Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения дождей и таяния снегов и делятся соответственно на дождевые и талые. Отвод и обезвреживание атмосферных сточных вод также входят в задачу канализации.

Атмосферные сточные воды содержат преимущественно минеральные загрязнения и в меньшем количестве органические загрязнения. Атмосферные сточные воды, образующиеся на территориях промышленных предприятий, содержат отходы и отбросы соответствующих производств. Для атмосферных сточных вод характерна большая неравномерность поступления в канализацию. В сухую погоду они совсем отсутствуют, а в период сильных ливней их количество бывает весьма значительным. Секундные расходы атмосферных сточных вод могут в 50-150 раз превышать расходы бытовых вод от той же площади застройки города или другого населенного пункта.

Поддержание санитарного благополучия городов и других населенных пунктов, а также промышленных предприятий возможно только при своевременном удалении с занимаемой ими территории сточных вод с последующей их очисткой и обеззараживанием.

Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных для следующих целей:

а) приема сточных вод в местах их образования и транспортирования их к очистным сооружениям;

б) очистки и обеззараживания сточных вод;

в) утилизации полезных веществ, содержащихся в сточных водах
и их осадке;

г) спуска очищенных вод в водоем.

Существуют два вида канализации: вывозная и сплавная.

При вывозной канализации жидкие загрязнения собирают в приемники-выгребы и периодически вывозят гужевым или автомобильным транспортом на поля ассенизации для обработки. Вывозная канализация не обеспечивает должного санитарного состояния территории и нецелесообразна экономически, поэтому ее устраивают только в небольших населенных пунктах, когда применение другого вида канализации затруднительно.

При сплавной канализации сточные воды по подземным трубопроводам транспортируют на очистные сооружения, где их подвергают весьма интенсивной очистке преимущественно в искусственно созданных условиях. Очищенные сточные воды спускают в ближайшие водоемы. Для устройства сплавной канализации необходимо наличие внутреннего водопровода в зданиях. В этом случае даже при низкой степени благоустройства зданий достигается такая норма водоотведения, которая обеспечивает необходимое разбавление загрязнений для транспортирования их по трубопроводам, - не менее 60 л/сут на одного жителя, пользующегося канализацией. Твердые отбросы (мусор) при сплавной канализации вывозят специальным транспортом. В последние годы разработаны методы сплава размельченных отбросов вместе со сточными водами.

4.2 Основные элементы канализации городов

Канализация состоит из следующих основных элементов:

1) внутренних канализационных устройств зданий,

2) наружной внутриквартальной канализационной сети,

3) наружной уличной канализационной сети,

4) насосных станций и напорных трубопроводов,

5) очистных сооружений и устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем.

Рис. 4.1 Централизованная система канализации

Внутренняя канализация зданий собирает стоки от отдельных потребителей и выводит за пределы здания. Внутренние канализационные устройства состоят из приборов (раковин, умывальников, ванн и т.д.), из сети отводящих труб, стояков и выпусков до дворовой канализационной сети.

Внутриквартальная или Дворовая канализационная сеть отводит стоки от отдельных зданий и транспортирует их в наружную сеть.

Наружная канализационная сеть состоит из уличной сети 6 и коллекторов 5, перехватывающих стоки от уличных трубопроводов.

Коллектором называют участок канализационной сети, принимающий сточные воды из двух или нескольких уличных трубопроводов. Коллекторы укладываются по самым низким участкам местности. Несколько коллекторов объединяются в главный коллектор, который затем переходит в отводной или загородный коллектор, идущий за пределы города к очистным сооружениям.

Для осмотра и прочистки канализационной сети на ней устраивают смотровые колодцы 7, внутри которых труба или коллектор заменены открытым лотком. Смотровые колодцы устраивают во все местах изменения направления, диаметра или уклона трубопровода в местах присоединения боковых линий и, кроме того, через определенные расстояния во всех трубопроводах для наблюдения за их состоянием и для прочистки. Канализационный трубопровод между двумя смотровыми колодцами должен быть прямолинейным.

Для приема атмосферных сточных вод с проездов применяют дождеприемники, представляющие собой круглые или прямоугольные в плане колодцы с металлической решеткой сверху.

Насосные станции 4 устраивают при большой глубине заложения коллекторов для подъема стоков на более высокие отметки или перекачки их на очистные сооружения 2 по напорным трубопроводам 3.

Очистными называют сооружения, предназначенные для очистки сточных вод и переработки их осадка.

Трубопровод, предназначенный для отведения очищенных сточных вод в водоем, наз. выпуском.

