Главная / Статьи / Канализация, очистка стоков / |
Канализация в больших городах
В настоящее время трудно себе представить, как бы выглядели наши большие города,
если бы сточные воды этих городов не отводились через канализационную систему.
Да ведь прошло всего менее ста лет с того времени, когда от устройства канализационных
коллекторов перешли (в первую очередь в больших городах) к канализационному
строительству, сыгравшему огромную роль в улучшении санитарного состояния городов.
Без развития канализационных систем устройство туалетов внутри жилых зданий
было бы просто немыслимо.
Представьте себе на минуту наши здания высотой в 20 этажей и более, на задних дворах которых (теперь уже отсутствующих) располагались бы уборные выгребного или выносного типа.
Следовательно, в наше время устройство канализации является одной из важнейших предпосылок градостроительства. Но даже теперь, когда во всех наших больших городах уже в течение многих десятилетий существуют канализационные системы, не следует считать, что развитие в этой области прекратилось и что остается лишь поддерживать эти сооружения в исправном состоянии.
Это далеко не так: во первых, при реконструкции наших городских центров и застройке новых жилых районов требуется подключение зданий к существующей канализационной сети и ее дальнейшее расширение, а во вторых, вследствие возрастающего расхода сточных вод сооружения для их очистки следует постоянно совершенствовать и расширять.
Поэтому строительство канализационных сооружений для очистки и отвода сточных вод является неотъемлемой составной частью инженерных работ по прокладке подземных коммуникаций, таких же необходимых, как строительство жилых зданий и многих других наземных объектов. Водохозяйственные органы должны работать в тесном сотрудничестве с органами, занимающимися вопросами городского благоустройства, чтобы на основе перспективного плана определить задачи предстоящего строительства и подготовить их выполнение.
Целесообразно проследить весь путь, проделываемый сточными водами от места их образования до сброса в водоемы. В каждом доме, на каждом производственном предприятии, в общественных учреждениях в результате потребления питьевой и технической воды образуются бытовые или производственные сточные воды. Обычно внутренние канализационные системы подключаются к уличному канализационному коллектору, за исключением особых случаев, когда, несмотря на наличие коммунальной канализации, производится очистка сточных вод в индивидуальных очистных установках приусадебных участков с последующим отведением сточных вод в водоем.
Поскольку для отвода сточных вод всегда предусматривается уклон, то подключение санитарно-технического оборудования зданий к сети коммунальной канализации легко осуществимо. Однако в больших городах нередки случаи, когда отдельные помещения, расположенные ниже уровня земли, временно или постоянно не имеют свободного стока. Это бывает в тех случаях, когда выпуск, находящийся в подвальном помещении здания, расположен ниже уровня, на котором находится уличный канализационный коллектор. При незначительном наполнении коллектора свободный сток сточных вод от подвального помещения оказывается еще возможным.
В случае же интенсивного наполнения коллектора, что бывает, например, во время сильного дождя при общесплавной канализации, в сети возникает подпор, приводящий к затоплению подвального помещения обратным током воды. При отсутствии свободного стока следует предусматривать насосную установку, обеспечивающую подъем воды до уровня, на котором находится вода в уличном канализационном коллекторе.
При возникновении в сети временного подпора достаточно установить обратный клапан, который в случае максимального наполнения уличного коллектора всегда предохранит глубоко расположенное подвальное помещение от затопления. При наличии таких обратных клапанов сточные воды могут стекать только в одном направлении. Разумеется, полностью полагаться на такие клапаны при продолжительном подпоре нельзя, так как возможно скопление твердых частиц, которые могут нарушить герметичность клапана.
Поэтому, согласно стандарту TGL 10698, для защиты глубоко расположенных помещений от затопления в случае образования подпора в сети на трубопроводе дополнительно устанавливается еще задвижка, обслуживаемая вручную. Эта задвижка всегда находится в закрытом положении и открывается лишь для выпуска сточных вод в коллектор. Таким образом, даже в случае выхода из строя обратного клапана не происходит затопления подвального помещения.
Рассмотрим еще другой случай, когда отвод сточных вод из подвального помещения можно осуществить лишь путем их искусственного подъема. Добиться подъема сточных вод можно либо с помощью насосов, либо путем применения пневматических устройств. Поскольку обычные центробежные насосы малой производительности, требующиеся в данном случае, часто засоряются, следует применять насосы специальной конструкции, работающие в автоматическом режиме.
