1.5. Водоснабжение и канализация в ссср

Коммунистическая партия и Советское правительство постоянно проявляют исключительную заботу об охране здоровья трудящихся и о санитарном благоустройстве населенных мест, что находит свое от­ражение в соответствующих решениях. Отправным моментом в реше­нии этого вопроса является следующее программное требование пар­тии, сформулированное на ее VIII съезде в марте 1919 г.: «В основу своей деятельности в области охраны народного здоровья РКП (б) по­лагает прежде всего проведение широких оздоровительных и санитар­ных мер, имеющих целью предупреждение развития заболеваний». «В соответствии с этим РКП (б) ставит своей ближайшей задачей:

1) Решительное проведение широких санитарных мероприятий в ин­тересах трудящихся, как-то:

а) оздоровление населенных мест (охрана почвы, воды и воздуха)». За первые десять лет Советской власти было в основном закончено восстановление разрушенного в годы империалистической и граждан­ской войны городского хозяйства, в том числе водопроводов и канали­заций. Кроме того, за этот же период новые водопроводы были по­строены в 75 городах, а канализация в 19.

Однако темпы роста городского хозяйства значительно отставали от общего роста народного хозяйства страны, так как главные усилия были направлены тогда на развитие ведущих отраслей промышлен­ности.

Постановление июньского Пленума ЦК ВКП (б) в 1931 г. указало конкретные пути ликвидации этого отставания. Особое внимание Пле­нум уделил развитию водоснабжения и канализации Москвы и принял решение о строительстве канала Волга — Москва (ныне канала им. Москвы). Постановления СНК ССР и ЦК ВКП(б) от 10 августа 1935 года и от 10 июля 1938 года «О генеральном плане реконструкции г. Москвы» установили также пути и масштабы развития водоснабже­ния и канализации в Москве, являвшимися примером для других горо­дов СССР.

Постройкой канала им. Москвы успешно разрешена не только проб­лема обводнения Москвы-реки и создания новых водных путей, но и проблема водоснабжения столицы. Построены Северная и другие станции, реконструирован Москворецкий водопровод. В результате этих мероприятий подача воды городским водопроводом в 1957 г. выросла в 14 раз при увеличении количества населения Москвы примерно в 2,5 раза. Однако бурный рост города вызывает необходимость дальнейшего повышения мощности головных сооружений, которая в ближайшие годы будет значительно увеличена. Это даст возмож­ность поднять душевое потребление воды до 500 л/сутки на одного человека.

Канализацией в 1913 г. было охвачено 4880 га территории Москвы, а в 1939 г. — уже 20290 га. Еще до Великой Отечественной войны про­пускная способность коллекторов, отводящих сточные воды, увеличи­лась по сравнению с дореволюционным временем в 9,3 раза. Построены Кожуховская, Крестовская, Филевская, Люблинская, Щукинская и Курьяновская станция аэрации. Эти сооружения в совершенстве очи­щали в 1958 г. ежесуточно свыше 1 млн. м3 сточных вод. В ближайшее время вступит в эксплуатацию Люберецкая станция аэрации мощностью 1200 тыс. м3/сутки по полной биологической очистке.

Бурный рост промышленности и всего народного хозяйства обусло­вили развитие старых и строительство новых городов. При этом боль­шое внимание было уделено благоустройству городов, в том числе во­доснабжению и канализации. К числу наиболее мощных водопроводов могут быть отнесены: промышленный водопровод в Донбассе; водо­провод в Харькове протяжением 45 км; большой Седанский водопровод для Владивостока; промышленный водопровод для Эмбинского района длиной 643 км; второй водопровод для Баку и нефтяного района с во­доводом протяжением 180 км; большой водопровод для Свердловска. Реконструирована и увеличена мощность главной водопроводной станции и построена новая южная водопроводная станция в Ленин­граде (рис. 17). Уже в 1938 г. только по РСФСР 40% всей жилой пло­щади было обеспечено ломовыми вводами от городских водопроводов, а протяжение уличной сети достигало 34% от длины улиц. Хозяйствен­но-питьевое потребление воды на одного человека в сутки перед Вели­кой Отечественной войной более чем в два раза превышало потребле­ние в 1917 г. Интенсивно росло также потребление воды промышленно­стью, транспортом и строительством, составлявшее около половины всей воды, подаваемой коммунальными водопроводами.

За это время расширена канализационная сеть в старых городах и построена вновь в Брянске, Свердловске, Новосибирске, Владивостоке, Иванове, Туле, Калинине и ряде других городов. В Ленинграде на Васильевском острове введена в эксплуатацию новая канализация по раздельной системе и расширена сеть, в остальных районах города. Общая протяженность канализационной сети Ленинграда к 1962 г. достигла 347 км, что на 250% больше, чем в 1917 г. Чрезвычайно

Рис. 17 Южная водопроводная станция в Ленинграде (фильтры)

важное значение имело постановление ЦИК и СНК СССР от 17 мая 1937 г. «О санитарной охране водопроводов и источ­ников водоснабжения». Согласно этому постановлению в каждом насе­ленном пункте с водопроводом общего пользования обязательно уста­навливается зона санитарной охраны открытых и подземных источников, питающих водопровод, а вновь построенные предприятия могут быть пущены в эксплуатацию лишь при условии присоединения производст­венных канализаций к городским канализациям для спуска загрязнен­ных сточных вод или при условии устройства собственных очистных со­оружений до выпуска загрязненных стоков в общественный водоем. Строительство водопроводов и канализаций, продолжавшееся все увеличивающимися темпами, было приостановлено нападением на нашу страну немецко-фашистских захватчиков, в результате которого пол­ностью или частично были разрушены сотни городов и выведено из строя много водопроводов и канализаций.

