный расход бытовых вод с 1 га жилой застройки города в зависимости от плотности населения колеблется от 0,5 до 2 л/с, или 10 000—25 000 м3/год.
Сточные воды
загрязнены всевозможными примесями
органического и минерального происхождения,
которые могут находиться в них
в виде раствора, коллоидов, суспензии
и нерастворимых веществ. Степень
загрязнения сточных вод
Бытовые сточные воды кроме органических и минеральных примесей содержат биологические примеси, состоящие из бактерий, в том числе и болезнетворных, а поэтому они потенциально опасны.
Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и отбросами производства, представляющими определенную ценность.
В целях снижения степени загрязненности производственных сточных вод необходимо стремиться к улучшению технологических процессов на промышленных предприятиях, направленных на уменьшение количества отходов и отбросов, утилизацию их в процессе производства.
Количественный и качественный составы минеральных, органических и биологических примесей производственных сточных вод разнообразны и зависят от отрасли промышленности и технологического процесса. В производственных сточных водах некоторых отраслей промышленности могут находиться ядовитые вещества (синильная кислота, фенол, мышьяк, анилин, сероуглерод, соли тяжелых металлов — меди, свинца, ртути, хрома), а также радиоактивные элементы.
В зависимости от количества содержащихся примесей производственные сточные воды подразделяют на загрязненные (грязные) и незагрязненные. Загрязненные сточные воды перед выпуском в водоем подвергают очистке (освобождают от примесей), незагрязненные выпускают в водоем без обработки или повторно используют в производи стве.
Дождевые воды при выпадении насыщаются растворенными газами, атмосферной пылью, аэрозолями, а при стекании смывают с поверхности крыш, внутриквартальных территорий и проездов пыль, мусор» бензин, масла и другие загрязнения. Дождевые воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и загрязненные производственные сточные воды, и потому их сбрасывают в водоемы без очистки.
В атмосферные воды, стекающие с загрязненных территорий промышленных предприятий, иногда попадают примеси, специфические для данного производства, например химических и нефтеперерабатывающих заводов, кожевенных предприятий, мясокомбинатов, угольных складов и др. Такие воды следует подвергать очистке.
Практически
при устройстве канализации в
населенных пунктах и на промышленных
предприятиях приходится рассчитывать
на отвод смеси бытовых и
Под системой
канализации принято понимать совместное
или раздельное отведение сточных
вод трех категорий. В практике наиболее
широкое распространение
Общесплавными называют системы канализации, при которых все сточные воды — бытовые, производственные и дождевые — сплавляются по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения.
Раздельными называют системы канализации, при которых дождевые и условно чистые производственные воды отводят по одной сети труб и каналов, а бытовые и загрязненные производственные сточные воды — по другой, одной или нескольким сетям.
Канализационную сеть, предназначенную для приема и отведения атмосферных вод, называют дождевой (ливневой) или водостоком. Если в дождевую канализацию сбрасывают практически чистые незагрязненные производственные сточные воды, то ее называют производственно-дождевой.
Сеть, предназначенную для приема и отведения бытовых вод, называют бытовой.
Производственной
называют канализационную сеть промышленного
предприятия, предназначенную для
приема и отведения только загрязненных
производственных сточных вод (при
отдельном их удалении); производственно-бытовой
— сеть, предназначенную для приема
и отведения совместно
Раздельная система канализации может быть полной или неполной.
Полной раздельной называют систему, включающую две или несколько совершенно самостоятельных канализационных сетей сеть, по которой отводят только дождевые или дождевые и условно производственные воды; сеть для отвода бытовых и части загрязненных производственных вод, допускаемых к спуску в бытовую канализацию, сеть, по которой отводят загрязненные производственные воды, не допускаемые к совместному отведению с бытовыми.
Неполной раздельной называют систему канализационных сетей, предусматриваемую для отвода только наиболее загрязненных производственных и бытовых сточных вод; атмосферные воды при этой системе стекают в водные протоки по кюветам проездов, открытым лоткам, канавам и тальвегам.
Разновидностями общесплавной и раздельной систем являются полураздельная и комбинированная системы канализации.
Полураздельная система канализации состоит из тех же самостоятельных канализационных сетей, что и полная раздельная система, и одного главного (перехватывающего) коллектора, отводящего на очистные сооружения бытовые, производственные, талые воды, воды от мытья улиц и часть наиболее загрязненных дождевых вод.
Комбинированные системы канализации появились в результате расширения городов, имеющих общесплавную систему канализации. Ввиду того что в сухую погоду общесплавные коллекторы загружены не полностью, к ним присоединяли бытовую и производственную канализационные сети от районов новой застройки, а для атмосферных вод, которые уже не могли быть приняты в существующие общесплавные коллекторы, прокладывали самостоятельные дождевые канализации с выпуском атмосферных вод в ближайшие водоемы без очистки. Таким образом, появилась комбинированная система канализации, при которой в одних районах города сохранилась общесплавная система, в других— полная раздельная, в третьих — неполная раздельная система.