4.3 Системы канализации городов

Различие в характере и концентрации загрязнений отдельных видов сточных вод требует различных методов их очистки. В связи с этим возникает необходимость транспортирования отдельных видов сточных вод по самостоятельным трубопроводам. В зависимости от того, как отводятся отдельные виды сточных вод - совместно или раздельно, системы канализации подразделяют на общесплавные, раздельные полные или раздельные неполные и полураздельные.

При общесплавной системе канализации все виды сточных вод отводят к очистным сооружениям совместно по общей сети трубопроводов.

Рис. 4.2 Общесплавная система канализации: 1-уличная сеть; 2 - дождеприемники; 3 - лавный коллектор; 4 - ливнеспуск; 5 - ливнеотвод; 6 - нагорная канава; 7 - заводская сеть; 8 - выпуск; ОС - очистные сооружения.

Так как в период сильных дождей расход сточных вод, следующих на очистные сооружения, очень велик и в то же время концентрация загрязнений их мала, часть смеси сточных вод сбрасывают в водоем без очистки через специальные устройства - ливнеспуски 4, располагаемые обычно на главном коллекторе 3 вблизи водоема.

Полная раздельная система, в которой все виды сточных вод отводятся на обработку по самостоятельным сетям.

Рис. 4.3 Полная раздельная система канализации: 1 - бытовая сеть; 2 - производственно-дождевая сеть; 3 - напорные трубопроводы; 4 - выпуск очищенных бытовых и производственных сточных вод; 5 - выпуски атмосферных и условно чистых производственных сточных вод; 6 - граница города; ГНС - главная насосная станция; ОС - очистные сооружения; ПП - промышленное предприятие

Неполная раздельная система канализации обычно является промежуточной стадией строительства полной раздельной системы канализации. В этой системе канализационные сети предусматриваются только для отвода бытовых и наиболее загрязненных производственных стоков, атмосферные воды стекают в водные потоки по кюветам.

Полураздельной системой канализации называется такая система, у которой в местах пересечения самостоятельных канализационных сетей для отвода различных видов сточных вод имеются водосбросные камеры, позволяющие перепускать наиболее загрязненные дождевые воды при малых расходах в бытовую сеть и отводить их по единому коллектору на очистные сооружения, а при ливнях сбрасывать сравнительно чистые дождевые воды непосредственно в водоем.

Рис. 4.4 Полураздельная система канализации: а - схема системы; б - водосбросная камера; 1 - бытовая сеть; 2 - произодственно-дожде-вая сеть; 3 водосбросные камеры; 4 - напорные трубопроводы; 5 - выпуск очищенных сточных вод; 6 - ливнеотводы; 7 - граница города; ГНС - главная насосная станция; ОС - очистные сооружения; ПП - промышленное предприятие

Неполная раздельная система отличается от полной раздельной отсутствием подземной канализационной сети для отвода атмосферных вод, которые отводятся по кюветам и открытым лоткам.

Полураздельная система отличается от полной раздельной устройством, обеспечивающим частичные отвод первых порций наиболее загрязненного поверхностного стока в бытовую канализационную сеть, а менее загрязненные потоки поступают в водоем.

4.4 Схемы канализационных сетей

Канализационные сети работают при самотечном режиме с частичным наполнением сечения трубопровода. В связи с этим решение схемы канализационной сети зависит в основном от рельефа местности, грунтовых условий и расположения водоемов.

Рис. 4.5 Схемы канализационных сетей: а - перпендикулярная; б - пересеченная; в - параллельная; г - зонная; д - радиальная; 1 - коллекторы бассейнов канализования, 2 - граница бассейнов канализования; 3 - граница канализуемого объекта; 4 - главный коллектор; 5 - напорный трубопровод; 6 - выпуск; 7 -главный коллектор верхней зоны; 8 - то же, нижней зоны

Встречающиеся на практике схемы могут быть классифицированы следующим образом.

Перпендикулярная схема при которой коллекторы от отдельных бассейнов канализования, если нет обратных уклонов, трассируют по наикратчайшему пути - перпендикулярно водоему. Такую схему в основном применяют для спуска атмосферных сточных вод, не нуждающихся в очистке.

Пересеченная схема - коллекторы бассейнов канализования трассированы перпендикулярно направлению движения воды в водоеме и перехвачены главным коллектором, трассированном параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости счистки сточных вод.

3. Параллельная (веерная) схема - коллекторы бассейнов канализования трассированы параллельно направлению движения воды в водоеме или под небольшим углом к нему и перехвачены главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению движения воды в водоеме. Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему, так как она позволяет исключить в коллекторах бассейнов канализования повышенные скорости движения, вызывающие разрушение трубопроводов.