Наряду с ростом водопроводов и канализаций населенных мест строились промышленные водопроводы и канализации, мощность кото­рых во много раз превышает коммунальные. Так, например, мощность водопровода Магнитогорского комбината больше мощности водопро­вода Москвы.

Для борьбы с отложениями солей, коррозией и гидробиологическим обрастанием холодильников и трубопроводов, особенно при повторном использовании воды в промышленных условиях, применяют очистку, охлаждение и кондиционирование воды (известкование, подкисление, фосфатирование и др.). При очистке использованных промышленных вод извлекают ценные вещества.

Для обеспечения водой железнодорожного транспорта были расши­рены существующие и построены новые водопроводы, в том числе груп­повые (продольные) протяжением свыше 150 км.

Значительные успехи достигнуты в снабжении водой совхозов и колхозов. Так, к началу 1957 г. только в совхозах имелось более 2,5 тыс. водопроводов, около 7 тыс. буровых колодцев и более 5 тыс. шахт­ных колодцев. Количество водопроводов в колхозных поселках зна­чительно больше, чем в совхозах.

Особенно большая работа в области водоснабжения производится в районах освоения целинных и залежных земель Казахстана, Сибири, Поволжья и Северного Кавказа. Условия водоснабжения и обводнения этих районов в связи с тем, что их подземные и поверхностные водо: источники в большинстве случаев имеют соленую воду, чрезвычайно сложны и создают большие трудности. Поэтому принимаются меры к созданию крупных водопроводных систем и кустовых водопроводов забором воды из рек. Так, например, проект водопровода в южной части Омской области с забором воды из р. Иртыша предусматривает снабжение водой 13 центральных усадеб, 51 отделений совхозов, 92 кол­хозных поселков и 7 железнодорожных станций и разъездов. Еще более крупным будет кустовой водопровод с забором воды из р.Ишим, пред­назначенный для водоснабжения совхозов, расположенных в Кустанайской, Северо-Казахстанской и Кокчетавской областях Казахской ССР.

На территориях целинных земель, где отсутствуют поверхностные источники водоснабжения, проводится большая работа по отысканию подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевых нужд, методом электроразведки. За последние годы благодаря отысканию хороших подземных вод построено много сельских водопроводов. В определен­ных местных условиях сочетается использование подземных и поверх­ностных вод.

Характерным для советских условий является комплексное решение проблемы водоснабжения, обводнения и мелиорации целых районов и областей страны, осуществляемое путем строительства каналов, сое­диняющих бассейны крупных рек (например, канал им. Москвы, Волго-Донской канал им. Ленина), а также каналов, соединяющих бассейны рек с крупными промышленными центрами (например, канал Северный Донец — Донбасс и строящийся канал Иртыш - Караганда и др.).

Теория расчета водопроводных и канализационных сооружений базируется на достижениях советской науки. Замечательные исследова­ния Н. Е. Жуковского были развиты его последователями и учени­ками: С. А. Чаплыгиным, И. Г. Есьманом, Н. Н. Павловским, Л. С. Лейбензоном, С. А. Христиановичем, А. Н. Колмогоровым, М. А. Великановым, Л. Г. Лойцанским и другими, создавшими советской гидравлике и гидротехнике мировую славу. Большое значение имели труды Н. Н. Павловского. Его «гидравлический справочник» по содержанию и ясности изложения не имеет равных в мире.

Советская техника в области водоснабжения и канализации, тесно переплетаясь с техникой производства других отраслей народного хо­зяйства, сделала огромные успехи и во многом перегнала зарубежную технику. Советские ученые, инженеры и конструкторы, изобретатели и новаторы производства создали новые конструкции, оборудование и приборы, а также более совершенные методы расчета сооружений. Так, М. М. Андриашев предложил метод расчета кольцевых сетей путем си­стемы, повторных попыток нахождения истинного распределения пото­ков воды по сети. В. Г. Лобачев разработал и теоретически обосновал метод увязки сети, сводящийся к совместному решению системы столь­ких линейных уравнений, сколько в сети колец. Некоторые упрощения, допускаемые при решении этих уравнений, позволяют получить доста­точно точные результаты после двух-трех последовательно сделанных подсчетов. Методы расчета кольцевых водопроводных сетей по эконо­мическому принципу были предложены В. Г. Лобачевым, М. В. Кирса­новым и Л. Ф. Мошниньгм. Основные принципы проектирования зон­ных водопроводов изложены в труде Н. Н. Абрамова.

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, ка­нализации и инженерной гидрогеологии на основе обширных исследо­ваний, проведенных под руководством проф. Ф. А. Шевелева, предло­жил новые, более совершенные формулы для определения потерь на­пора. По этим формулам составлены таблицы для определения потерь напора и скоростей в зависимости от диаметра труб и расхода.

В РФ примерно 75% воды, подаваемой водопроводами, забирается из открытых водоемов, в том числе для снабжения Москвы, Ленинграда Одессы, Горького, Свердловска, Днепропетровска, Астрахани, Куйбы­шева, Новосибирска и других городов. В последние годы наметилась тенденция к усилению роли подземного водоснабжения городов. Зна­чительно усовершенствовалась техника бурения на воду. Стали приме­няться более производительные бурильные станки, появились новые типы фильтров для скважин, имеющие преимущества перед сетчатыми и щелевыми фильтрами (керамиковые, каркасно-щелевые и др.).

