3.2. Системы водоотведения городов
Отличие по составу и свойствам загрязнений бытовых и дождевых вод, а также бытовых и многих производственных сточных вод обусловливает разные методы их очистки, а также необходимость раздельного их отведения по самостоятельным водоотводящим сетям.
Возможны различные решения системы водоотведения: путем совместного или раздельного водоотведения сточных вод различных видов или путем совместной или раздельной их очистки. В зависимости от этого проектируемые водоотводящие системы подразделяются: на общесплавные, раздельные и комбинированные. В то же время раздельные системы подразделяются: на полные раздельные, неполные раздельные и полураздельные.
Общесплавная система водоотведения имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных вод всех видов: бытовых, производственных и дождевых. Особенностью общесплавной системы является наличие на главном коллекторе ливнеспусков, через которые часть смеси сточных вод сбрасывается в водоем.
Применение общесплавных систем целесообразно при наличии рядом с обслуживаемыми объектами рек с большими расходами воды, в которые допустим сброс значительных объемов неочищенных сточных вод.
Полная раздельная система водоотведения (рис. 3.2) имеет две или большее число водоотводящих сетей, каждая из которых предназначена для отвода сточных вод определенного вида. Она имеет сети для отвода: бытовых вод от города (бытовая сеть), производственных вод (производственная сеть) и дождевых вод (водостоки или дождевая сеть).
а
б
в
Рис. 3.2. Схемы полной раздельной системы водоотведения: а – без очистки
поверхностного стока; б и в – с очисткой поверхностного стока соответственно
на локальных и на централизованных очистных сооружениях; ОСБПВ – очистные
сооружения бытовых и производственных вод; ОСПП – очистные сооружения промышленного предприятия; ЛОСПС – локальные очистные сооружения поверхностного стока; ЦОСПС – централизованные очистные сооружения поверхностного стока;
НС – насосная станция; 1 – бытовая сеть; 2 – ливневая сеть; 3 – граница города;
4 – производственная сеть; 5 – граница промышленного предприятия; 6 – возврат воды на производство после очистки; 7 – подача воды для доочистки на очистные сооружения города; 8 – подача очищенных вод на промышленное предприятие; 9 – напорные
трубопроводы; 10 – выпуск очищенных производственных сточных вод в водоем;
11 – разделительные камеры; 12 – регулирующий резервуар
При полной раздельной системе водоотведения проблема очистки поверхностного стока может решаться двумя путями: 1) созданием локальных очистных сооружений поверхностного стока на дождевой сети перед выпусками; 2) созданием централизованных очистных сооружений поверхностного стока за пределами обслуживаемого объекта и переброской на них дождевых вод по главному коллектору дождевой сети.
Неполная раздельная система водоотведения имеет лишь одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода загрязненных бытовых и производственных сточных вод и называемую производственно-бытовой сетью. Отвод дождевых вод в водоем предусматривается по открытым лоткам, кюветам и канавам. Устройство неполной раздельной системы водоотведения возможно лишь для небольших объектов.
При сравнительно малых расходах воды в дождевой сети камеры перепускают весь расход дождевых вод в главный коллектор производственно-бытовой сети.
При больших расходах воды в дождевой сети (в период сильных ливней) менее загрязненные дождевые воды отводятся в водоем без очистки.
Комбинированной системой водоотведения называют такую систему, при которой обслуживаемый объект в одной части оборудован общесплавной системой, а в другой – полной раздельной системой.
Каждая из перечисленных выше систем водоотведения имеет достоинства и недостатки.
Достоинства общесплавной системы:
1) протяженность и стоимость одной сети по сравнению с несколькими сетями полной раздельной системы значительно меньше;
2) при проектировании объем сброса сточных вод в водоем может устанавливаться с учетом расхода воды в реке и ее самоочищающей способности;
3) в меньшей степени оказываются застроенными (насыщенными) подземные части улиц и проездов, меньше смотровых колодцев с люками и крышками на поверхности проездов;
4) значительно меньше стоимость эксплуатации сети по сравнению со стоимостью эксплуатации полной раздельной системы.
Недостатки общесплавной системы:
1) требуются большие единовременные затраты в начале строительства сети, состоящей из труб большего диаметра;
2) больше стоимость строительства и эксплуатации насосных станций и очистных сооружений;
3) в водоем через ливнеспуски сбрасывается смесь сточных вод. Таким образом, в водоем, кроме дождевых, частично поступают бытовые и производственные сточные воды, характеризующиеся высокими показателями загрязнений;
4) через ливнеотводы и ливнеспуски возможно подтопление водоотводящей сети в период паводков в реках и повышения уровней воды в них.
Достоинства полной раздельной системы:
1) невелики единовременные затраты на строительство бытовой сети, созданием которой можно ограничиться при осуществлении первой очереди строительства;
2) стоимость строительства и эксплуатации очистных сооружений меньше, чем стоимость их строительства при общесплавной системе.
Недостатком существующих полных раздельных систем водоотведения является то, что весь объем дождевых вод сбрасывается без очистки в водоем.
Полураздельная система (рис. 3.3) водоотведения лишена ряда санитарных недостатков, присущих общесплавной и полной раздельной системам водоотведения. При полураздельной системе водоотведения в водоем сбрасывается лишь часть менее загрязненных дождевых вод. Наиболее загрязненные воды направляются на очистные сооружения и подвергаются очистке.
Рис. 3.3. Схема полураздельной системы водоотведения:
1 – производственно-бытовая сеть; 2 – ливневая сеть;
3 – промышленное предприятие; 4 – разделительные камеры
Выбор системы водоотведения должен осуществляться на основании технико-экономического сравнения систем, равноценных в санитарном отношении.
Производственные сточные воды органогенного происхождения могут отводиться по бытовой сети без ограничений при соблюдении правил сброса их в общую городскую водоотводящую сеть.
Специфические производственные стоки неорганогенного происхождения требуют специфической технологии водоотведения, определенной степени очистки и повторно-оборотного использования или полной глубокой очистки с последующим сбросом в водоем.
При разработке системы водоотведения городов и промышленных предприятий необходимо учитывать:
- возможность сокращения объемов загрязненных сточных вод за счет устройства замкнутых систем;
- возможность последовательного использования воды в различных технологических процессах с различными требованиями к ее качеству;
- необходимость очистки наиболее загрязненной части поверхностного стока, образующегося в период выпадения дождей, таяния снега и мойки дорожных покрытий в количестве 70 % годового стока для селитебных территорий и всего объема стока для площадок предприятий, имеющих выбросы токсичных органических веществ.
При полной раздельной системе водоотведения очистка поверхностного стока может быть осуществлена только дифференцированно с созданием локальных очистных сооружений на дождевой сети или созданием централизованных очистных сооружений за пределами обслуживаемого объекта.
Разделение и отведение на очистные сооружения наиболее загрязненных вод, составляющих 70 % годового стока, обеспечиваются раздельными камерами.
Основными показателями при выборе той или иной системы водоотведения являются капитальные вложения (в том числе на 1 м3 суточного расхода сточных вод в целом по всей системе и отдельно по очистным сооружениям), годовые эксплуатационные расходы, а также себестоимость отвода и очистки 1 м3 сточных вод. Решающее значение имеют приведенные затраты, учитывающие капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Однако окончательный выбор оптимального варианта не может быть сделан без учета санитарно-гигиенических требований.