Зонная (поясная) схема - канализуемая территория разбита на две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Каждая из зон имеет схему, аналогичную пересеченной схеме. Зонную схему применяют при значительном или неравномерном падении рельефа местности к водоему и отсутствии возможности канализования всей территории (например, нижней зоны) самотеком.

5. Радиальная схема - очистка сточных вод осуществляется на двух или большем числе очистных станций. При этой схеме сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Коллекторы бассейнов канализования имеют радиальное направление от центра населенного пункта к его периферии, каждый район города имеет независимую сеть с самостоятельным главным и отводным коллекторами и с отдельными очистными сооружениями. Эта схема удобна тем, что при расширении застройки города не требуется перестройка действующих коллекторов. Такую схему применяют при сложном рельефе местности и канализовании больших городов.

4.5 Трассирование уличных канализационных сетей

Важное значение имеет правильное трассирование уличных канализационных сетей. Различают три схемы трассирования:

Рис. 4.6 Схемы канализационных сетей: а - перпендикулярная; б - пересеченная; в - параллельная; г - зонная; д - радиальная; 1 - коллекторы бассейнов канализования, 2 - граница бассейнов канализования; 3 - граница канализуемого объекта; 4 - главный коллектор; 5 - напорный трубопровод; 6 - выпуск; 7 -главный коллектор верхней зоны; 8 - то же, нижней зоны

Объемлющая трассировка - уличные сети опоясывают каждый квартал со всех четырех сторон. Эту схему применяют при плоском рельефе местности и больших кварталах, когда канализационный выпуск из каждого здания направляют кратчайшим путем в уличную сеть.

Более предпочтительно уличную канализационную сеть укладывать с пониженной стороны квартала.

Трассировка по пониженной стороне квартала - уличные сети проложены лишь с пониженных сторон обслуживаемых кварталов. Эту схему применяют при значительном падении местности.

Чрезквартальная трассировка - уличные сети проложены внутри кварталов. Эта схема позволяет значительно сокращать протяженность сети и количество колодцев присоединения домовых выпусков к уличной сети.

Канализационные линии следует прокладывать прямолинейно; в местах поворотов сети, в местах изменения уклона линии и диаметра труб, а также в местах соединения нескольких линий необходимо устраивать колодцы.

Боковые присоединения канализационных трубопроводов осуществляются под углом не менее 90о между присоединенной и отводящей трубой. Если в точке присоединения устанавливается перепадной колодец, то допускается любой угол между присоединяемой и отводной трубой.

4.6 Основы гидравлического расчета канализационных сетей

Канализационную сеть рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод:

=

где N - численность населения города; qж - норма водоотведения бытовых вод принимается равной норме водопотребления (см. Приложение 1); Кобщ - общий коэффициент неравномерности водоотведения бытовых сточных вод определяется в зависимости от величины среднего секундного расхода:

qср.с=

При расчете канализационных сетей удобно вычислять расходы, используя понятие модуля стока, л/(с га) по формуле:

q0=рqж/86400;

где р - плотность населения на 1 га F - площадь кварталов в жилой зоне канализуемой территории, тогда

qмах.с=q0F·Кобщ.

Максимальный секундный расход для производственных сточных вод:

qmах.с=

qпр - норма водоотведения на единицу продукции, м3; Псм - количество продукции в смену с максимальной выработкой продолжительностью Т, ч; Кч - коэффициент часовой неравномерности водоотведения производственных сточных вод, зависящий от технологических условий.

Расчетный расход сточных вод на участке канализационной сети определяется по формуле:

qр=qтр +qпоп+qc

где q тр - транзитный расход воды, поступающий в расчетный участок сети из боковой сети; qпоп - попутный расход, поступающий в расчетный участок сети от зданий прилегающего квартала. Этот расход условно считают присоединенным в начале участка сети, к которому примыкает квартал; qс - сосредоточенный расход от промышленного предприятия.

Просуммировав указанные расходы, получим расчетный расход - qр на участке (1-2) канализационной сети.

Бытовую канализацию рассчитывают на частичное наполнение труб - Н/Д (рис. 3.8) Расчетные наполнения в трубопроводах бытовой канализации рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб:

Д,мм	150-300	350-450	500-900	> 900
H/d	0,6	0,7	0,75	0,8

Минимальные диаметры трубопроводов сетей уличной канализации принимаются в зависимости от системы канализации

Полная раздельная система	Общесплавная система	Хозяйственно-бытовая система	Дождевая система
Д, мм	200	250	250	250

Расчетной скоростью называют скорость течения при расчетном расходе и наполнении. Минимальной скоростью (самоочищающей) называют наименьшую допустимую скорость течения, при которой обеспечивается самоочищение труб:

Д, мм	150-250	300-400	450-500	600-800	900-1200	1300-1500	> 1500
V, м/с	0,7	0,8	0,9	1	1,15	1,3	1,5

Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать 8 м/с - для металлических труб и 4 м/с - для неметаллических труб.

