Лекция № 1.

Тема: КАНАЛИЗАЦИЯ

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КАНАЛИЗАЦИИ

Сточные воды и их классификация.

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 загрязнении органического и минерального проис­хождения, которые могут находиться в растворенном, коллоид­ном и нерастворенном состоянии; наиболее опасными в санитар­ном отношении являются сточные воды, содержащие большое количество гниющих органических веществ, в том числе фека­лии мочу и различного рода бактерии. Среди последних могут находиться и бактерии патогенной группы (болезнетворные).

Производственные сточные воды подразделяют на загрязнен­ные и условно чистые (от охлаждения агрегатов). Вещества, за­грязняющие производственные сточные воды, разнообразны и за­висят от технологии и вида производства. 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 загрязнений, т. е., количеством зарязнений в единице объема, которая выражается в мг/л или г/м³.

Нерастворенные вещества в сточных водах в зависимости от плотности и размеров частиц, а также скорости потока жидко­сти могут находиться во взвешенном состоянии, волочиться по дну в виде осадков (крупный песок и др.) или всплывать на по­верхность потока (жиры, кусочки древесины и др.). Общее количество взвешенных веществ в бытовых сточных водах составляет 65 г в 1 сут. на 1 человека, а концентрация за­грязнений - в среднем 180...500 мг/л (СНиП 2.04.03-85).

Степень загрязненности сточных вод и воды водоемов орга­ническими веществами можно установить по количеству кисло­рода, расходуемого на биохимическое окисление (в присутствии аэробных микроорганизмов) этих веществ за определенный ин­тервал времени. Биохимическую потребность в кислороде (БПК) обычно определяют за 5 или 20 сут. (БПК₅ и БПК₂₀), для быто­вых сточных вод БПК₅~0,87БПК₂₀. Полное значение БПК должно определяться за 50...100 сут., однако по величине оно незначительно (на 1...2%) превышает БПК₂₀, поэтому на прак­тике можно принимать БПК_полн. = БПК₂₀. От одного человека за сутки поступает с бытовыми сточными водами органических за­грязнений по БПК_полн. - 75 г. В осветленной воде (после отстаи­вания) БПК_Полн. = 40 г/сут. на 1 человека, пользующегося кана­лизацией. Концентрация органических загрязнений в неосвет­ленных бытовых сточных водах по БПК₂₀ в зависимости от нор­мы водоотведения в среднем составляет 200...600 мг/л.

Часть органических загрязнений не поддается окислению биохимическим методом и для определения полного количества кислорода, необходимого для окисления всех органических за­грязнений сточных вод, применяют химические методы окисле­ния и получают химическую потребность в кислороде (ХПК).

В дождевых сточных водах концентрация загрязнений по взве­шенным веществам и БПК_полн. может колебаться в широких диа­пазонах в зависимости от санитарного состояния и степени бла­гоустройства территории, интенсивности движения транспорта, загрязненности воздушного бассейна и других факторов. Ори­ентировочно можно принимать загрязненность дождевых вод в 5..10 раз меньше по БПК_полн и в 2...3 раза больше по взвешен­ным веществам, чем в бытовых сточных водах.

Загрязненость сточных вод – характеризуется количеством загрязнений, содержащихся в единице объема, т.е. концентрацией (мг/л, г/м³).

В зависимости от технологических процессов промышленные сточные воды могут содержать следующие загрязнения:

1. Органические (производство пластмасс, бумаги, текстильная промышленность и т.д.);

2. Минеральные или неорганические ( металлургическая промышленность, химическое производство и т.д.);

3. Смешанные ( при гидролизе древесины);

4. Ядовитые примеси, болезнетворные загрязнения (бактериальные).

Состав сточных вод имеет важное значение при проектировании канализации. Правильно определенный химический состав сточных вод позволяет:

1. Правильно выбрать материал для устройства канализационной сети и сооружений, предохранить их от коррозии.

2. Выбрать способы очистки сточных вод;

3. Определить возможность утилизации ценных веществ, содержащихся в сточных водах.

Расход сточных вод – это количество сточных вод (м3, л) отнесенное к единице времени (с, ч, сут.).

Условия приема сточных вод в канализацию.

1. Сточные воды в бытовую и сточную канализацию должны поступать через санитарные приборы, обязательно снабженные гидравлическими затворами.

