Общие сведения

Канализация или система отведения и очистки сточных вод, - это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий, а также для их очистки и обеззараживания. Сточные воды, образующиеся в черте населенных мест и на промышленных предприятиях, можно подразделить на три категории:

1) бытовые - поступающие из унитазов, раковин, ванн и прочих приборов; они образуются в жилых, общественных, коммунальных и некоторых промышленных зданиях;

2) производственные - образующиеся в результате использования воды в различных технологических процессах производства:

3) дождевые (атмосферные) - появляющиеся на поверхности проездов, площадей, крыш и т.д. при выпадении атмосферных осадков и таянии снега.

Сточные воды всех указанных категорий содержат некоторое количество загрязнений органического и минерального происхождения, которые могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии; наиболее опасными в санитарном отношении являются сточные воды, содержащие в себе большое количество гниющих органических веществ (бактерии патогенной группы).

Производственные сточные воды подразделяются на загрязненные и условно чистые (от охлаждения агрегатов). Вещества, загрязняющие производственные сточные воды, разнообразны и зависят от технологии и вида производств. При высокой степени загрязненности производственных сточных вод, а также при содержании вредных веществ они должны быть подвергнуты локальной очистке перед сбросом их в городскую канализацию. Состав сточных вод характеризуется концентрацией загрязнения, т.е. количеством загрязнений в единице объема, которая выражается в мг/л или г/м³. В промышленно развитых городах количество производственных сточных вод составляет 30... 35% от общего количества городских сточных вод. Поэтому основная часть загрязнений промышленного производства проходит через очистные сооружения этих предприятий, чтобы не перегружать систему водоотведения и очистки сточных вод города. Общие городские очистные сооружения работают в основном по очистке бытовых стоков.

Существует два вида канализации: вывозная и сплавная.

При организации вывозной канализации жидкие загрязнения собирают в специальные приемники (выгребы) и периодически вывозят автомобильным транспортом на поля ассенизации для обработки или в специальные места, согласованные с санитарными органами. Вывозную канализацию устраивают лишь в небольших населенных пунктах, где применение другого вида канализации затруднительно. Вывозная канализация экономически нецелесообразна и не обеспечивает должного санитарного состояния территорий.

При организации сплавной канализации сточные воды по подземным трубопроводам транспортируются на очистные сооружения, где они подвергаются интенсивной очистке преимущественно в искусственно созданных условиях, после чего сбрасываются в ближайшие водоемы.

Сплавная канализация состоит из следующих основных элементов: внутренних канализационных устройств зданий, наружной внутриквартальной и уличной канализационной сети, насосных станций и напорных трубопроводов, очистных сооружений и устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем.

Канализационную сеть обычно устраивают самотечной (безнапорной). Для этого всю канализируемую территорию города или населенно о пункта разделяют на бассейны канализования (территории, ограниченные водоразделами), где соответственно рельефу местности прокладывают самотечные трубопроводы уличной сети и коллекторы, т. с. участки канализационной сети, собирающие сточные воды с одного или нескольких бассейнов канализования.

Коллекторы подразделяются на следующие виды:

-коллекторы бассейнов канализования - собирающие сточные воды с отдельных бассейнов;

-главные коллекторы, принимающие и транспортирующие сточные воды двух и более бассейнов канализования;

- загородные коллекторы, отводящие сточные воды транзитом (без присоединения) за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту их выпуска в водоем.

Канализационная сеть всегда должна быть доступна для осмотра, промывки и очистки от засорения, поэтому на ней устраивают смотровые колодцы. Для приема атмосферных сточных вод предусматривают дождеприемники, представляющие собой круглые или прямоугольные в плане колодцы с металлической решеткой сверху.

Пересечение коллекторов с железными дорогами, реками, оврагами осуществляют путем устройства дюкеров, эстакад и др. При необходимости подъема сточных вод на более высокие отметки из-за невозможности (например, значительного заглубления коллектора) дальнейшего самотечного транспортирования сточных вод к очистным сооружениям или в водоем на сети устраивают канализационные насосные станции, которые перекачивают воду по напорным трубопроводам.

Очистные станции предназначены для очистки сточных вод и переработки их осадка. Очистные сооружения следует располагать ниже по течению реки относительно канализируемого населенного пункта или промышленного предприятия, благодаря чему исключается загрязнение водоема в зоне канализируемого объекта. После очистки сточные воды через специальные устройства - выпуски сбрасываются в водоем.

Для самотечных канализационных трубопроводов принимают безнапорные железобетонные, бетонные, керамические, асбестоцемснтные и пластмассовые трубы и железобетонные трубы. Для напорных — напорные железобетонные, асбестоцементные, чугунные, стальные и пластмассовые трубы. Применение чугунных труб для самотечной и стальных для напорной сетей допускается при прокладке в труднодоступных пунктах строительства, в вечномерзлых просадочных грунтах, в местах переходов через водные преграды, под железными и автомобильными дорогами, в местах, где возможны механические повреждения труб.

Смотровые колодцы или камеры на канализационных сетях всех систем предусматривают: в местах присоединений; изменения направления, уклонов и диаметров трубопроводов и на прямых участках на расстояниях в зависимости от диаметра труб.