Необходимость устройства водозаборов из открытых водоисточни­ков потребовала разработки ряда вопросов, которые должны были обес­печить нормальную эксплуатацию сооружений. Большую работу в этом направлении проделали А. А. Сурин, Н. Г. Малишевский, А. Я. Милович, М. М. Гришин, И. В. Егиазаров, И. И. Леви, Н. С. Макеров, Д. Я. Со­колов и др.

На основании теории образования глубинного льда, разработанной советским ученым В. Я. Альтбергом, были предложены практические мероприятия, предупреждающие закупорку водозаборных сооружений глубинным льдом и обеспечивающие нормальную их эксплуатацию.

Группа ученых во главе с В. Т. Турчиновичем разработала метод очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоподготовки для производственных целей, в том числе и метод, получивший в СССР название «метода взвешенного фильтра». Этот метод, открытый Азерьером, основан на фильтровании воды через слой хлопьев, обра­зующихся при ее коагуляции, и поддерживаемых во взвешенном со­стоянии восходящим потоком.

В 1934—1935 гг. Е. Н. Тетеркиным была разработана (в ВОДГЕО) конструкция конического диффузора-осветлителя, работающего по «ме­тоду взвешенного фильтра», получившая применение на водоумягчительных установках промышленных предприятий, а затем на железнодорожном транспорте и электростанциях.

В конце 1937 г., т. е. спустя два года, в журналах США появилось описание «пресипитаторов» (осадителей) суспензионных сепараторов конструкции инженера Сполдинга, предназначенных для осветления воды после ее умягчения, которые в принципе не отличаются от конст­рукции, предложенной Е. Н. Тетеркиным.

Отличительной особенностью некоторых конструкций осветлителей, применяемых за рубежом, является механическое перемешивание воды с реагентами в обособленных

пространствах при помощи лопастных мешалок или при помощи насоса (акселераторы, пресипитаторы). За последние годы в США создано несколько типов подобных осветлите­лей, один из которых изображен на рис. 18. В СССР осветлители со взвешенным фильтром получили большое распространение для очистки коагулированных вод, не требующих умяг­чения. Конструкция осветлителя с принудительным отсасыванием осадка системы ВНИИГС изображена на рис. 19. Академией коммунального

Рис. 18. Один из типов суспензионного осветлителя США (Акселератор) 1—подача сырой воды; 2—первая зона реакции; 3—пропеллерная мешалка; 4 -вторая зона реакции; 5—зона взвешенного осадка, 6—зона осветления; 7—сборные желоба; 8—концентратор(шламоуплотиитель)

хозяйства им. К. Д. Памфилова разрабо­тана новая конструкция открытых фильтров, названных фильтрами АКХ (рис. 20), производительностью до 12—13 м3/час с квадратного метра площади фильтра в плане вместо 5—6 м3/час на обычных скорых фильт­ров в ряде городских водопроводов (Москва, Горький, Свердловск, Уфа и др.) показал высокую эффективность их работы при высоком качестве фильтрованной воды. В связи с этим Министерством коммунального хозяйства РСФСР приняты меры к широкому их внедрению в городские водопроводы.

На Всемирной выставке в Брюс­селе 1958 г. одна из иностранных фирм в качестве новинки демон­стрировала напорный фильтр АКХ под названием «Иммидиум-фильтр».

Для получения более высокого «качества воды в открытых фильтрах Академией коммунального хозяй­ства под руководством Д. М. Минца были проведены теоретические и экспериментальные исследования нового метода безотстойного фильт­рования воды, в результате кото­рых был создан новый тип очист­ного сооружения, названного кон­тактным осветлителем (рис. 21).

-В канализацию Рис. 19. Осветлитель ВНИИГС с прину­дительным отсосом осадка и донным шламоуплотнителем для очистки при­родных вод мутностью до 1000 мг/л. а—разрез; б—план; 1—труба, подающая коагулированную воду; 2- радиальный лоток; 3— распределительный цилиндр; 4—дырчатые трубы; 5—герметическое дно; 6 — дырчатое дно; 7- шламоотводящне трубы; 8—ячейки; 9—по­плавок; 10—устройство для отсоса частиц воды из уплотнителя; 11—клапан, открывающийся при наполнении и опорожнении осветлителя; 12—лазы в днищах; 13—кольцевой сборный желоб с треугольными водосливами; 14—радиальные балки; 15—устройство из дырчатых кольцевых труб для удаления осадка в канализацию; 16 -кольцевая труб» для отбора воды из уплотнителя; 17—опорные стойки; 18—выпуск осветленной воды

Контактный осветлитель представляет собой резервуар с загрузкой из зернистого материала с постепенно уменьшающейся снизу вверх круп­ностью. Вода пропускается снизу вверх, благодаря чему основная часть загрязнений задерживается в нижних крупнозернистых слоях. Действие контактного осветлителя также основано на коагуляции в зернистом слое, или, иначе говоря, контактной коагуляции. При этом отделение твер­дой фазы происходит под действием сил молекуляр­ного притяжения между мельчайшими частицами взвеси и зернами фильт­рующего слоя. Преимущества контактных осветлителей за­ключаются в их большой грязеемкости и уменьшении в 3-4

Рис. 20. Фильтры АКХ 1—распределительная система; 2—дренаж; 3—желоба; 4—подача воды на фильтрование; 5—фильтрат; 6—подача промывной воды; 7—отвод промывной воды

раза объ­емов очистных сооруже­ний. Кроме того, процес­сы коагуляции в порис­той среде мало зависят от температуры и щелоч­ного резерва в исходной воде и дают уменьшение расхода коагулянта при улучшении качества очистки воды по сравнению с обычными техно­логическими схемами.