Канализационные трубы прокладывают с уклоном.

Наименьшим уклоном трубы называется уклон, обеспечивающий при расчетном наполнении трубы скорость самоочищения.

Наименьшие уклоны труб бытовой канализации принимают для труб диаметром 150 мм - 0,08, 200 мм - 0,005, 250мм и более - определяют гидравлическим расчетом в зависимости от допускаемых минимальных скоростей. Ориентировочно минимальный уклон можно определить по выражению: iмин=1/d, где d - диаметр трубы в мм.

В ходе гидравлического расчета канализационной сети по полученным значениям расчетных расходов сточных вод определяют диаметры труб, уклоны, обеспечивающие требуемые значения расчетных скоростей и наполнений. Практические расчеты выполняются с использованием графиков, номограмм и таблиц для гидравлического расчета канализационных сетей.

4.7 Условия приема сточных вод в систему водоотведения

Загрязнения сточных вод могут быть минеральными и органическими. К минеральным загрязнениям относятся песок, глина, шлак, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Органические загрязнения бывают растительного (остатки плодов, овощей, растений, бумага и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, органические кислоты, остатки тканей живых организмов, различные бактерии, в том числе и болезнетворные, дрожжевые и плесневые грибки -- так называемые бактериальные и биологические загрязнения) происхождения. В бытовых сточных водах содержится около 60 % органических и 40 % минеральных загрязнений.

Сточные воды могут содержать нерастворенные, коллоидные и растворенные загрязнения. Количество нерастворенных загрязнений, вносимых одним человеком в бытовые сточные воды, составляет около 65 г/сут. Концентрация нерастворенных загрязнений бытовых сточных вод, мг/л, определяется по формуле

где b -- количество загрязнений, вносимых 1 чел. в бытовые сточные воды, г/сут; -- удельное водоотведение на 1 чел., л/сут.

Городские сточные воды представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Концентрация нерастворенных загрязнений городских сточных вод, г/м3, определяется по формуле

где и -- концентрация нерастворенных загрязнений бытовых и производственных сточных вод, г/м3; и -расход бытовых и производственных сточных вод,

В процессе обработки сточных вод на очистных сооружениях значительная часть нерастворенных загрязнений выпадает в отстойных сооружениях, образуя осадок. Этот осадок имеет высокую влажность. В зависимости от типа сооружений, в которых этот осадок образуется, и состава осадка влажность его колеблется в пределах 90-99,5 %.

Осадок состоит из органических и минеральных веществ. Для оценки соотношения органических и минеральных веществ используют понятие зольность, которая характеризует количество минеральных веществ в осадке. Ее выражают в процентах. Зольность осадка городских сточных вод составляет 25-35 %. Органические вещества называют беззольными веществами. Их в осадке городских сточных вод содержится 65--75 %.

Количество кислорода, необходимого для окисления органических веществ аэробными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, называется биохимической потребностью в кислороде (БПК). Эта величина выражается в мг/л или г/м3. Обычно определяют биохимическую потребность в кислороде за 5 и 20 сут, обозначая ее соответственно БПК5 и БПК20

БПК бытовых сточных вод Lбыт, мг/л, зависит от нормы водоотведения на одного человека:

где а -- БПК20, приходящаяся на одного человека, г/сут (для отстоянной сточной жидкости а = 40 г/сут); qб-- удельное водоотведение на 1 чел., л/сут.

рН = 7,2 ... 7,6, т. е. слабощелочную реакцию. Некоторые виды производственных сточных вод могут иметь сильнокислую или сильнощелочную реакцию. Для возможности биологической очистки таких вод требуется их нейтрализация.

Условия спуска сточных вод в водоемы определяются "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" и "Правилами санитарной охраны прибрежных районов морей". В соответствии с этими правилами различают водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования и водоемы, используемые для рыбохозяйственных целей.

Водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования.

Нормативы качества воды на используемых участках этих водоемов устанавливают по двум видам водопользования: 1) для централизованного и нецентрализованного питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности; 2) для купания, спорта и отдыха населения. Ко второму виду водопользования относятся также участки водоемов, расположенные в черте населенных пунктов.

Установлены следующие нормативные показатели качества воды водоема.

Количество растворенного в воде водоема кислорода после смешивания с ней сточных вод в любой период года в пробе, отобранной в 12 ч дня, не должно быть меньше 4 мг/л.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК20) Для водоемов первого вида водопользования не должна превышать 3 мг/л, а для водоемов второго вида -6 мг/л.