Для этой цели используют насосы, приспособленные для перекачки жидкости с отбросами (дренажные и фекальные насосы), или принимают меры, предотвращающие попадание засоряющих материалов в насосы. В последнем случае материалы отлагаются на сите установленного перед насосом напорного резервуара и путем автоматического переключения насоса подаются вместе с потоком сточной воды в напорный трубопровод.
По такому же принципу действуют и пневматические устройства для подъема воды. В этом случае подъем сточных вод происходит не за счет большой мощности насоса, а за счет давления, производимого на закрытый сборный резервуар сжатым воздухом от компрессора.
Производственные предприятия, подключенные к канализационной сети, должны в отдельных случаях предварительно очищать сточные воды до отвода их в канализацию. При этом следует удалять из сточных вод вещества, представляющие опасность для рабочих, обслуживающих канализационные системы, а также вещества, которые могут вызвать повреждение канализационной сети и подключенных к ней очистных сооружений.
К таким веществам относится, например, бензин, пары которого, заполняя канализационную систему, могут привести к взрыву. Поэтому на бензозаправочных станциях, в гаражах, на установках для мойки автомашин и т. п, необходимо предусматривать бензоловушки, с помощью которых из сточных вод удаляются все взрывоопасные вещества. В принципе это тоже отстойники, с той лишь разницей что в данном случае удаляемые вещества, будучи легче воды, всплывают на поверхность, откуда их периодически удаляют.
Аналогичным способом устроены и жироловки, устанавливаемые например, на скотобойнях. Жир, содержащийся в сточных водах, отводимых от скотобоен, отлагаясь на стенках трубопроводов, мешает протоку сточных вод в канализационной системе и осложняет работу очистных сооружений. Имеется еще ряд веществ, спуск которых в канализацию запрещен или ограничен.
Мы не будем перечислять здесь все эти вещества. Напомним лишь о том, что задачей канализации является незамедлительный отвод с городской территории всех жидких и нерастворимых загрязнений, находящихся в сточных водах. Эта задача считалась бы невыполненной, если бы канализационная система предназначалась лишь для отвода бытовых сточных вод и исключала при этом удаление производственных стоков. Поэтому сброс отдельных видов сточных вод ограничивается лишь в том случае, когда опасность для канализации такого стока бесспорна.
Сточные воды зданий и участков попадают либо в систему, предусматривающую раздельный прием производственно бытовых и атмосферных сточных вод, либо в коллектор общесплавной канализации, принимающий оба вида сточных вод. В больших городах канализационные сооружения эксплуатируются уже в течение многих десятков лет, и поэтому говорить о выборе какой либо системы отвода сточных вод в настоящее время не приходится. Это справедливо также и в тех случаях, когда при реконструкции и расширении территории застройки требуется укладка новых систем трубопроводов.
Поскольку эти системы подключаются к существующей канализационной сети и не образуют совершенно новой системы, то они должны работать по принятому уже принципу общесплавной или раздельной системы. Между отводом производственно бытовых сточных вод небольших населенных пунктов и крупных городов не имеется существенных различий, даже если принять во внимание постоянно увеличивающиеся размеры трубопроводов, что связано с увеличением расхода сточных вод.
В прошлом для таких трубопроводов успешно применялись керамические трубы. Эти трубы и в дальнейшем будут находить широкое применение, несмотря на серьезную конкуренцию, которую им все больше составляют пластмассовые трубы.
Бетонные трубы, особенно в тех случаях, когда для них не предусматривается специальная защита от агрессивного воздействия находящихся в сточных водах веществ, в меньшей степени пригодны для отвода производственно бытовых сточных вод. Поэтому их преимущественно применяют для отвода атмосферных осадков.
Проблема отвода атмосферных сточных вод в больших городах заключается в том, чтобы принять интенсивные потоки воды во время сильных ливней и отвести их с городской территории. Тот, кому когда либо приходилось быть свидетелем затопления улиц, хорошо знает, какие катастрофические масштабы может принять разрушительное воздействие воды при сильных ливнях. Всем известны случаи разлива горных потоков и небольших речушек, протекающих в узких долинах, которые во время паводков превращаются в бурные реки.