Опытные контактные осветлители после тщательного испытания их на водопроводах Москвы, Челябинска, Горького, Уфы и Таганрога при­менены на очистных станциях Ленинграда, Москвы, Горького, Куйбы­шева, Запорожья, Томска и других городов. Следует отметить значительные теорети­ческие исследования, проведенные Академией коммунального хозяйства под руковод­ством проф. Д. М. Минца, получившие подтверждение на большом эксперимен­тальном материале в области теории фильт­рации суспензий через зернистые материалы; теории стесненного осаждения частиц взвеси или теории

Рис. 21. Контактный осветлитель 1-зернистая загрузка; 2-распределительная сеть большого сопротивления из дырчатых труб; 3-желоба; 4-сборный карман;5-смесительная шайба; 6-воздушные трубки; 7-переливная труба; 8-подача речной воды; 9-подача про­мывной воды; 10—отвод осветленной воды; 11-в сток

взвешен­ного слоя, а также мо­делирования технологических процессов применительно к очистке питье­вых и сточных вод. Эти работы опубликованные в 1955 и 1961 гг., опе­редили зарубежные исследования в данной области.

В США, как и в СССР, источниками водоснабжения служат главным образом открытые водоемы. Но в области очистки воды там до сих пор не отошли от известных технологических схем. Так, например на вновь построенной крупной водопроводной станции для снабжения во­дой одного из районов Чикаго с водозабором из озера Мичиган при­нята схема очистки в двухъярусных горизонтальных отстойниках с последовательным движением воды и фильтрации 4,9 м/час)

В СССР испытали в производ­ственных условиях двухслойные кварцевые антрацитовые фильт­ры, работающие при скорости фильтрования 10—12 м/час и об­ладающие грязеемкостью, в 3-4 раза большей, чем обычные кварцевые фильтры. Двухслой­ные фильтры успешно работают на фильтровальных станциях Москвы (Северная станция), Вол­гограда, Глазова и других горо­дов. Они предусмотрены в проек­тах ряда вновь строящихся очи­стных и водоумягчительных стан­ций, а

также в типовых проектах фильтровальных станций, утвер­жденных Госстроем СССР. Для очистки воды, предназ­наченной для производственных целей, используется оригиналь­ный тип автоматического, сверх­скоростного напорного фильтра с начальной скоростью фильтрова­ния до 100 м/час, предложенный в 1933 г. Г.Н. Никифоровым. Этот фильтр (рис. 22) послужил прототипом для некоторых конструкций сверхскоростных филь­тров, применяемых за рубе­жом. Широкое применение для очи­стки засолоненных поверхност­ных и подземных вод нашел катионитовый метод умягчения во­ды, в разработке и внедрении ко­торого приняли участие сотруд­ники ВОДГЕО и других органи­заций (В. Н. Клячко, Н. П. Неселенко и др.) и специалисты производственники. В этих целях в СССР организован промышленный выпуск высокоемких катионитов (сульфоутоль, катиониты Ку-1, Ку-2, КБ-4), не уступающих по качеству лучшим иностранным образ­цам. Освоение в СССР технологии производства органических катио­нитов и анионитов позволило внедрить в практику водоподготовки химическое обессоливание воды ионитовым методом. Большая работа проделана ВОДГЕО в содружестве с работниками проектных институтов и производства по улучшению качества воды, требуемой для котлов высокого давления теплоэнергетических устано­вок, химической и других отраслей промышленности, в том числе по ее обескремниванию, освобождению от железа, марганца, дегазации и пр. Разработаны также эффективные методы по предохранению стальных труб от

Рис. 22. Сверхскоростной напорный фильтр системы Г. Н. Никифорова камерного типа производительностью 75 м3/час а-вертикальный разрез; б- разрез по 1-1; 1-кольцевой пояс фильтра; 2-центральная труба; 3-дренажная решетка; 4-напорный трубопровод исходной воды; 5-неподвижный распределитель­ный барабан; 6-окно или щелн для поступления воды из распределителя барабана в камеры фильтра; 7-отверстия, соединяющие центральную шахту с поддренажным пространством; 8-напорный трубопровод фильтрата; 9-передаточные устройства с электродвигателем для вращения промывного патрубка; 10-промывной патрубок с приемным отверстием; 11-сплошное поддренажное пространство; 12-неподвижный стояк для от­вода промывной воды; 13-задвижка сопротивле­ния для регулирования интенсивности промывки: 14-перегородки между камерами фильтра; 15-люк у камеры фильтра

коррозии. В последние годы в СССР и за рубежом, помимо широко практикуе­мого способа обеззараживания воды хлором, стали применять методы дезинфекции ее бактерицидными лучами. Для этого сотрудником Ака­демии коммунального хозяйства В. Ф. Соколовым сконструированы аппараты, обеззараживающие воду ультрафиолетовыми лучами. В каче­стве источников излучения используются аргоно-ртутные лампы низ­кого давления. Однако ввиду небольшой мощности ламп этот способ применяется только для стерилизации сравнительно небольших объе­мов воды. Расход электроэнергии составляет от 10 до 30 квт на 1000 м3 обеззараживаемой воды. Установки по бактерицидному облучению воды работают на городских водопроводах в Москве, Фрунзе, Уфе, Ташкенте и других городах.

