4.2. Каналізація

Каналізація, або система відведення і очищення стічних вод, є комплексом інженерних споруд і пристроїв для приймання і видалення стічних вод за межі населених пунктів і промислових підприємств, а також їхнє очищення і знезаражування. Стічні води, що утворюються в межах міст і на промислових підприємствах, можна поділити на три категорії:побутові- з унітазів, раковин, ванн тощо; які утворюються в житлових, громадських, комунальних і деяких громадських будівлях;виробничі- води, що утворюються внаслідок використання у різних технологічних процесах виробництва,дощові(атмосферні) - що з’являються на поверхні проїздів, площ, дахів після атмосферних опадів і танення снігу.

Залежно від того, які категорії стічних вод відводить каналізаційна мережа, розрізняють кілька систем каналізації. Загальносплавна– це така система, коли по одній підземній мережі труб і каналів видаляються стічні води всіх категорій за межі населених пунктів. Колектори загальносплавної каналізації мають більший переріз, через що їхнє будівництво потребує масштабніших одноразових капіталовкладень. З метою зменшення діаметрів труб мережі, обсягів очисних споруд і потужностей насосних станцій на головних колекторах обладнують камери з ливнеспусками і ливневідводами, через які частина дощових вод у суміші з іншими стічними водами скидається без очищення у водойми під час сильних дощів. За влаштування загальносплавної системи каналізації всі стічні води в суху погоду та їхня частина в період дощів надходять на очисні споруди, після обов’язкового очищення їх випускають у водойму. Загальносплавних систем каналізації за санітарними показниками для населених місць нині не проектують. Їх можна застосовувати в тих випадках, коли буде передбачене очищення і знезараження суміші стічних вод, що відводять на скидання у водойми через ливнеспуски [90].

Рис. 4.2. Система каналізації міста:

1 – межа міста; 2 – колектори; 3 – напірний трубопровід;

4 – насосна станція; 5 – вулична мережа; 6 – очисні споруди;

7 – випуск у водойму; 8 – головна насосна станція; 9 – аварійний

випуск; 10 – головний колектор; 11 – межа басейнів каналізування.

Роздільнасистема каналізації може бути повною і неповною. За повної роздільної системи прокладають дві самостійні підземні мережі труб і каналів, одна з яких призначена для відведення побутових і забруднених виробничих стічних вод, а друга – для відведення дощових і умовно чистих виробничих вод. Перша мережа називається виробничо-побутовою, або побутовою, а друга - дощовою.

Перш ніж потрапити в побутові мережі, стічні води надходять на очисні споруди, розміщені здебільшого за межами міста (рис. 4.2). Дощові води по іншій мережі найкоротшим шляхом попадають у найближчі водні потоки. У дощову мережу можуть відводитись умовно чисті виробничі стічні води [66.] За роздільної системи побутова мережа, що будується в першу чергу, має діаметр труб і каналів значно менший, ніж дощова.

У тому випадку, коли за роздільної каналізації влаштовують тільки побутову мережу, а дощові води відводять по відкритих лотках і канавах, систему називають неповною роздільною.

Напівроздільноюсистемою каналізації передбачено спорудження двох роздільних мереж (виробничо-побутової і дощової) і загальносплавного колектора, яким відводяться на очищення всі побутові, виробничі води і найбільш забруднена частина дощових вод. У місцях перетину дощової мережі із загальносплавним колектором влаштовують розподільчі камери, у яких регулюється відведення дощових вод на скидання у водойми і на очищення. За конструкцією розподільчі камери можуть бути аналогічні ливнеспускам загальносплавної системи каналізації.

За комбінованоїсистеми каналізації допускається влаштування в деяких районах міста різних систем каналізації. Найбільш досконалою в санітарному відношенні є напівроздільна система: забруднені стічні води всіх категорій видаляються за межі населеного пункту і піддаються очищенню. Одночасне будівництво двох мереж і спеціальних камер потребує великих капіталовкладень, тому напівроздільні системи каналізації поки ще не набули поширення.

Найчастіше застосовують роздільну систему каналізації. Ця система є задовільною в санітарному відношенні. Її економічні переваги полягають у тому, що спочатку можна побудувати побутову мережу, труби і канали якої мають невеликі діаметри, отже, первісні витрати в період будівництва не будуть високими. Тільки в міру благоустрою території об’єкта прокладається підземна дощова мережа.

На генплані населеного пункту виділяють басейни каналізування, позначають траси основних колекторів, вуличної мережі, місця спорудження насосних станцій, очисних споруд і випусків.

Вибір схеми каналізації зумовлюється рельєфом місцевості, розміщенням очисних споруд і поверхневої водойми, витратою стічних вод, вимогами утилізації стічних вод і їхнього повторного використання, відведенням й очищенням поверхневого стоку [66].

У густонаселених районах країни за близького розташування населених пунктів і промислових підприємств варто проектувати районну схему каналізації всього промислового району. Це дає змогу відмовитися від влаштування в окремих населених пунктах і промислових підприємствах невеликих очисних споруд, забезпечити більш якісне очищення стічних вод і високоефективну систему повторного і багатоцільового використання очищеної води. Тим самим досягається зменшення будівельних й експлуатаційних витрат і більш надійний захист водойм від забруднення.