Это объясняется тем, что почти все количество выпадающих атмосферных осадков в течение короткого времени стекает со склонов в ручьи, поскольку лишь часть воды просачивается в землю. Такими же узкими долинами являются и улицы густо застроенных городских центров. Их размеры определены самим человеком. И в этом случае также все атмосферные воды в короткое время стекают с крыш, дворов и улиц в коллектор, представляющий собой как бы ручей, расположенный в горной долине.
В том случае, если этот коллектор окажется не в состоянии принять и отвести поступающую в него воду, может произойти катастрофическое затопление улиц, подобное затоплению горных долин. Поэтому дождевые коллекторы больших городов, а к ним относятся также коллекторы общесплавной канализации, которые одновременно осуществляют отвод производственно бытовых и дождевых вод, во многих местах представляют собой настоящие катакомбы высотой и шириной по нескольку метров. Нередко при сильных ливнях, продолжающихся всего 10 мин, количество выпавших осадков составляет 20 мм и более. В этом случае поток воды, стекающей с участка площадью 1 га, составляет несколько кубометров в секунду. Но это еще сравнительно небольшие участки, соответствующие по площади обычным спортплощадкам. Если увеличить их площадь в 10 раз, то в этом случае количество стекающей воды будет соответствовать расходу воды в реке Шпрее в Берлине.
Однако выпадение дождя на большой площади обусловливает уменьшение стока дождевых вод. Это объясняется тем, что наиболее интенсивное выпадение ливневых дождей отмечается лишь над сравнительно небольшими территориями. Так называемые затяжные дожди, выпадающие по всей территории, при расчете дождевых коллекторов не учитываются, поскольку в этом случае секундный расход воды незначителен и может без труда приниматься канализационным коллектором. Неравномерный сброс воды, имеющий место при ливневых дождях, дает возможность, с другой стороны, разгрузить канализационную сеть путем подключения к ней регулирующих резервуаров или ливнеспусков, что позволяет прокладывать коллекторы меньших диаметров, т. е. более экономичные. Впрочем, при расчете канализационной сети учитываются также и аккумулирующие способности самих коллекторов.
Регулирующие резервуары можно располагать под землей. Во время дождя они заполняются водой, а после его прекращения постепенно опорожняются. Такие резервуары выполняют, следовательно, функции накопителей. Эту роль невольно принимают на себя также подвалы зданий, затопляемых при сильных ливнях водой, которую потом с большим трудом приходится откачивать. В некоторых случаях в качестве регулирующих резервуаров используются естественные или специально устроенные пруды. Задача ливнеспуска заключается в том, чтобы в подходящем месте кратчайшим путем отвести часть сточных вод из общесплавной канализационной системы в расположенный поблизости водоем.
Тогда отпадает необходимость отвода этой части воды через весь главный коллектор на очистную станцию. Недостатком данного сооружения является то, что часть неочищенных производственно бытовых сточных вод попадает при этом в водоем. Однако это может происходить лишь тогда, когда сточные воды получают соответствующее разбавление дождевой водой, да к тому же ливнеспуск функционирует лишь в немногие короткие промежутки времени в течение года.
Во многих городах рельеф местности не позволяет осуществить непосредственный отвод всех сточных вод к очистным сооружениям по самотечной системе трубопроводов, подключенной к главному коллектору. Бывает также, что территория, на которой расположен город, имеет совсем незначительный перепад высот, так что коллекторы, которые должны иметь определенный уклон, обеспечивающий достаточно быстрый сток вод, в этом случае пришлось бы очень сильно заглубить под землю в низовых участках. Это привело бы к значительному увеличению затрат на устройство канализационной сети, да к тому же пришлось бы строить располагаемые глубоко под землей коллекторы больших размеров.
В таких случаях целесообразно устанавливать насосные станции, с помощью которых можно осуществить подъем сточных вод в канал, расположенный на несколько метров выше, или подавать сточные воды на очистные сооружения (перекачкой) по системе напорных трубопроводов. Насосные установки используются также при холмистом рельефе местности.
Для того чтобы прокладываемый коллектор мог преодолеть встретившееся на пути препятствие, например в виде отдельного холма, потребовалось бы выполнить большой объем земляных работ. В этом случае зачастую экономичнее применить насосную установку, обеспечивающую подачу воды на нужную высоту. По указанным причинам канализационные насосные станции имеют широкое применение в больших городах, а потому целесообразно кратко ознакомиться с ними.