Канализация и ее основные сооружения
Схемой канализации называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы канализации с учетом местных условий и перспектив развития объекта канализования.
Каждая система
канализации может быть осуществлена
различными техническими приемами при
трассировке сетей и
Все канализационные сооружения любой системы и схемы канализации по своему назначению делятся на две основные группы.
К первой группе относят оборудование и сооружения, предназначенные для приема и транспортирования сточных вод: а) внутренние канализационные устройства; б) наружную канализационную сеть; в) насосные станции и напорные канализационные водоводы.
Ко второй группе относят: а) очистные станции, предназначенные для очистки, обезвреживания, обеззараживания сточных вод и для обработки осадка; б) выпуски очищенных вод в водоем.
Внутренние канализационные устройства в жилых и общественных зданиях состоят из приемников (санитарных приборов) — унитазов, писсуаров, раковин, умывальников, моек, трапов, ванн и пр., и из сети— отводных труб, стояков, выпусков и дворовой сети
Санитарные
приборы устанавливают в
Сточные воды из приемников поступают в отводные трубы, а затем в стояки внутренней канализационной сети.
Стояки прокладывают
по стенам внутри отапливаемых помещений
или в монтажных шахтах, блоках
и санитарно-технических
Вследствие обогрева стояков в отапливаемых помещениях в них создается тяга воздуха, что обеспечивает вентиляцию внутренней и наружной канализационной сети. Верхнюю часть стояка называют вытяжной трубой, на конце ее устанавливают дефлектор (флюгарку).
На рис. 1 приведена схема внутренней канализации здания. Сточная жидкость поступает в приемники 1 и далее по отводным трубам 2 в стояк 3. Из стояка жидкость поступает через выпуск 6 и дворовую сеть 7 в смотровые колодцы 8 за пределы здания, через соединительную линию 9 в городской колодец 10 канализационной сети.
Чтобы исключить проникновение газов из канализационной сети в помещения, приемники сточной жидкости блокируют с сифонами (гидравлическими затворами). Последние являются либо конструктивными элементами санитарных приборов (унитаз, бидэ, трап и т. п.) либо их устанавливают под санитарными приборами, как самостоятельные элементы (под раковинами умывальниками, ванной и др.).
Каждый канализационный стояк является не только трубопроводом, отводящим сточную жидкость, но и элементом, через который удаляются газы (вентиляция) из городской канализационной сети. Поэтому он обязательно должен быть выведен за пределы кровли здания на высоту не менее 0,7 м.
Рис. 1. Схемы внутренней канализации здания и дворовой внутри-квартальной канализационной сети: а —разрез внутренней канализационной сети; 1 — приемники сточных вод-2 —отводные трубы; 3 — стояк; 4 — вытяжная труба с дефлектором-5 — гидравлический затвор; 5 —выпуск; 7 — дворовая сеть; 8 — контрольный колодец; 9 — соединительная ветка; Ю—городской колодец; б —дворовая канализационная сеть: 1 — выпуск; 2 — дворовая сеть; 3 — уличная сеть; в — схемы квартальной канализационной сети: 1 — уличная сеть
Разность
температуры наружного воздуха
и воздуха в канализационных
коллекторах создает условия
для тяги. Дворовые или внутриквартальные
сети заканчивают контрольным
В производственных помещениях приемниками сточных вод служат воронки, трапы, открытые и закрытые лотки, располагаемые у производственных аппаратов и машин. Внутрицеховую канализационную сеть в производственных помещениях устраивают аналогично внутренней домовой сети из чугунных или пластмассовых труб в виде стояков, отводных труб и выпусков.
Наружной канализационной сетью называют уложенную с уклонами разветвленную подземную сеть труб и каналов, отводящую сточные воды самотеком к насосной станции, очистным сооружениям или в водоем. В зависимости от назначения, места укладки и размеров наружные канализационные сети называют: дворовой — уложенной в пределах одного владения; внутриквартальной — уложенной внутри квартала; заводской — уложенной на территории промышленных предприятий; уличной—уложенной по улицам и проездам и принимающей сточные воды из дворовых, внутриквартальных и заводских сетей.
Для контроля за работой дворовой и внутриквартальной сетей в конце их устраивают смотровой колодец, который называют контрольным. Участок сети, соединяющий контрольный колодец с уличной сетью, называют соединительной веткой.
Уличная сеть городов сильно разветвлена и охватывает обширные территории, с которых сточные воды отводятся преимущественно самотеком. Для этого всю канализуемую территорию населенного места делят на бассейны канализования.
Бассейном канализования называют часть канализуемой территории, ограниченную водоразделами.