В некоторых странах, в том числе Франции, Италии, Бельгии, Англии Румынии, США, обеззараживание и снижение цветности воды осуще­ствляется с помощью озонирования. Этот прогрессивный метод вновь на­чинает внедряться и в Советском Союзе. Однако необходимо отметить, что наряду с положительными этот метод имеет и отрицательные качества, одним из которых является большой расход электро­энергии.

В последние годы в санитарной технике начинают применяться трубы из пластических масс, что дает огромную экономию металла. Кроме того, трубы из пластических масс не подвергаются коррозии, ус­тойчивы против гидравлического удара и т.д. Широкое применение по­лучают железобетонные напорные трубопроводы. Так, например, в Бель­гии построены водопроводные магистрали диаметром 800, 1000 и 1200мм протяженностью 300 км и давлением 12 ати. В Северной Африке ус­пешно применяются такие трубы диаметром 4—5 м. В СССР в ближай­шие годы получат широкое распространение железобетонные трубы с предварительно напряженной арматурой для городских и промышлен­ных водопроводов.

Для увеличения надежности работы фильтров и экономии металла целесообразно широко применять распределительные системы боль­шого сопротивления с колпачками из фарфора или из пластмассы, а также из железобетонных плит с калиброванными отверстиями. К современной сетевой арматуре относятся задвижки с пневматиче­скими приводами и кольцевые клапаны, которые могут применяться в качестве запорного приспособления, регулятора расхода, или автома­тического затвора в случае разрыва трубопровода, а также для целей измерения расхода воды.

Для водоснабжения отдельных зданий и небольших населенных мест при использовании воды из открытых водоемов с успехом могут при­меняться кизельгуровые фильтры.

В области теории и техники устройства канализации в населенных пунктах и промышленных предприятиях в СССР также достигнут зна­чительный прогресс. Так, в результате исследований, проведенных Н. Ф. Федоровым, предложена новая формула, учитывающая физико-химический состав сточных вод, справедливая как для квадратичной, так и для переходной, даже гладкой области движения сточных вод, в то время как формула Павловского действительна лишь для квадра­тичной области.

При расчете сетей они дают более близкие к практике скорости движения сточных вод по трубам и каналам, при которых обеспечи­вается их самоочищение, что имеет большое значение для правильной эксплуатации сетей.

В Ленинградском научно-исследовательском институте Академии коммунального хозяйства с 1931 г. под руководством Н. Н. Белова про­водилась большая исследовательская работа по теории расчета дожде­вых и общесплавных канализационных сетей. Эта работа продолжалась и после Великой Отечественной войны М. В. Молоковым и Г. Г. Шигориным. В результате предложен уточненный метод расчета дождевых сетей, который по сравнению с методом П. Ф. Горбачева дает экономию на строительстве дождевых сетей примерно 30%.

До недавнего времени в СССР общесплавная система канализации по санитарным соображениям совершенно не применялась, так как при работе ливнеспусков предполагалось, что в водоем вместе с дождевой водой попадает также значительное количество загрязненных сточных вод. В то же время за рубежом, главным образом в европейских государ­ствах и в США, лишь около 20% городов имеют раздельную канализа­цию. В остальных городах устроена общесплавная или комбинирован­ная— раздельная с общесплавной—система канализации. Применяв­шийся при этом эмпирический способ расчета и отсутствие проверенных данных эксплуатации не позволяли в достаточной мере оценить санитарный эффект работы общесплавной канализации по сравнению с раздельной. Широкий охват исследований, проведенных в Ленинград­ском научно-исследовательском институте АКХ, позволил установить с достаточной ясностью, что общесплавная система канализации не усту­пает в санитарном отношении раздельной системе, а в определенных ус­ловиях стоимость ее строительства и эксплуатации значительно ниже раздельной системы.

В настоящее время канализация проектируется и строится по обще­сплавной системе в 14 городах СССР, в том числе и в Ленинграде, где она является единственно возможной и где устройство перехватываю­щих коллекторов, главным образом вдоль водных протоков, позволяет присоединить к ним всю существующую сеть и ликвидировать имею­щиеся многочисленные выпуски сточных вод в открытые водоемы. При этом сборные коллекторы имеют значительные сечения и располага­ются на больших глубинах, достигающих 18 м.

В сложных гидрогеологических условиях Ленинграда строительство таких коллекторов осуществляется тоннельным способом со щитовой проходкой (рис. 23).

Опыт Москвы и Ленинграда свидетельствует о том, что стоимость строительства канализационных коллекторов тоннельным способом в ряде случаев может быть ниже стоимости открытым способом. Крепле­ние тоннеля в зависимости от местных условий может выполняться железобетонными тюбингами и керамическими блоками, а также дере­вянной обделкой. Такой метод строительства крупных коллекторов в ближайшие годы получит широкое распространение и особенно в крупных городах, так как он в значительной

Рис. 23. Проходка коллектора под набережной р. Фонтанки щитом диаметром 2,47 м

мере дает возможность механизировать про­цессы производства и не нарушает работу транспорта и подземных ком­муникаций. Кроме того, этот метод позволяет наиболее рационально в определенных случаях давать проектные решения канализации населенных мест и промышленных предприятий.

