Лекция 3. Системы водоотведения
3.1. Основные элементы водоотводящих систем
Водоотводящая система состоит из следующих основных элементов:
1) внутренних водоотводящих систем в зданиях и внутриквартальных водоотводящих сетей;
2) внешней (наружной) водоотводящей сети;
3) регулирующих резервуаров;
4) насосных станций и напорных трубопроводов;
5) очистных сооружений;
6) выпусков очищенных сточных вод в водоем и аварийных выпусков воды в водоем.
На рис. 3.1 представлена общая (без кварталов и проездов) схема водоотведения города.
Рис. 3.1. Общая схема водоотведения населенного пункта
Внутренняя водоотводящая система жилого дома состоит из приемников сточных вод (санитарных приборов) внутренней водоотводящей сети, которая включает отводные линии, стояки и выпуски из зданий.
Внутриквартальная водоотводящая сеть представляет собой систему подземных трубопроводов, трассировка которой производится около зданий между смотровыми колодцами по концам выпусков из зданий в направлении, совпадающем с уклоном поверхности земли. Соединение ее с внешней (уличной) сетью производится участками труб, называемыми соединительными ветками. Внутриквартальная сеть трубопроводов рассчитывается на самотечное (безнапорное) движение жидкости с частичным заполнением труб.
От внутриквартальной до уличной сети, в пределах квартала, на расстоянии 1,0–1,5 м от красной линии (границы квартала) располагается контрольный колодец (КК). Он предназначен для контроля работы внутриквартальной сети и правильности использования сетей водоотведения специальными организациями, эксплуатирующими внешние водоотводящие сети и очистные сооружения.
Внешняя (наружная) водоотводящая сеть, называемая иногда уличной, представляет собой систему подземных трубопроводов, уложенных с уклоном в направлении движения воды. Она рассчитывается на самотечное (безнапорное) движение жидкости с частичным или полным заполнением труб при расчетных условиях (наибольших расходах). В целях сокращения заглубления трубопроводы должны трассироваться в направлении, совпадающем с уклоном поверхности земли.
При составлении схемы водоотводящей сети обслуживаемый объект разбивается на бассейны водоотведения (рис. 3.1). Бассейн водоотведения – часть территории обслуживаемого объекта, ограниченная линиями водоразделов и границами объекта. Внешняя водоотводящая сеть может быть подразделена: на уличную сеть, коллекторы бассейнов водоотведения и главные коллекторы. Уличная сеть – это трубопроводы, проложенные по части периметра квартала (с нижней стороны по рельефу) или по всему его периметру. К ней присоединяются внутриквартальные сети.
Коллекторы бассейнов водоотведения – трубопроводы, предназначенные для приема и отвода воды от части или целого бассейна водоотведения. Главные коллекторы – трубопроводы, предназначенные для приема и отвода воды от части или всего обслуживаемого объекта. Главными коллекторами вода транспортируется к насосным станциям или очистным сооружениям.
После нанесения на план населенного пункта главного и отводного коллекторов трассируется уличная сеть. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы количество перекачивающих насосных станций было минимальным, а самотечные коллекторы охватывали наибольшую часть территории населенного пункта при минимальной протяженности сети. Направление, протяженность и глубина главного и отводного коллекторов зависят от места расположения очистных сооружений и выпуска очищенных сточных вод. Трассы коллекторов и уличной сети выбираются с учетом рельефа местности и вертикальной планировки населенного пункта.
На трассировку сети существенное влияние оказывают место расположения промышленных предприятий с сосредоточенным расходом сточных вод, система водоотведения, наличие грунтовых вод и грунтовые условия (просадочные или скалистые породы и т. д.), характер застройки и планировки кварталов, насыщенность подземными коммуникациями, ширина улиц и т. п.
При трассировке сети определяются бассейны водоотведения и их коллекторы. Затем они подключаются либо к районным станциям перекачки, либо в один или несколько коллекторов и через отводной коллектор направляются к главной станции перекачки или к очистным сооружениям (в зависимости от рельефа местности и схемы водоотведения).
Для осмотра трубопроводов на водоотводящей сети создаются смотровые колодцы и камеры. Для сброса воды на коллекторах, уложенных вдоль реки, создаются специальные сооружения – ливнеспуски.
Регулирующие резервуары представляют собой искусственные или оборудованные естественные емкости, обеспечивающие аккумуляцию сточных вод в период максимального притока их. Сброс или откачка воды из регулирующих резервуаров производится в периоды снижения притока сточных вод. Регулирующие резервуары являются, как правило, необходимыми сооружениями водоотводящих сетей для отвода дождевых вод. На водоотводящих сетях, предназначенных для отвода бытовых вод, регулирующие резервуары объединяются с приемными резервуарами насосных станций.
Самотечный отвод воды на очистные сооружения возможен только при сильно выраженном рельефе местности и сравнительно больших уклонах поверхности земли. Обычно глубина заложения трубопроводов возрастает в зависимости от их длины. При глубине 6–8 м производство строительных работ открытым способом (с разработкой траншей) становится весьма затруднительным. Поэтому приходится осуществлять перекачку сточных вод. Строящиеся для этого насосные станции подразделяются: на местные (МНС), районные (РНС) и главные (ГНС). МНС служат для подъема и перекачки сточных вод от одного здания или группы зданий; РНС – для подъема и перекачки сточных вод от части или целого бассейна водоотведения; ГНС – для подъема и перекачки сточных вод на очистные сооружения от части или всего обслуживаемого объекта. Для насосных станций характерно большое заглубление и круглая форма, обусловленная опускным способом производства работ. В целях повышения надежности работы водоотводящей системы напорные трубопроводы выполняются в две нитки.
Очистные сооружения представляют собой комплекс сооружений, на которых сточная вода последовательно очищается от загрязнений, находящихся в различном состоянии (растворенном или нерастворенном).
Выпуски воды в водоем – специальные сооружения, конструкция которых обусловлена следующими требованиями: обеспечение быстрого и интенсивного смешения сточных вод с водой водоема и исключение разрушения самого выпуска потоками сбрасываемой сточной воды и воды водоема.
Аварийные выпуски располагаются на главных коллекторах, расположенных вдоль реки. Весьма желательно устройство их перед насосными станциями. Устройство аварийных выпусков согласовывается с санитарными органами и органами рыбоохраны. Сброс воды в реку через выпуски допускается лишь в чрезвычайных случаях – авариях на коллекторах или насосных станциях.
Самотечные и напорные трубопроводы, а также очистные сооружения, располагаемые за пределами территории промышленного предприятия, называются внеплощадочными.
Все элементы системы водоотведения взаимосвязаны в работе. Выход из строя хотя бы одного из них может привести к нарушению работы всей системы.