Участок канализационной сети, собирающий сточные воды из одного или нескольких бассейнов канализования, называют коллектором.
Коллекторы подразделяют на: а) коллекторы бассейна канализования, собирающие сточные воды из канализационной сети одного бассейна; б) главные коллекторы, собирающие сточные воды двух или нескольких коллекторов бассейнов канализования; в) загородные (или отводные) коллекторы, отводящие сточные воды транзитом (без присоединений) за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту выпуска в водоем.
Очистные
станции предназначены для
Канал, отводящий очищенные сточные воды от очистных станций в водоем и снабженный устройством для перемешивания этих вод с водой водоема, называют выпуском. На коллекторах перед насосной и очистной станциями также устраивают выпуски для сброса сточных вод в водоем без очистки в случае аварии; эти выпуски называют аварийными.
При составлении схемы общесплавной системы канализации на главном коллекторе предусматривают устройство ливнеспусков для частичного сброса в водоем во время больших ливней сильно разбавленной смеси бытовых и дождевых вод. Это позволяет уменьшить размеры главного коллектора и очистных сооружений, а следовательно, и стоимость строительства общесплавной канализации.
Схемы канализации населенных пунктов
Схемы канализационной сети городов, населенных пунктов или промышленных предприятий зависят от рельефа местности, грунтовых условий, места расположения очистных станций, концентрации и разновидностей загрязнений сточных вод, а также планировочных факторов и других условий (наземных и подземных препятствий и др.).
Ввиду большого разнообразия местных условий трудно дать какие-либо типовые схемы канализационной сети.
В первоначальный период строительства канализаций, когда сточных вод было мало и к их очистке не предъявлялось строгих требований, коллекторы бассейнов канализования трассировались по наикратчайшему направлению перпендикулярно водоему, если этому не препятствовал рельеф местности. Такую схему канализационной сети называли перпендикулярной.
В настоящее
время эту схему применяют
в местностях с хорошо выраженным
уклоном к водоему для
Если коллекторы
отдельных бассейнов
Пересеченную схему рекомендуется применять в местностях с хорошо выраженным уклоном к реке для отведения всех трех категорий сточных вод.
Территорию, состоящую из нескольких отдельных террас со значительной разностью отметок, можно разбить на зоны (пояса), канализуемые самостоятельно. Такую схему канализационной сети называют поясной или зонной
Сточные воды верхней зоны могут самотеком поступать на очистные станции, и только сточные воды нижней зоны перекачивают непосредственно на очистные станции или в коллектор верхней зоны, что уменьшает эксплуатационные расходы.
Радиальная или децентрализованная схему канализационной сети, имеет несколько очистных станций.
Схемы канализации городов и промышленных комплексов могут быть централизованными, децентрализованными и районными (региональными).
При централизованной схеме сточные воды всех бассейнов канали-зования направляют по одному или нескольким коллекторам на единственную для всего города очистную станцию, расположенную ниже города, по течению реки (Киев, Париж).
Децентрализованные схемы канализационной сети применяют при канализовании крупных городов в условиях как сильно пересеченного, так и очень плоского рельефа местности. В этом случае устраивают районную канализацию с самостоятельными очистными сооружениями. По децентрализованной схеме построены канализации Москвы, Ленинграда, Новосибирска, Берлина, Лондона, Токио, Нью-Йорка и других городов.
Городская схема канализации (рис. 2 ) состоит из уличных канализационных труб, присоединяемых к коллекторам, главного коллектора города или района. Движение сточных вод обеспечивается укладкой труб с уклоном. В зависимости от рельефа местности канализация проектируется самотечной или напорной. Необходимость в напорной канализации, включающей станцию перекачки, возникает в том случае, если самотечным трубам нельзя придать необходимый уклон из экономических соображений. Для городской канализационной сети применяют асбестоцементные, керамические, чугунные или железобетонные трубы, которые укладывают на глубину не менее 2 м.
Рис. 2 Схема городской канализации
1 — уличные канализационные трубы; 2 — коллектор; 3 — главный коллектор; 4 — станция перекачки: 5 — напорный коллектор; 6 — очистные сооружения; 7 — граница города.
Внутренняя канализация в гражданских и вспомогательных промышленных зданиях проектируется как хозяйственно-бытовая. Наряду с ней в зданиях устраивают внутренние водостоки для отвода атмосферных вод. Воды из них сбрасывают в ливневую канализацию, а если она отсутствует — на отмостку перед зданием в открытые лотки (рис. 3). Выпуск внутреннего водостока снабжают сифоном для предохранения системы от охлаждения наружным воздухом.
Приемниками
сточных вод в зданиях служат
санитарные узлы. Все приемники снабжаются
смывными устройствами от водопровода.