2. При наличии в производственных сточных водах минеральных загрязнений, выпуск их в городскую канализацию не целесообразен.

3. Производственные сточные воды, сбрасываемые в городские канализационные сети и подвергающиеся очистке с бытовыми не должны содержать:

- более 500 мг/л взвешенных примесей и всплывающих веществ;

- большого количества кислот и щелочей;

- нефти, бензина, безола, керосина – пары которых взрывоопасны;

- вредных веществ, в концентрациях препятствующей биологической очистке.

4. Температура сточных вод не должна превышать сорока градусов по цельсию.

Бассейн канализирования – это часть канализируемой территории, ограниченная водоразделами.

В пределах каждого бассейна канализируемая сеть объеденяется одним или несколькими коллекторами, отводящими сточные воды за пределы бассейна.

Коллектор – участок канализационной сети, принимающий сточные воды из нескольких уличных линий или заводских сетей. Коллекторы подразделяют на:

1. Коллекторы бассейна канализирования;

2. Главный коллектор;

3. Загородные или отводные коллекторы.

2.3. Насосные станции и напорные водопроводы.

Сточные воды отводят из коллектора на очистные сооружения. В пониженных места устраивают насосные станции, которые подразделяют на:

1. Местные;

2. Районные – для передачи сточных вод отдельных районов;

3. Главные – для перекачки сточных вод отдельного населенного пункта или предприятия.

Напорный водопровод – участок канализационной сети от насосной станции до самотечного канала или очистных сооружений.

Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Ее элементы.

Канализация состоит из следующих основных элементов:

1. Внутренние домовые канализационные устройства;

2. Наружная канализационная сеть;

3. Насосные станции и напорные водопроводы.

4. Сооружения для очистки и утилизации сточных вод;

5. Выпуски в водоем.

2.1. Внутренние канализационные устройства.

Внутренние канализационные устройства предназначены для приема сточных вод и отведения их за пределы здания. Они состоят из:

1. Приемников (раковины, унитазы);

2. Сеть сводных труб;

3. Стояков;

4. Выпуска до 1-го канализационного колодца.

В призводственных помещениях приемниками сточных вод служат специальные воронки, трапы, валки, которые располагаются у производственных трапов и машин.

2.2. Наружная канализационная сеть..

Наружная канлизационная сеть – это развевтленная подземная сеть труб и каналов, отводящих сточные выоды самотеком к насосной станции или очистным сооружениям. Наружная нанализационные сети подразделяют на три вида:

1. Внутриквартальная – это сеть, которая прокладавается в пределах квартала и которая принимает стоки от зданий в этих кварталах. Они оканчиваются контрольным колодцем, который располагают за пределами квартала перед красной линией застройки.

2. Уличная сеть – сеть принимающая сточные воды из внутриквартальных сетей.

3. Заводская.

Водосток – это сеть, предназначенная для отведения атмосферных вод (сеть дождевой канализации).

Лекция № 2

Системы и схемы канализации

Удаление сточных вод за пределы населенных мест и про­мышленных предприятий осуществляется по трубам каналам, как правило, самотеком. Насосные станции для пepeкачки сточных вод устраивают перед очистными сооружениями отдельных участках сети с целью уменьшения глубины: заложения самотечных трубопроводов.

В современных городах для удаления сточных вод за преде­лы их территорий устраивают различные системы централизо­ванной канализации. В зависимости от того, какие категории сточных вод отводит канализационная сеть, различают следую­щие системы канализации.

Системы канализации

а — раздельная; б — полураздельная; в —схема соединительных ка­мер; г — общесплавная; д — общесплавная с ливнеспусками; е — схема ливнеспуска; 1 — жилые дома населенного пункта; 2 — цехи промышленного предприятия; 3 — бытовая сеть; 4 — ливневая сеть; 5 — сборный коллектор; б — соединительные камеры (ннтерцепторы); 7 — ливнеспуски; 8 — дождеприемники; 9 —колодцы; 10 — очистные сооружеьпя; ,11 — местная очистная установка; 12—выпуск в во­доем; 13 — загрязненные воды; 14 — условно чистые воды; 15 —

Общесплавная система канализации - это система, при ко­торой по одной подземной сети труб и каналов отводятся сточ­ные воды всех категорий (бытовые, производственные и атмо­сферные) за пределы населенных мест (рис. 1, а). Коллекторы общесплавной канализации имеют большие сечения, в резуль­тате чего их строительство требует больших единовременных ка­питаловложений.