Содержание взвешенных веществ в воде водоема после спуска в него сточных вод не должно увеличиваться больше чем на 0,25 мг/л для водоемов первого вида водопользования и на 0,75 мг/л для водоемов второго вида.

Активная реакция воды водоема рН после смешивания с ней сточных вод должна быть не ниже 6,5 и не выше 8,5.

Для воды водоемов установлены также нормативные показатели по окраске, наличию ядовитых веществ, плавающих примесей, возбудителей заболеваний, запахам и привкусам, минеральному составу и температуре. Ядовитые вещества не должны содержаться в концентрациях, которые могут прямо или косвенно оказать вредное воздействие на здоровье населения.

Рыбохозяйственные водоемы. Существуют два вида использования таких водоемов: 1) для воспроизводства и сохранения ценных видов рыб; 2) для всех других рыбохозяйственных целей.

Показатели качества воды рыбохозяйственных водоемов должны соответствовать нормативам, установленным для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования. В то же время по некоторым показателям к воде рыбохозяйственных водоемов предъявляют более высокие требования. Зимой количество кислорода, растворенного в воде рыбохозяйственных водоемов первого вида использования, не должно быть меньше 6 мг/л, а в воде водоемов второго вида -- 4 мг/л. Биохимическая потребность в кислороде БПКполн не должна превышать 3 мг/л.

Содержание в воде любых водоемов радиоактивных веществ у мест выпуска загрязненных ими сточных вод не должно превышать предельно допустимые концентрации, установленные Главной государственной санитарной инспекцией.

Необходимую степень очистки сточных вод определяют по количеству содержащихся в них взвешенных веществ, потреблению растворенного кислорода смесью сточных вод и вод водоема, допустимой величине БПК полн смеси вод водоема и сточных вод, изменению активной реакции воды водоема и по другим показателям с учетом самоочищающей способности водоема.

Под самоочищающей способностью водоемов понимают снижение концентрации загрязнений вследствие биохимических, химических и физических процессов, протекающих в водоеме.

4.8 Очистка сточных вод

Удаляют из сточных вод органические и минеральные растворимые, и нерастворимые загрязнения обезвреживают загрязнения, обеззараживают очищенную воду, обрабатывают осадок, получившийся в результате очистки. Бытовые сточные воды проходят:

механическую,

биологическую и

бактериологическую (обеззараживание) очистку.

Механическая очистка удаляет нерастворимые и частично коллоидные загрязнения. Крупные загрязнения (тряпки, бумага) задерживаются решетками 9, загрязнения минерального происхождения (песок, шлак) улавливается песколовками 7, и подаются на песковые площадки 8. Основная масса нерастворимых загрязнений задерживается в отстойниках 6. При этом тяжелые частицы опускаются на дно, а легкие всплывают.

Биологическая очистка удаляет из стоков органические вещества путем окисления их микроорганизмами. Биологическая очистка происходит в естественных условиях на полях фильтрации, орошения. Для интенсификации процессов очистки микроорганизмам создают благоприятную среду (насыщают стоки воздухом, подогревают, перемешивают их) в специальных сооружениях -- аэротенках 5, биофильтрах. Воздух в сооружения подается компрессорной станцией 12. После аэротэнков вода поступает во вторичные отстойники 4, где от нее отделяются микроорганизмы (активный ил), и далее в хлораторной 14 вводится хлор.

В контактных резервуарах 3 происходит полная дезинфекция, и вода через выпуск 2 смешивается с речным потоком 1.

Твердые вещества из первичных и вторичных отстойников перерабатываются на метантанках 13 в удобрения. Образующийся при этом метан собирается в газгольдерах 10 и подается в котельную 11.

Производственные стоки в зависимости от состава могут подвергаться физико-химической очистке (сорбция, экстракция, электролиз, ионный обмен и т. д.).

4.9 Устройства очистки сточных вод в местных устройствах канализации

Появление водопровода в загородных домах, скученность застройки в населенных пунктах приводит к возрастанию количества жидких бытовых отходов и ухудшению экологической ситуации. И как никогда остро встает вопрос очистки сточных вод.

К таким устройствам относятся септики-перегниватели (отстойники), поля подземной фильтрации, фильтрующие колодцы.

Септики предназначены для предварительной обработки сточных вод отдельно стоящих зданий в неканализованных районах.

Простейшие септики, являющиеся механическим отстойником для задержания и сбраживания взвешенных веществ с последующей доочисткой стоков в почве, отлично работают уже на протяжении сотен лет. В септиках сточные воды подвергают осветлению, после чего их направляют на поля подземной фильтрации, в песчано-гравийные фильтры или фильтрующие колодцы. Осадок сточных вод, скапливающийся на дне септиков, разлагается под влиянием анаэробных микроорганизмов с образованием растворимых минеральных соединений и газа.