Сточные воды уходят в канализационную
сеть через гидравлический затвор —
сифон, который представляет собой
U-образную трубу, заполненную водой.
Гидравлический затвор препятствует прохождению
газов из канализационной сети в
помещение. Сифон обычно объединен
с ревизией — отверстием со съемной
крышкой для прочистки труб при
засорах. Все приемники подсоединяют
с помощью различных фасонных
частей (отводов, колен, тройников, крестовин
и т. д.) к стоякам. Канализационные
стояки монтируются из раструбных труб,
которые выполняют из чугуна, асбестоцемента
или пластмасс. При стыковании прямой
конец трубы вставляют в
Рис. 3 Внутренняя канализация и внутренний водосток в гражданском здании
1 — приемники сточных вод; 2 — отводные трубы; 3 — канализационный стояк; 4 — вытяжная вентиляционная труба; 5 — гидравлический затвор; в — выпуск; 7 — дворовая сеть; 8 — смотровой канализационный колодец; 9 — зазор в кладке фундамента на величину осадки здания; 10 — водосточная воронка; 11 — стояк внутреннего водостока.
Сравнительная оценка систем канализации
Общесплавная система канализации экономична при многоэтажной застройке, так как протяженность ее внутриквартальной и уличной сетей на 30—40% меньше протяженности двух самостоятельных сетей полной раздельной системы канализации. Затраты на ее эксплуатацию на 15—25% меньше, чем на две сети полной раздельной системы.
В санитарном отношении общесплавная канализация была бы наиболее благоприятной, если бы № главных и отводных коллекторах не устраивались ливнеспуски для сброса во время дождя смеси загрязненных и дождевых вод в открытые водоемы в пределах города. Делается это с целью уменьшения сечений главных коллекторов и напорных трубопроводов, уменьшения мощности насосных и очистных станций, снижения сравнительно высоких первоначальных строительных затрат; указанное допускается по тем соображениям, что во время ливней количество дождевых вод во много раз превышает количество бытовых и производственных сточных вод, а концентрация загрязнений в смеси вод становится значительно меньше, чем в бытовых сточных водах. Количество загрязнений в годовом стоке дождевых вод равно примерно 10—12-суточному загрязнению бытовых вод с 1 га городской территории.
Считается, что разбавленная смесь бытовых и дождевых вод в этом случае представляет относительно небольшую опасность для загрязнения водоема, так как такой сброс наблюдается обычно периодически при сильных ливнях в течение небольшого времени (около 100 ч в год).
Следует учесть,
что при малоэтажной и
Предохранительные приспособления от затопления подвалов на практике себя не оправдывают. Значительно усложняется эксплуатация насосных и очистных сооружений вследствие неравномерного притока дождевых вод.
Раздельная
система канализации свободна от
указанных недостатков. Достоинством
полной раздельной системы является
равномерная работа главных коллекторов,
насосных станций, напорных трубопроводов
и очистных сооружений, рассчитанных
только на расход бытовых и производственных
сточных вод. Недостатками полной раздельной
системы канализации являются: необходимость
строительства двух раздельных сетей
(производственно-бытовой и
С санитарно-гигиенической точки зрения общесплавную и полную раздельную системы канализации считают равноценными. При той и другой системе в водоем поступает некоторое количество загрязнений во время дождя. Кратковременный сброс этих загрязнений в крупные проточные водоемы санитарными нормами допустим, и предполагается, что они не приводят к серьезным загрязнениям водоемов.
Полураздельная система канализации по санитарным показателям является наилучшей по сравнению с общесплавной и раздельной системами. При этой системе во время дождя в водоем поступает минимальное количество загрязнений. Количество дождевых вод, сбрасываемых в водоемы без очистки, колеблется от 3,4 до 23,4% с содержанием взвешенных веществ от 3,7 до 11,5% при биохимической потребности в кислороде (БПК5) от 5,8 до 16,5% от загрязнений в общем дождевом стоке с территории объекта канализованил. Однако эта система не находила применения из-за высоких первоначальных капиталовложений на одновременное строительство двух сетей с перехватывающим коллектором. В связи с повышенными требованиями к охране водоемов и с необходимостью очистки поверхностного стока с территории крупных городов, расположенных на маломощных водоемах, эта система стала применяться при реконструкции существующих систем канализации путем закладки коллекторов глубокого заложения.

- Городская управа Челябинска на рубеже XIX-XX веков
- Городская усадьба Твери
- Городская флора
- Городская художественная культура средневековья
- Городская целевая программа по развитию туризма
- Городская цивилизация Средней Азии
- Городская экология
- Городская реформа
- Городская реформа 1870г
- Городская реформа 1870 года
- Городская реформа 2-й половины XIX в. Кодификация М. М. Сперанского
- Городская среда
- Городская среда, как источник опасности
- Городская среда как объект экологического исследования