С целью уменьшения диаметров труб сети, объемов очистных сооружений и мощностей насосных станций на главных коллек­торах предусматривают камеры с ливнеспусками и ливнеотвода­ми, через которые часть дождевых вод в смеси с другими сточ­ными водами сбрасывается без очистки в водоемы во время сильных (интенсивных) дождей. При устройстве общесплавной системы канализации все сточные воды в сухую погоду и часть их в период дождей поступают на очистные сооружения и после требуемой очистки выпускаются в водоем.

Общесплавные системы канализации по санитарным показа­телям в настоящее время для населенных мест не проектиру­ются. Их можно применять в тех случаях, когда будет преду­смотрена очистка и обеззараживание смеси сточных вод, отво­димых на сброс в водоемы через ливнеспуски.

Раздельная система канализации может быть полной и не­полной. При полной раздельной системе (рис. 1, б) проклады­вают две самостоятельные подземные сети труб и каналов, из которых одна служит для отведения бытовых и загрязненных производственных сточных вод, а вторая - для отведения дож­девых и условно чистых производственных вод. Первая сеть на­зывается производственно-бытовой или бытовой, а вторая - дождевой. По бытовой сети сточные воды поступают на очист­ные сооружения, расположенные большей частью за пределами населенных мест. Дождевые же воды по другой сети отводятся по наикратчайшему расстоянию в ближайшие водные потоки. В дождевую сеть могут отводиться условно чистые производствен­ные сточные воды.

При раздельной системе бытовая сеть, которую строят в пер­вую очередь, имеет диаметр труб и каналов значительно меньше, чем дождевая. Обычно расчетные расходы дождевых вод пре­вышают расходы бытовых вод в несколько раз. В том случае, когда при раздельной канализации устраивают только бытовую сеть, а дождевые воды отходят по открытым лоткам и канавам, систему называют неполной раздельной.

Рис. 1. Системы канализации

а - общесплавная; б - полная раздельная; в - полураздельная; 1 - производственно-бытовая сеть; 2 - дождевая сеть; 3 - общесплавная сеть; ОС - очистные сооружения; НС - насосные станции; Л - ливнеспуски; РК - разделительные камеры

Полураздельная система канализации (рис. 1, в) преду­сматривает строительство двух раздельных сетей (производст­венно-бытовой и дождевой) и перехватывающего общесплавного коллектора, по которому отводятся на очистку все бытовые, про­изводственные и наиболее загрязненная часть дождевых вод. В местах пересечения дождевой сети с перехватывающим общесплавным коллектором устраивают разделительные камеры, в которых регулируется отведение дождевых вод па сброс в водое­мы и па очистку. По конструкции разделительные камеры могут быть аналогичны ливнеспускам общесплавной системы канали­зации.

Для повышении санитарных показателей полной раздельной системы канализации может предусматриваться локальная очи­стка дождевых вод па выпусках в водоемы или реконструкция этой системы в полураздельную.

Комбинированная система канализации допускает устройст­во в отдельных районах города различных систем канализации. Наиболее совершенна в санитарном отношении полураздельная система, так как в этом случае загрязненные сточные воды всех категорий удаляются за пределы населенного места и подвер­гаются очистке. Однако капиталовложения на одновременное строительство двух сетей и специальных камер велики, поэтому полураздельные системы канализации пока еще не получили широкого распространения.

Наиболее распространена в СНГ раздельная система кана­лизации. Эта система удовлетворительна в санитарном отноше­нии. Ее экономические преимущества состоят в том, что в пер­вую очередь можно строить бытовую сеть, трубы и каналы кото­рой имеют небольшие диаметры, и следовательно, первоначаль­ные затраты в период строительства будут снижены. Только по мере благоустройства территории объекта прокладывается под­земная дождевая сеть. До этого момента дождевые воды отво­дятся так же, как и при неполной раздельной канализации, т. е. поверхностным стоком по лоткам и кюветам.