Глубина заложения канализационных сетей при диаметре труб до 500 должна быть выше глубины промерзания на 0,3 м, при диаметре труб более 500 мм — на 0,5 м, но не менее 0,7 м от планировочной отметки.

Схемы и системы канализации

Основной этап проектирования канализации - составление схемы канализации, т.е. плана канализируемого объекта с нанесенными на нем элементами канализации (сетями, насосными станциями, очистными сооружениями и др.). Примерный эскиз схемы канализации населенного пункта и промышленного предприятия показан на рис. 6.1.

При составлении схемы канализации необходимо учитывать ряд факторов:

а) конфигурацию и размещение канализируемого объекта;

б) мощность и расположение близлежащих водоемов, которые могут служить местом сброса сточных вод после очистки;

в) рельеф местности;

г) грунтовые условия;

д) экономические, санитарные соображения и др.

Сточные воды отводятся системами канализации. В зависимости от характера поступления вод и их транспортирования различают обшесплавную, раздельную, и комбинированную системы

Система канализации, в которой все виды сточных вод отводятся на очистные сооружения по одной сети, называется общесплавной. При организации общесплавной системы канализации в период сильных дождей предусматривается сброс части сточных вод в водоем без очистки (ввиду незначительной концентрации загрязнений) через специальные устройства — ливнеспуски, размешенные обычно на главном коллекторе вблизи водоема.

Раздельная система подразделяется на полную раздельную, неполную раздельную и полураздельную системы.

При полной раздельной системе канализации для каждого вида сточных вод прокладывается сеть, при неполной — дождевые стоки отводятся в водоем открытыми лотками, каналами, кюветами, канавами, а другие стоки — по подземным сетям через очистные сооружения.

Для полураздельной системы строят либо две сети: одну - для бытовых и производственных стоков, другую — для дождевых, общий коллектор со специальными разделительными камерами. с помощью которых сток от дождей умеренной интенсивности направляется через общий коллектор на очистные сооружения, а при сильных дождях часть дождевого потока сбрасывается в водоем через специальные ливнеспуски.

Комбинированная система представляет собой сочетание в одном населенном пункте обшесплавной и раздельной систем.

При трассировке канализационных сетей учитывают рельеф местности и вертикальную ее планировку, размещение водных протоков и мест сброса сточных вод. а также данные гидрологических изысканий. На схему канализации влияет также размещение очистных сооружений. При расчете сети определяют также места расположения канализационных насосных станций, которые целесообразно размещать в тех местах, где отдельные коллекторы, подходящие к насосной станции, имеют одинаковую глубину заложения.

Ввиду большого разнообразия местных условий не представляется возможным использовать типовые решения схем канализационных сетей. Встречающиеся на практике схемы приближенно могут быть квалифицированны следующим образом:

а) перпендикулярная схема (рис. 6.2, а) — коллекторы бассейнов канализования трассированны перпендикулярно направлению воды в водоеме. Данная схема, в основном, применяется для сброса в водоем атмосферных сточных вод;

б) пересеченная схема (рис. 6.2, б) - коллекторы бассейнов канализования трассированны перпендикулярно направлению движения воды в водоеме и перехвачены главным коллектором, трассированным параллельно реке. Обычно такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и при необходимости очистки сточных вод;

в) параллельная схема (рис. 6.2, в) — коллекторы бассейнов канализования трассированны параллельно движению воды в водоеме или под небольшим углом к нему и перехвачены главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению движения воды в водоеме. Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему. Она позволяет исключить (в коллекторах бассейнов канализования) повышенную скорость движения, вызывающую разрушение трубопроводов;

г) зонная система (рис. 6.2, г) — канализуемая территория разбивается нa две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Зонную схему применяют при значительном или неравномерном падении рельефа местности к водоему и при отсутствии возможности канализования всей территории (например, нижней зоны) самотеком;

д) радиальная схема (рис. 6.2, д) - очистка сточных вод осуществляется на двух и более очистных станциях; при этом сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Данную схему применяют при сложном рельефе местности и при канализовании больших городов.

Рис. 6.2. Варианты возможных схем канализационных сетей: 1 - коллекторы бассейнов канализования; 2 - граница бассейнов канализования; 3 - главный коллектор; 4 - напорный трубопровод; 5 - выпуск; 6, 7 - главные коллекторы верхней и нижней зон

На общей схеме канализации кроме линий сети отмечают сетевые сооружения: дюкеры, переходы и камеры различного назначения. На схеме намечают места расположения насосных станций, очистных сооружений и выпусков.

При проектировании канализации особое внимание уделяется трассированию уличных канализационных сетей.

Различают три схемы трассирования уличных сетей:

1) объемлющая трассировка (рис. 6.3, а) - уличные сети опоясывают каждый квартал со всех четырех сторон. Эту схему применяют при плоском рельефе местности и больших кварталах;

2) трассировка по пониженной стороне квартала (рис. 6.3, б) - уличные сети проложены лишь с пониженных сторон обслуживаемых кварталов Эту схему используют при значительном падении местности,

3) чрезквартальная трассировка (рис. 6.3, в) - уличные сети проложены внутри кварталов. Данная схема позволяет значительно сократить протяженность сети, но затрудняет ее эксплуатацию.

Рис. 6.3. Трассирование уличных сетей

Окончательный вариант выбирают на основании технико-экономического сравнения, выполняемого при составлении технического проекта.