Поля подземной фильтрации размещают на песчаных и супесчаных грунтах. Для равномерной подачи сточных вод из септика на поля подземной фильтрации применяют автоматические дозирующие устройства и распределительные колодцы.

Оросительную сеть в виде фильтрующих каналов устраивают из гончарных (керамических) или асбестоцементных труб, либо из кирпичных, каменных или бетонных крытых лотков. Выпуск жидкости в грунт осуществляется через зазоры шириной 15-20 мм, либо через пропилы шириной 15 мм. Для нормальной работы труб к ним должен быть обеспечен приток воздуха.

Фильтрующие колодцы устраивают, как самостоятельные сооружения для сбора хозяйственных сточных вод (без фекальных загрязнений) от душей, ванн, моек, раковин и умывальников. Колодец выполняют диаметром 0,5-2 м из кирпича, бута или бетона без днища; в стенках его делают отверстия. Основная очистка стоков происходит в почве вокруг фильтрующего сооружения. В колодце достаточно насыпать слой щебня или вообще использовать колодцы без фильтрующей загрузки.

В местностях, где грунтовые воды находятся достаточно низко, строят уборные утепленные при доме, называемые люфт - клозетами.

Выгреб изготавливается в виде подземной емкости из бетона, железобетона или кирпича. Из выгреба следует предусматривать вентиляционный канал.

5 Устройство наружной канализационной сети

5.1 Трубы

Материалы, применяемые для устройства канализационных сетей, должны быть прочными, водонепроницаемыми, устойчивыми против коррозии и истирания (по канализационным трубам транспортируется в том числе минеральные загрязнения: частицы почвы, песка и прочее), гладкими (для уменьшения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей). Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяют керамические, бетонные, железобетонные, асбестоцементные, чугунные и винипластовые трубы. Трубы в зависимости от вида их соединения подразделяют на раструбные и фальцевые. Трубы керамические канализационные применяют при строительстве безнапорных канализационных сетей, а также при строительстве сетей в агрессивных грунтовых водах. Керамические трубы изготовляют с раструбным стыковым соединением. Раструбное стыковое соединение имеет на наружной стороне конца ствола и внутренней стороне раструба не менее пяти нарезок - канавок глубиной не менее 3 мм.

Асбестоцементные безнапорные трубы, применяемые для устройства самотечных коллекторов, изготовляют без раструбов. Соединение асбестоцементных труб выполняется при помощи муфт.

Бетонные и железобетонные трубы изготовляют раструбными и фальцевыми.

Трубы бетонные безнапорные предназначены для прокладки безнапорных трубопроводов для транспортирования самотеком бытовых и атмосферных сточных вод.

Трубы пластмассовые из винипласта и фторопласта применяют для отвода сточных вод с температурой воды не более 30 ? С.



Рис. 5.1 Керамическая труба: а - общий вид; б - заделка стыка асфальтом; в - заделка стыка цементом или асбестоцементом; 1 - гладкий конец трубы; 2 - раструб; 3 - асфальтовая мастика; 4 - смоленная пеньковая прядь; 5 - асбестоцемент

Рис. 5.2 Бетонная труба

Рис. 5.3 Железобетонная фальцевая труба

Водонепроницаемость и долговечность канализационной сети обеспечивается тщательной заделкой соединений при укладке труб.

Для заделки стыка гладкий конец обвертывают наполовину длины борозд просмоленной пеньковой прядью, выверяют правильность положения трубы, подконопачивают смоляную прядь стальной конопаткой и лишь после этого приступают к заделке стыка. Муфты изготовляют из железобетона.

Рис. 5.4 Соединение труб асфальтовым замком: а - раструбное; б - муфтовое; 1 - труба; 2 - асфальтовый замок; 3 - конопатка из смоленой пряди; 4 - муфта

Заделка раструбных и муфтовых соединений труб самотечных линий состоит из уплотняющей конопатки и асфальтового, асбестоцементного или цементного замка.

Стыки могут также заделываться с помощью резиновых уплотнительных колец.

5.2 Пересечение с препятствиями

Способ пересечения канализационных трубопроводов с препятствиями (реками, подземными сооружениями, автомобильными и железными дорогами и другими сооружениями) зависит от взаимного расположения сети и препятствия по вертикали (разности их отметок).