Системы канализации внутри зданий, во дворах или на тер­ритории кварталов решаются исходя из принятой системы на­ружной канализации. В зависимости от состава сточных вод внутреннюю канализацию подразделяют на следующие виды:

1. бытовую, служащую для отведения из здания бытовых сточных вод; в нее иногда спускают и производственные воды, если их количество сравнительно невелико, а качество позволяет спускать в эту сеть;

2. производственную, предназначенную для отведения из це­хов производственных сточных вод;

3. дождевую (внутренние водостоки), служащую для отведения дождевых вод с плоских крыш жилых, бщественных и производственных зданий.

Схема внутренней бытовой канализации (рис. 2) состоит из приемников сточных вод (унитазов, раковин, ванн и пр. ); отвод­ных линий к стоякам; стояков с ревизиями; магистральных от­водных линий, к которым присоединяются стояки, и вы­пусков. Стояки оканчиваются вытяжной (вентиляционной) трубой.

Рис. 2 Схема внутренней канализационной сети

1— канализационный стояк; 2 — отводные трубы; 3 — выпуск; 4 —дворо­вая сеть; 5 — контрольный колодец; 6 — соединительная ветка; 7 — колодец на городском коллекторе; 8 — вытяжная труба; 9 — городской коллектор

.

Рис. 3. Схема канализационной сети города

1 - самотечные, трубопроводы: 2 - дю­кер; 3-насосная станция; 4--напор­ные трубопроводы; 5 - очистные со­оружения.

Все приемники сточных вод должны иметь гидравлические затворы, необходимые для того, чтобы загрязненный воздух из канализационной сети не проникал внутрь помещений. Для про­чистки сети устанавливаются ревизии и прочистки. Дворовая и уличная сети канализации вентилируются через стояки внутрен­ней канализации. Схемы внутренней производственной канали­зации зависят от технологии производства, конструкции установ­ленного оборудования, степени загрязнения сточных вод в про­цессе производства, их количества и пр.

Внутренние водостоки состоят из водосточных воронок, при­нимающих воду с крыш, отводных труб, соединяющих воронки со стояками, стояков и внутренних сборных лотков, принимаю­щих воду от стояков. Кроме того, для обеспечения нормальной эксплуатации сети на ней устраивают ревизии и колодцы.

Как отмечалось выше наружные канализационные сети состоят из дворовых (или внутри-квартальных) и уличных сетей. Они служат для приема сточных вод от систем внутренней канализации и их отведения.

Схема канализации – это изображение на плане населенного места или промышленной площадки запроектированных для них канализационных сооружений.

Схема канализации населенного пункта (принципиальное реше­ние выбранной системы канализации по трассировке сетей, рас­положению очистных сооружений и др. ) определяется главным образом рельефом и планом застройки территории, гидрогеоло­гическими, гидрологическими, санитарными и другими условия­ми. Схема может быть централизованной, когда все сточные воды города отводятся на одни и те же очистные сооружения и де­централизованной (обычно для крупных городов) при устройст­ве двух и более очистных станций.

На рис. 3 представлена схема канализации населенного места, территорию которого разделяет на две части водный про­ток. Схема канализации предусматривает два бассейна канализования - правобережный I и левобережный II.

Сточные воды от отдельных кварталов собираются коллекто­рами, т. е. участками канализационной сети, которые принимают сточные воды от нескольких уличных линий или от заводских сетей. Отдельные коллекторы объединяются в главные коллек­торы или каналы, по которым сточные воды отводятся на очист­ные сооружения, тип и конструкция которых зависят от степени загрязнения сточных вод и условий их выпуска в водоемы. На канализационной сети устраивают различные сооружения (дю­керы, переходы, камеры и пр. ).

Основные схемы канализирования:

1. Перпендикулярная – коллекторы отдельных бассейнов канализования располагаются (трассируются) перендикулярно к водоему.

2. Пересеченная – коллекторы бассейнов канализования перехватываются главным коллектором, идущим к очистным сооружениям.

3. Паралельная или веерная – коллекторы бассейнов канализования направлены под углом или перпендикулярно друг другу и к водоему и перехватываются главным коллектором, который отводит сточные воды на очистные сооружения (применяется при очень крутых склонах).

4. Радиальная – может быть применена при отводе сточных вод отдельных районов самостоятельными системами и при расбросанных площадках очистных сооружений.

5. Зонная или поясная – применяется на территориях с терассами или холмистым рельефом.

Город разбивают на зоны (пояса).