У районах з дефіцитом води, за наявності маловодних водойм, коли, за санітарними нормами скидання стічних вод без дорогого глибокого очищення є недопустимим, доцільно проектувати замкнуті схеми водного господарства без випускання стічних вод у водойми. Такими схемами передбачено повний водообіг з використанням у виробництві очищених і підготовлених промислових і побутових стічних вод за мінімальної компенсації безповоротних втрат з вододжерела.

У процесі розробки схеми каналізації варто передбачити максимально можливе використання стічних вод – як виробничих і побутових, так і дощових.

Вибір системи і схеми відведення побутових, виробничих і атмосферних стічних вод загальними або роздільними мережами залежить від того, чи буде надалі здійснюватися їхнє спільне або роздільне очищення.

Спільне відведення побутових і виробничих стічних вод економічно виправдано за умови їхнього наступного спільного механічного і біологічного очищення. Виробничі стічні води, що містять органічні речовини і побутові стічні води після біологічного очищення можуть бути використані у виробничому водопостачанні.

Водовідведення.Для показників потрібно брати до уваги чисельність населення, що проживає в місті, норму водовідведення, режим надходження стічних вод у мережу. Норми водовідведення визначають за нормами водоспоживання залежно від ступеня благоустрою будинків. Норми водовідведення охоплюють усі види споживання води в місті (зокрема в лазнях, пральнях, лікарнях тощо), за винятком витрат води в промисловому виробництві і на поливання вулиць, площ і зелених насаджень.

Для малих міст варто передбачати централізовані системи каналізації для одного або декількох населених пунктів, окремих груп будинків і виробничих зон. Централізовані системи каналізації слід проектувати об’єднаними для житлових і виробничих зон. Застосування пристроїв у централізованих схемах окремо для житлової і виробничої зон допускається за техніко-економічного обґрунтування.

Для окремо розміщених будинків за витрати побутових стічних вод до 1 м³/добу допускається влаштування люфтів-клозетів або вигрібних ям.

Трасування каналізаційних мереж.Для трасування каналізаційних мереж беруть до уваги рельєф місцевості і вертикальне планування, розміщення водних проток і місця скидання стічних вод, а також дані гідрогеологічних досліджень.

На схему каналізації впливає розміщення очисних споруд. Розрізняють такі схеми трасування каналізаційної мережі кварталів залежно від рельєфу місцевості і вертикального планування території:

• об’ємні схеми вуличної каналізаційної мережі;

• схеми понижених ділянок кварталів;

• схеми відповідно до внутрішньоквартальних проїздів.

Збірні колектори трасують уздовж річок і тальвегів (ліній, що з’єднують нижчі ділянки річкової долини, яру). Цими колекторами стічні води побутової або загальносплавної мережі відводять на очисні споруди і після очищення скидають у водойму. У таких випадках випуск стічних вод відбувається за межею населеного пункту. Дощову мережу трасують із розрахунку випуску стічних вод у водойму найкоротшим шляхом. Ґрунтові умови також впливають на трасування мережі.

На загальній схемі каналізації, крім ліній мережі, зазначають споруди: дюкери, переходи і камери різного призначення. На схемі позначають також розміщення насосних станцій, очисних споруд і випусків.

Проектування каналізаційних мереж і споруд на них.Під час проектування потрібно брати до уваги доцільність кооперування систем каналізації об’єктів незалежно від відомчої належності, а також технічну, економічну і санітарну оцінку споруд, передбачати можливість їхнього використання й інтенсифікацію роботи.

Проекти каналізації об’єктів зазвичай виконують одночасно з проектами водопостачання з обов’язковим аналізом балансу водоспоживання і відведення стічних вод. При цьому потрібно зважати на можливість використання очищених стічних і дощових вод для виробничого водопостачання і зрошення. Основні технічні рішення, відображені в проектах, і черговість їхнього виконання мають бути обґрунтовані порівнянням можливих варіантів.

Оптимальний варіант визначають найменшою величиною витрат з урахуванням скорочення трудових затрат, затрат матеріальних ресурсів, електроенергії і палива, а також відповідно до санітарно-гігієнічних і рибогосподарських норм [66].

Каналізаційну мережу звичайно влаштовують самопливною і проектують на часткове заповнення. Для того щоб вода протікала з потрібною швидкістю, мережу прокладають з ухилом. Щоб уникнути заливання каналізаційних мереж, швидкість руху стічних вод треба розраховувати залежно від ступеня наповнення труб і каналів і величини зважених речовин в стічних водах. Розрахункове наповнення трубопроводів для відведення побутових стічних вод залежить від діаметра труб. Наповнення труб дощової (зливової) і загальносплавної каналізації розраховують на повний переріз.

Розрахункова швидкість має бути такою, щоб під час руху стічної рідини по трубах в них не випадав осад. За більшої швидкості відбувається передчасне зношування стінок труб, що витираються твердими частками, які утримуються в стічних водах. З огляду на це було введене поняття максимально допустимої швидкості [21].