Очистка сточных вод в СССР строго регламентируется законом. В то время действовал «Правила охраны поверхностных вод от за­грязнения сточными водами», утвержденные 15 июля 1961 г. Этими пра­вилами определяются условия спуска сточных вод в водные протоки, а также рассчитывается необходимая степень очистки сточных вод и на­селенных мест до выпуска их, в водоем. Кроме того, постановлением Совета Министров СССР от 15 сентября 1956 г. все промышленные предприятия обязаны очищать свои стоки перед выпуском в водоем.

В 1960 г. были приняты постановление Совета Министров СССР «О мерах по упорядочению использования и усиления охраны водных ресурсов СССР» и закон Верховного Совета РСФСР «Об охране при­роды». Эти решения направлены на улучшение санитарно-гигиениче­ских условий жизни советских людей.

Хотя по масштабам охвата канализацией населенных пунктов Со­ветский Союз еще не достиг уровня передовых капиталистических го­сударств, однако теория расчета очистных сооружений стоит в СССР на значительно более высоком уровне, чем за рубежом. Разработаны новые оригинальные типы и конструкции очистных сооружений, кото­рые используются также на некоторых зарубежных станциях.

Важное значение а развитии теории и техники очистки сточных вод имела Комиссия по очистке сточных вод, созданная в 1904 г.. в Москве. Назначение Комиссии заключалось в разработке методов биологиче­ской очистки сточных вод ввиду увеличивавшегося загрязнения Москвы-реки. В состав Комиссии входили проф. В. В. Вильяме (почвовед), проф. С. П. Лангавой (химик), проф. Г. Н. Габричевский (бактериолог), проф. Н. Н. Худяков (бактериолог), проф. Я. Я. Никитинский (микробиолог), некоторые санитарные деятели и т. д.

После Великой Октябрьской социалистической революции руковод­ство научно-экспериментальными работами по московской канализации осуществлялось специально созданным научно-исследовательским от­делом треста Мосочисгвод, во главе которого стоял крупнейший со­ветский ученый в области очистки сточных вод проф. С. Н. Строганов. Разработанные здесь научные проблемы имели общесоюзное значение, формировали советскую науку об очистке сточных вод.

Из наиболее важных работ, выполненных С. Н. Строгановым и его сотрудниками, следует отметить разработку метода неполной биологи­ческой очистки сточных вод в аэротенках (1917—1919), а также разра­ботку аэрофильтров, впервые проверенных в эксплуатационных усло­виях на Кожуховской станции аэрации в 1929 г.

В 1923 г. прием очистки сточных вод в аэротенках на неполную очистку был применен в Бирмингеме (Англия). В дальнейшем он по­лучил распространение в США как метод предварительной аэрации сточных вод до направления их в первичные отстойники.

Что же касается аэрофильтров, то в 30-х годах XX в. они под на­званием «фильтров Строганова» распространялись в США и европей­ских странах. В дальнейшем фильтр Строганова здесь стали относить к высоконагружаемым биофильтрам, а в США авторство аэрофильтров приписывают Ходгсону.

Работы, выполненные сотрудниками С.Н. Строганова, продолжают оставаться руководящим началом для всех специалистов, занятых во­просами очистки сточных вод. Так, К.И. Корольковым выполнены ис­следования но метановому брожению осадка сточных вод, даны обос­нованные расчеты аэротенков. Н. А. Базякина провела обширные ис­следования окислительных процессов при очистке сточных вод, а А.А. Карпинский предложил новый метод расчета горизонтальных песколо­вок.

Большие научно-исследовательские работы проведены Всесоюзным научно-исследовательским институтом ВОДГЕО (П. С. Белов, А. И. Жу­ков, М. М. Калабина и др.), главным образом в области очистки про­изводственных сточных вод. Им разработаны методы: очистки сточных вод от термической обработки топлива, металлургических заводов и пр.; расчета горизонтальных и радиальных отстойников, учитываю­щие кинетику выпадения взвешенных веществ из сточной жидкости; очистки и доочистки нефтесодержащих сточных вод; биологической очистки концентрированных производственных сточных вод.

Вопросами очистки производственных сточных вод в СССР зани­мается также ряд отраслевых научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений. Так, например, Центральный научно-иссле­довательский институт бумаги успешно разработал методы биологиче­ской очистки и утилизации сточных вод целлюлозно-бумажной промыш­ленности. Научно-исследовательский институт гидролизной промыш­ленности разработал метод биологической очистки чрезвычайно загряз­ненных стоков гидролизной промышленности и т. д.

Значительный вклад в развитие теории и техники очистки сточных вод внесли коллективы сотрудников кафедр канализации инженерно-строительных институтов. Так, кафедра канализации Ленинградского инженерно-строительного института разработала методы очистки сточ­ных вод мясокомбинатов, новые методы расчета и конструирования вертикальных и горизонтальных отстойников, новые конструкции метантенков с плавающими перекрытиями, новые типы осветлителей с естественной аэрацией, иловые площадки с механизированным уда­лением подсушенного осадка и др. Кафедра Московского инженерно-строительного института разработала метод расчета высоконагружаемых биофильтров, а Одесского инженерно-строительного института метод расчета канализационных сооружений и т. д.

