1 Вопрос. Характеристика систем водоотведения.

§ 2. Системы канализации

В зависимости от условий поступления сточных вод в сеть и транспортирования по ней вод различных категорий применяют раздельную, неполную раздельную, общесплавную, полураздельную и комбинированную системы канализации.

Если в одну канализационную сеть поступают сточные воды всех трех категорий (бытовые, производственные и атмосферные), то такая система называется общесплавной. Если же все перечисленные воды отводят по самостоятельным сетям или устраивают две сети (бытовую и производственно-дождевую либо производственно-бытовую и дождевую), то система носит название раздельной. Раздельные системы, в свою очередь, подразделяются на полные и неполные. Если одновременно строят все указанные сети, то система называется полной раздельной; если строят одну из них — сеть бытовых вод, а атмосферные воды неорганизованно поступают в водоем, то система называется неполной раздельной.

В первую очередь строят наиболее необходимые сети, например сначала бытовую и производственную, а затем уже дождевую.

При полураздельной системе обязательно строят две сети:

одну — для отведения бытовых и производственных вод, другую — для атмосферных. При дождях небольшой силы атмосферные воды поступают через специальные сооружения в бытовую сеть. В этом случае атмосферные воды, смывающие грязь с поверхности улиц, направляются совместно с бытовыми на очистные сооружения. При больших дождях основная масса атмосферной воды не попадает в бытовую сеть, а сбрасывается через специальные ливнеспуски в водоем без очистки.

Комбинированная система канализации представляет собой сочетание общесплавной и раздельной систем. Это обусловлено тем, что с ростом города в общесплавную систему сбрасывают бытовые и производственные воды новых районов города, а ливневые воды по самостоятельной водосточной сети направляют в ближайшие водоемы. При такой системе часть районов города имеет общесплавную систему, а другая часть (новые районы) — раздельную.

Выбор системы канализации производится с учетом всех местных условий, определяющих выгодность ее применения в санитарном и экономическом отношениях.

В санитарном отношении наиболее благоприятной является общесплавная система канализации, при которой все сточные воды проходят очистку. Однако при поступлении всей массы атмосферных вод на очистные сооружения эта система оказывается дорогостоящей, так как в этом случае неоправданно увеличиваются размеры очистных сооружений и отводных каналов. В таком виде общесплавная система не получила распространения. Обычно при общесплавной системе по пути к очистным сооружениям предусматривается сброс части дождевых вод во время дождя через ливнеспуски в водоем. В связи с этим снижаются санитарные преимущества общесплавной канализации, но зато значительно сокращаются затраты на ее строительство.

Удовлетворительна в санитарном отношении полураздельная система канализации. Полураздельную систему применяют при жестких требованиях в части сброса дождевых вод в водоем в пределах города,

В РФ широко применяют раздельную систему канализации, но при этом неизбежен сброс части загрязнений с атмосферными водами, поступающими в водоем без очистки. Полную раздельную систему канализации применяют в том случае, если можно сбрасывать ливневые воды в черте города. Неполную раздельную систему канализации целесообразно применять как первую очередь строительства полной раздельной системы, а также в городах с населением до 50 тыс. человек и поселках с населением до 10 тыс. человек. Для городов с населением свыше 100 тыс. человек, имеющих районы, отличающиеся по степени благоустройства и рельефу местности, можно применять комбинированную систему канализации. Систему канализации выбирают на основании технико-экономических и санитарно-гигиенических сравнений вариантов.

Районные схемы канализации проектируются обычно для крупных промышленных районов. Экономическая целесообразность их обусловлена тем, что вместо нескольких очистных сооружений малой пропускной способности строится одна крупная очистная станция.

2 вопрос. Задачи и порядок гидравлического расчета канализационной сети.

Особенности движения сточных вод в канализационных сетях и основные задачи по их расчету. На гидравлический режим работы сети влияют загрязнения, находящиеся в потоке во взвешенном состоянии. Эти загрязнения органического и минерального происхождения в зависимости от их плотности могут или всплывать на поверхность, или находиться во взвешенном состоянии и распределяться по всему сечению потока или, опускаясь ко дну, двигаться беспорядочно возле днища, выпадая на дно и передвигаясь по нему. Сеть, в которой взвешенные и влекущиеся по дну частицы транспортируются совместно с потоком и не выпадают в осадок, работает нормально, и эксплуатация ее не вызывает затруднений. Задача гидравлического расчета канализационной сети состоит в том, чтобы при известном расходе воды подобрать диаметр труб и придать сети такие уклоны, при которых транспортирующая способность потока была бы достаточной для перенесения загрязнений, содержащихся в воде и движущихся совместно с потоком.