Насосные станции для перекачки сточных вод создавались по образцу ставших уже традиционными насосных станций питьевой воды. При устройстве современных систем централизованного водоснабжения, которые начали развиваться около середины прошлого века, в большинстве крупных городов стали применять насосы для подачи большого количества воды через наземные напорные сооружения, известные под названием водонапорных башен, или непосредственно в распределительную сеть, откуда вода поступала к потребителю. В свое время эти операции выполнялись поршневыми насосами различной конструкции.
Поршневые насосы приводились в действие паровыми машинами. Как насосы, так и паровые машины занимали много места в здании насосной станции. При этом пар вырабатывался в котельной, располагаемой на территории предприятия, что увеличивало затраты на строительство и эксплуатацию подобных насосных станций. Первые канализационные насосные станции были устроены по такому же принципу, сейчас перекачка питьевой и сточной воды осуществляется главным образом центробежными насосами с электроприводами.
Поскольку центробежные насосы являются быстроходными агрегатами, их мощность при значительно меньших габаритах может превышать мощность поршневых насосов. Электропривод упрощает эксплуатацию насоса, так как для питания электропривода насоса можно использовать ток городской сети. Это позволяет автоматизировать насосные станции.
Современная насосная станция коренным образом отличается от станций, построенных в прошлом веке. Первое, что отличает эту станцию, незначительная территория, занимаемая сооружением. Даже в том случае, когда сточные воды, отводимые от жилого здания, самотеком (иногда с помощью насосных станций) стекают по подземным коллекторам к очистным сооружениям, в мегаполисах приходится выполнять значительные работы по ремонту и техническому обслуживанию разветвленной сети.
Задача этих служб заключается в осуществлении постоянного контроля за нормальным стоком воды, так как любое засорение сети может привести к образованию в ней подпора, что грозит затоплением. При этом особую опасность возможного засорения сети представляют различные отложения, со временем образующиеся в коллекторах. Эти осаждающиеся материалы, и прежде всего песок, попадают в коллекторы через уличные дождеприемники, вентиляционные отверстия смотровых колодцев или же домовые выпуски. Еще на стадии проектирования канализационной сети стремятся добиться возможно меньшего количества этих отложений путем придания уличному коллектору оптимальных уклонов. Отложений не происходит в тех местах, где сточные воды постоянно стекают с большой скоростью и увлекают за собой песок.
Однако во многих крупных городах, территория которых имеет равнинный характер, невозможно предусмотреть столь большие уклоны. В этом случае песок из коллекторов приходится периодически удалять. В крупных городах бригады, выполняющие работы по прочистке и ремонту наружной канализационной сети, являются крайне необходимыми, ибо от них зависит нормальное функционирование огромного городского канализационного хозяйства. При этом выполняют они поистине неблагодарную работу, о которой население узнает лишь тогда, когда засорение, возникшее в канализационной сети, мешает нормальному пользованию удобствами.
Следует отметить, что засорение канализационной сети часто происходит по вине городских жителей, не соблюдающих самых элементарных правил пользования канализацией. Будучи уверенным в том, что канализации все под силу, они сбрасывают в нее материалы, которые даже при наличии хорошо спроектированной системы регулярного обслуживания не всегда могут отводится по канализационным трубопроводам. Поэтому правильнее будет не спускать в канализацию отбросы, способные вызвать засорение, а собирать их в специально предназначенные для этой цели ведра.
В некоторых городах за рубежом в последнее время широкое распространение получили машины для измельчения отбросов, устанавливаемые над спускным трубопроводом грязной воды в кухне. Это создает большие удобства, так как позволяет удалять кухонные отбросы и даже обломки фарфоровой посуды через канализационную систему. Однако целесообразность применения таких устройств является довольно спорной. Во-первых, установка таких машин для измельчения мусора означает дополнительные затраты для жильцов, а во-вторых, сброс большого количества твердых материалов в канализацию приводит к тому, что часть их оседает, образуя в трубопроводах отложения, с большим трудом удаляемые при прочистке канализационной сети. Поэтому разумнее было бы удалять все сухие домашние отбросы с помощью мусоропроводов и других, предусмотренных для этой цели приспособлений, нежели сбрасывать их в канализацию.
Запрос цены, информации:
+7 (347) 281-65-13
+7 (347) 216-65-13
Идёт загрузка...