Рис. 5.5 Дюкер: 1 - верхняя камера; 2 - аварийный выпуск; 3 - нижняя камера; 4 - трубы дюкера

При небольшой разнице в отметках пересечение целесообразно устраивать в виде дюкера. Дюкер состоит, как правило, не менее чем из двух линий трубопроводов, прокладываемых под препятствием и работающих полным сечением (как напорные), и верхней и нижней камер. Жидкость движется по трубопроводам под действием напора, который устанавливается вследствие разности отметок уровней воды в верхней Z1 и нижней Z2 камерах, т. е. Действующий Напор ДH = Z1 - Z2.

При расположении канализационной сети значительно выше препятствия (дороги в больших выемках и овраги) пересечение целесообразно выполнять в виде самотечного трубопровода, укладываемого по эстакаде - мосту.

При расположении канализационной сети значительно ниже препятствия (дороги на насыпях) пересечение целесообразно выполнять в виде самотечного трубопровода, укладываемого под препятствием. В зависимости от назначения дороги, интенсивности движения и характера транспорта переход может быть выполнен из усиленных труб, в футляре из стальных труб (кожухе) или в туннеле.

5.3 Колодцы

Для осмотра и прочистки канализационной сети на ней сооружают смотровые колодцы. Смотровые колодцы подразделяют на:

линейные, устраиваемые на прямолинейных участках сети через каждые 40-150 м по ее длине;

поворотные, устраиваемые в местах изменения уклона канализационной линии и ее направления в плане;

узловые, устраиваемые в местах соединения линий, и контрольные, устраиваемые в местах присоединения внутриквартальных и заводских сетей к уличным в пределах застройки кварталов.

Смотровые колодцы можно выполнять из кирпича и сборного железобетона. В плане они могут иметь круглую или прямоугольную форму.

На рис. 5.6 показан простейший узловой канализационный колодец. Он состоит из основания (подготовки и плиты), цилиндрической рабочей камеры и горловины.



Рис. 5.6 Типовой круглый колодец из стандартных железобетонных колец для уличной сети диаметром 150-600 мм: 1 - круглый люк с крышкой; 2 - регулировочные камни или кирпичная кладка не более четырех рядов; 3 - опорное кольцо; 4 - кольцо диаметром 700 мм и высотой 300-600 мм; 5 - плита; 6 - кольцо диаметром 1000 мм; 7 - регулировочные камни или кирпичная кладка; 8 - плита; 9 - щебеночная подготовка: 10 - скобы

Колодец состоит из рабочей части, обеспечивающей возможность производства в нем работ, горловины, предназначенной для спуска в рабочую часть, и люка. Высота рабочей части колодца (от полки или площадки лотка до перекрытия) принимается не менее 1,8 м. В рабочей части колодца следует предусматривать установку стальных скоб или навесных лестниц для спуска в смотровой колодец.

Рабочую часть колодца перекрывают плитой с отверстием диаметром 700 мм, на которой устанавливают горловину из колец диаметром 700 мм. Горловину закрывают люком, расположенным в нише дорожной плиты.

5.4 Коллекторы

Коллекторы могут быть выполнены из кирпича, керамических блоков и сборного железобетона.

Основные элементы коллекторов идентичны: верхнюю образующую часть называют сводом, нижнюю - лотком. Лотки заделывают в фундамент, который по бокам коллекторов доводят до половины их высоты. Конструкцию фундамента составляют подготовка, плита и стул. Подготовку выполняют из щебня, гравия или бетона; плиту - из бетона или железобетона.

Конструкция сборных железобетонных коллекторов зависит от их размера и способа производства работ. На рисунках 5.7, 5.8 представлен вариант коллектора, применяемого при открытом способе производства работ, и вариант коллектора, применяемого при щитовом способе.

Рис. 5.7 Коллектор, выполняемый при открытом способе производства работ: 1 - подготовка; 2- бетонное основание из сборных элементов; 3 - свод; 4 - бетонный пояс для заделки стыков свода; 5 - битум; 6 - железобетонный пояс для крепления блоков основания

Рис. 5.8 Коллектор, выполняемый при щитовом способе производства работ: 1 - керамические или бетонные блоки; 2 - железобетонная рубашка; 3 - цементный раствор, нагнетаемый за блок; 4 - штукатурка с железпением поверхности

В районах плотной застройки при большом количестве подземных коммуникаций и неблагоприятных геологических и гидрогеологических условиях, когда прокладку коллектора нельзя осуществить открытым способом, применяют способ щитовой проходки.

Щитовой называют такую подземную проходку, при которой разработка грунта и устройство стенок подземного сооружения осуществляется под защитой стального корпуса специального проходческого щита. Проходческий щит представляет собой, как правило, стальной цилиндр, внутренний диаметр которого принимается в соответствии с наружным диаметром сооружаемого туннеля. Щит вдавливается в грунт в горизонтальном направлении (по оси проходки) гидравлическими домкратами. Разработка грунта, поступающего внутрь щита, производится в передней его части ручным или механизированным способом, а сооружение обделки (стенок) туннеля -- в хвостовой части щита.