Движение сточных вод, по канализационным сетям может быть безнапорным и напорным. Общесплавную и дождевую канализационную сеть рассчитывают на полное наполнение при максимальных расходах. Отношение высоты слоя воды h к диаметру трубы d называют ее наполнением. Самотечные сети бытовой канализации и канализации загрязненных производственных сточных вод рассчитывают на неполное наполнение труб сточными водами. Это позволяет: создать более выгодные гидравлические условия транспортирования взвешенных веществ; обеспечить вентиляцию сети для удаления образующихся в ней в результате разложения органических веществ вредных газов и предотвращения образования взрывоопасных смесей вследствие попадания в сеть нефти, бензола и др.; создать объемный резерв для дополнительного расхода воды, не учитываемого коэффициентами неравномерности поступления сточных вод.

Основными вариантами расчета канализационной сети при равномерном установившемся движении сточных вод являются следующие: а) заданы диаметр, уклон и наполнение труб. Требуется определить расход (пропускную способность) и скорость движения сточных вод; б) заданы диаметр и наполнение труб, а также скорость движения сточных вод. Необходимо определить расход (пропускную способность) и уклон труб; в) задан расход. Требуется определить диаметр и уклон труб при скорости течения и наполнении, соответствующих требованиям СНиП. Последний вариант гидравлического расчета является наиболее распространенным в практике проектирования, но требует сопоставления стоимости труб и их прокладки. Следует иметь в виду, что при уменьшении диаметров увеличивается объем земляных работ, так как для сохранения при этом пропускной способности необходимо увеличить скорость, а, следовательно, и уклон труб.

В практике проектирования гидравлический расчет производят по таблицам и графикам. Расчет можно производить по графикам, составленным на логарифмической сетке в прямоугольных координатах для всех диаметров при полном наполнении труб и по сборному графику для всех диаметров при наполнениях, ограниченных значениями максимально допускаемых и ближайшими к ним меньшими (0,3-0,7) соответственно для диаметров 150-1200 мм.

При подборе диаметра трубы следует учитывать минимально допустимые незаиливающие скорости.

Минимальные диаметры труб, мм: а) для бытовой канализации: уличной - 200, внутриквартальной - 150; б) для дождевой общесплавной канализации: уличной - 250, внутриквартальной - 200; в) для напорных илопроводов - 150. В населенных пунктах с расходом до 500 м³/сут допускается принимать для бытовой канализации на уличной сети трубы диаметром 150 мм.

Расчетные наполнения трубопроводов (h/d): для бытовой канализации диаметром: 150-300 - 0,6; 350- 450 - 0,7; 500-900 - 0,75; 900 и более -0,8. В трубах диаметром до 500 мм допускается принимать при кратковременных "залповых" сбросах и при сбросах душевых и банно-прачечных вод наполнение полное h=d или h/d=1. Для дождевой и общесплавной (при пропуске дождевых вод) - наполнение полное (h/d=1); в каналах и кюветах дождевой сети в пределах населенного пункта глубина потока воды должна быть не более 1 м и наивысший горизонт воды в каналах ниже их бровки не менее 0,2 м.

Во избежание заиливания канализационных сетей расчетные скорости движения сточных вод следует принимать в зависимости от степени наполнения труб и каналов или гидравлического радиуса, от крупности взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах.

Наименьшая расчетная скорость движения осветленных или биологических очищенных сточных вод должна быть в лотках и трубах не менее 0,4 м/с. Расчетную скорость движения неосветленных сточных вод в дюкерах принимают не менее 1 м/с. В местах подхода сточных вод к дюкеру скорость должна быть не более скоростей в дюкере, но не менее указанных выше для труб. Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать: для металлических труб - 8 м/с; для неметаллических труб - 4 м/с.

Наименьшие уклоны труб бытовой канализации принимают для труб диаметром: 150 мм - 0,008, 200 мм - 0,005, 250 мм и более - определяют гидравлическим расчетом в зависимости от допускаемых минимальных скоростей. Уклоны менее 0,0005 не. допускаются. Наименьшим уклоном называется уклон, обеспечивающий при расчетном заполнении незаиливающую скорость. Если наполнение труб диаметром 150 и 200 мм на отдельных участках, уложенных с нормативным уклоном, получается меньше расчетного, то такие участки считают безрасчетными и скорости течения в них не определяют, а уклоны принимают соответственно 0,008 и 0,005. Ориентировочно иногда наименьший уклон назначают исходя из выражения: iмин=1/d, где d - диаметр трубы, мм.

Увеличение уклона уменьшает наполнение труб при постоянном расходе, но увеличивает скорости, а уменьшение уклона увеличивает наполнение, но уменьшает скорости. Во всех случаях наполнение труб должно быть возможно близким к допускаемому СНиП, а принимаемые уклоны должны обеспечивать минимально возможные заглубления труб, минимально возможное число перекачек и незаиливающие скорости. Задачи, в которых заданы диаметр, один-два расчетных параметра, при пользовании таблиц для гидравлического расчета труб затруднений не вызывают.

3 вопрос. Сооружения на канализационной сети.