Современные водопроводы и канализации в больших городах и круп­ных промышленных предприятиях представляют собой мощный комп­лекс большого числа различных сооружений, работа которых взаимно связана, чему способствует диспетчеризация и автоматизация. Одной из первых организаций, занимавшейся практическим решением автомати­зации городских водопроводов, является Академия коммунального хо­зяйства, которая в 1934—1935 гг. выполнила работы по переводу Кинешемской водопроводной станции на автоматическое управление, осно­ванное на применении отечественного оборудования. В 1936—1937 гг. были автоматизированы насосные установки канала им. Москвы и др. В последнее время автоматизированы или находятся в процессе осуще­ствления комплексной автоматизации городские водопроводы Подоль­ска, Уфы, Калинина, Тулы, Горького Севастополя и других городов. Почти полностью автоматизирована Северная станция г. Москвы.

Советские ученые и конструкторы разрабатывают новые типы оборудо­вания и приборов для автоматизации работы водопроводных и канализаци­онных сооружений. Так, В. А. Михай­ловым сконструирован фотоэлектронный анализатор, который показывает и записывает мутность, цветность, ве­личину РН и остаточного хлора в воде, обрабатываемой на водопро­водных станциях В.Л. Чейшвили и И.Л. Крымский разработали кон­струкцию автоматического дозатора коагулянта, действие которого осно­вано на разности электропроводности воды без коагулянта и с коагулянтом. Этот дозатор применен в установке для механизации и автоматизации за­грузки, растворения и мокрого дози­рования коагулянта на ленинградских, московских и других водопроводных станциях.

Тем не менее автоматизация рабо­ты водопроводных и канализационных сооружений значительно отстает от уровня автоматизации производства в машиностроительной, металлургиче­ской, химической и других отраслях промышленности СССР, где техноло­гические процессы производства го­раздо сложнее, чем на водопроводных и канализационных станциях.

В контрольных цифрах развития народного хозяйства СССР на 1959—1965 гг., утвержденных XXI съездом партии, а также в постановлениях июньского (1959) и июль­ского (1960). Пленумов ЦК КПСС указывается на важность комплекс­ной механизации и автоматизации производственных процессов, обес­печивающих дальнейший технический прогресс в народном хозяйстве и на этой основе новый подъем производительности труда, снижение себестоимости и улучшение качества продукции. Автоматизация всех насосных станций коммунальных водопроводов только в РСФСР по­зволит освободить до 6 тыс. человек обслуживающего персонала и сэко­номить 10—15% электроэнергии.

Приборостроительная промышленность Советского Союза произво­дит аппаратуру и оборудование, необходимые для диспетчеризации и автоматизации работы водопроводов и канализаций. Это дает возмож­ность в ближайшие годы перейти более широко к комплексной механи­зации и автоматизации целых систем с дистанционным управлением.

В годы Советской власти многое сделано для подготовки высококва­лифицированных кадров в области водоснабжения и канализации. Созданы специальные факультеты и кафедры по водоснабжению и ка­нализации при старых и вновь созданных высших учебных заведениях. На этих кафедрах работают крупные ученые, ведущие научную работу по вопросам теории строительства и эксплуатации водопроводных и ка­нализационных сооружений.

Аннотация к книге: «Русский инженер» автор: Лев Гумилевский, второе издание; Издательство ЦКВЛКСМ «молодая гвардия» 1953

Это книга не является систематическим и полным изложением истории отечественной научно- технической мысли. Ценность ее в том, что, рассказывая о деятельности выдающихся представителей русской науки и техники, автор подвергает анализу особенности их научно-технического творчества.

Книга Л.Гумилевского читается с большим интересом. Она воспитывает у читателя гордость за русскую инженерию, пробуждает любознательность, толкает на дальнейшее изучение истории науки и техники.

История науки внушает веру в мощь человеческого разума, в силу знания, в преодолимость трудностей, в безграничные возможности чело­века. Сообщая знания в том самом виде, как они впервые были полу­чены, история науки и техники показывает приемы работы и ход творческой мысли, учит смелости и инициативе, воспитывает чувство нового и побуждает к действию.

Деятелям русской техники зачастую приходилось работать в тяже­лых условиях; они должны были отстаивать свое дело в борьбе против бюрократического равнодушия царских чиновников, против косности пра­вящих классов России. Но замечательные представители русской техники были энтузиастами, не складывавшими оружия ни при каких обстоятель­ствах. Это были люди, видевшие в развитии производительных сил своей родины высокое жизненное призвание. Романтикою их борьбы, романти­кою инженерного дела и проникнута книга Л. Гумилевского. Читатель видит в ней величину, значение, а часто и тяжесть инженерной работы, узнает горечь поражений и радость побед, которые испытывали деятели техники в старой России.

Конечно, трудности общественного порядка, стоявшие на пути инженера в былые времена, уже не существуют в современном обществе, обеспечившем невиданный расцвет творческой инициативы в любой области созидательного труда, но многие большие и трудные задачи чисто инженерного порядка встают на пути инженера и в наше время. Они требуют при всех условиях проявления находчивости, ини­циативы, настойчивости и смелости решений.

Можно не сомневаться в том, что книгу Л. Гумилевского с инте­ресом прочтут и зрелые, искушенные, инженеры, и молодые инженеры, начинающие свою деятельность, и широчайшие круги моло­дежи.

Как бы ни было высоко поставлено техническое образование, моло­дой специалист не может сойти со студенческой скамьи законченным инженером. Он должен пройти и заводскую школу под руководством опытного инженера, на практике преодолевшего все трудности в прило­жении своих теоретических знаний.

Книга Л. Гумилевского показывает увлекательность практической работы инженера самых различных специальностей — будь то авиакон­структор, создающий новые самолеты в столичном исследовательском институте, или металлург, выплавляющий сталь на заводе, или механик, налаживающий машины в МТС вдали от больших центров страны.

Серьезно и основательно доработанная Л. Гумилевским для второго издания, книга, несомненно, явится полезным и увлекательным чтением по истории русской техники.

Бетон.

«Бетон — наилучший из материалов, изобретенных человече­ством»,— сказал знаменитый итальянский архитектор П. Л. Нерви. И он был прав. Оглянитесь вокруг, и вы увидите, что большин­ство домов в современном городе сделано из бетона. Мосты и тоннели, порты и плотины, дороги и подземные переходы, атом­ные электростанции и стартовые площадки для ракет — все они изготовлены из этого удивительного материала.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.

Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшейся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность.

Использование глины в строительстве восходит приблизитель­но к 10 тысячелетию до н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений.

По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Считается, что более чем за 3 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позд­нее — известь, которые получали посредством умеренной терми­ческой обработки исходного сырья.

Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были из­вестны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. По сведениям Плиния Старшего, бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры.

Народы, жившие на островах Эгейского моря и в Малой Азии, начиная с VII—VI вв. до н. э. применяли растворы на жирной извести с гидравлическими добавками при строитель­стве отдельных зданий и гидротехнических сооружений. В Индии уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV—V вв. До н. э.).

Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Таким образом были отделаны дворцы царей Креза (560—546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки.

Заметное применение бетона на территории древнеримского государства началось примерно с конца IV в. до н. э. и продол­жалось около-700 лет.

Римляне, не были изобретателями бетона, так же, как не они первые обнаружили вяжущие свойства извести, не они придумали арку, свод, большинство строительных машин и оборудования. Они переняли все это у этрусков, греков и других народов. Только римляне сумели полностью использовать такие его свойства, как проч­ность, водонепроницаемость и экономичность, а с I в. н. э. бетон превратился в один из основных конструкционных строительных материалов.

На развитие эффективной техно­логии изготовления строительных конструкций и деталей из бетона в конце прошлого и начале нового столетия оказали влияние, главным об­разом, торговля цементом, являющимся универсальным минеральным вяжущим материалом, и общая меха­низация изготовления и переработки бетона. Смесительные устройства были скопированы из других отраслей промышленности. Заимствован­ные из практики земляных работ ме­тоды транспортирования в кюбелях и уплотнение влажных грунтов трам­бованием привели к существенному повышению производительности ра­бот в гидротехническом и промыш­ленном строительстве при сооруже­нии фундаментов.

Однако уже при строительстве бетонных дорожных покрытий выяснилось, что необходимы более жест­кая бетонная смесь и интенсивное уплотнение. Приблизительно в 1911г. создаются первые вибраторы для по­верхностного уплотнения, которые, однако, не нашли достаточно широ­кого применения. Напротив, очень быстро получает признание бетон из литой смеси, особенно для тонкостен­ных железобетонных элементов, вследствие простоты его транспорти­рования и незначительных затрат при формовании в стесненных условиях. Позднее пришли к выводу, что с по­вышением содержания воды цемент­ный камень становится весьма пори­стым (хотя сам бетон обладает до­статочной плотностью), а это приво­дит к интенсивной коррозии.

С середины 20-х годов начинает усиленно развиваться вибрационная техника. Вибраторы позволяют об­рабатывать более жесткие смеси с ограниченным количеством воды. Это был прогресс, так как хорошо уплот­ненный вибрированный бетон, не­смотря на ограниченное содержание цемента, характеризуется более вы­сокой прочностью, морозостойкостью и стойкостью в агрессивных средах, чем трамбованный или литой бетон. Кроме того, стало возможным сократить сроки готовности бетона.

Многие десятилетия бетон приго­товлялся преимущественно на строительной площадке и перерабатывал­ся как монолитный. Изготовление на бетонных заводах сборных элементов в массовых количествах началось в 50-е годы. При переходе на эту но­вую технологическую ступень разви­тия бетон стал пригодным во всех отношениях строительным материа­лом. Его универсальная способность к формованию была предпосылкой к механизации и автоматизации отдельных рабочих процессов. Кроме того, при промышлен­ном производстве бетона возникла необходимость увеличить оборачиваемость форм для повышения произ­водительности заводов при ограниченном парке форм. Это достигается применением тепловой обработки, благодаря которой время твердения бетона сокращается почти в 10 раз по сравнению с твердением его в нормально-влажных условиях.

Список используемой литературы:

1. История строительной техники. Под общей редакцией засл. Деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. наук, проф. В.Ф.Иванова; Государственное издательство литературы по строительству,

2. Русский инженер; автор: Лев Гумилевский, второе издание; Издательство ЦКВЛКСМ «молодая гвардия» 1953

3. Строительные материалы и изделия: Учеб.для инженерно экономических спец.строит.вузов- 5 издание, перераб. и доп.- М:.Высш.шк, 1988.

4. Бетон, Райхель В., Р. Глатте : В 2-х ч. Ч. 2. М.: Стройиздат, 1981. перевод с немецкого канд. техн. Наук. Л.А.Феднера.

5. Римский бетон, В.А.Кочетов; М.: Стройиздат, 1991.

33