5.5 Дождевая канализационная сеть. Водостоки

Водосточную сеть рекомендуется трассировать вдоль городских проездов по кратчайшим расстояниям к водоемам, тальвегам (линия, соединяющая наиболее пониженные участки дна реки,) и оврагам.

Дождевые воды поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники.

Дождеприемник представляет собой колодец, перекрытый приемной решеткой. В плане дождеприемники имеют прямоугольную (0,6х0,9 м) или круглую (диаметром 0,8 м) форму.

Рис. 5.9 Железобетонный дождеприемник: 1 - тротуар; 2 - решетка; 3 - соединительная ветка

На рис. 5.9 показан железобетонный дождеприемник круглой формы в плане. Дождеприемники располагают у бортовых камней проездов на расстоянии 50 - 80 м.

Для отвода дождевых вод на территории микрорайонов проектируют внутриквартальную водосточную сеть, которая с помощью соединительных веток присоединяется к уличной водосточной сети.

Насосные станции.

Если не удается осуществить отвод сточных вод к очистным сооружениям самотеком, для их перекачки применяют насосы (в основном центробежные).

Исходя из особенностей перекачиваемой жидкости (содержания в ней бумаги, тряпья и др.), к канализационным насосам предъявляют следующие требования:

1) не должны засоряться отбросами, содержащимися в сточной жидкости;

2) конструкция, обеспечивающая возможность прочистки рабочего колеса, корпуса.

С учетом этих требований насосы имеют ряд конструктивных особенностей:

а) используются только одноколесные насосы, причем колесо выполняется значительно шире, чем для целей водоснабжения;

б) рабочие колеса имеют всего лишь две-четыре лопасти, им придается более обтекаемая форма;

в) на корпусе насоса и на входном патрубке устраиваются люки - ревизии.



Рис. 5.10 Канализационная насосная станция шахтного типа: 1 - самотечный коллектор; 2 - решетка; 3 -приемный резервуар: 4 - двигатель; 5 - напорный трубопровод; 6 - машинное отделение; 7 - насос

Канализационная насосная станция состоит из машинного отделения, в котором располагаются насосы, и приемного резервуара.

Наиболее часто строятся канализационные насосные станции шахтного типа. Подземная часть насосных станций выполняется из бетона или из железобетона, а надземная часть - из кирпича.

Приемный резервуар оборудуется решетками, через которые проходит поступающая в резервуар вода, и дробилками, которые служат для измельчения отбросов, задерживаемых решетками. После дробления отбросы обычно сбрасываются в поток сточной жидкости перед решеткой.

6. внутреннее Водоотведение зданий

При наличии централизованного водоснабжения и централизованной канализации устраиваются сплавные системы канализации, где загрязнения разбавляются водой, образуются сточные воды, которые по системе трубопроводов транспортируются на очистные сооружения.

В неканализованных пунктах устраивают вывозную канализацию с использованием люфт-клозетов или биотуалетов и выгребов.

Для строительства внутриквартальной канализационной сети рекомендуются материалы труб, описанные ранее. Минимальный диаметр внутриквартальной сети: для бытовой канализации - 150, для дождевой и общесплавной канализации - 200 мм. Дворовая канализационная сеть прокладывается параллельно наружным стенам здания, по кратчайшему пути к уличному коллектору, с наименьшей глубиной заложения труб. В местах присоединения выпусков к дворовой сети устраивают смотровые колодцы на расстоянии не менее 3,5 - 5,0 м от обреза фундамента. Боковые соединения и повороты трассы должны производиться под углом не менее 90?, так как при соединении под острым углом создаются встречные потоки, происходит выпадение осадка и засорение труб.

6.1 Устройство внутренней канализации зданий

Система внутренней канализации состоит из приемников сточных вод, гидравлических затворов и внутренней канализационной сети, которая в свою очередь включает сеть трубопроводов (отводных линий, стояков, сборных коллекторов, выпусков) и местные установки для перекачки и предварительной очистки сточных вод (решетки, песколовки, грязеотстойники, жироуловители, бензомаслоуловители).



1 - приемник сточных вод; 2 - гидравлический затвор; 3 - внутренняя канализационная сеть; 4 - выпуск; 5 - дворовая канализационная сеть; 6 - местная установка для перекачки сточных вод; 7 - местная установка для очистки воды; 8 - колодец уличной сети.

Системы внутренней канализации оборудуют устройствами:

- для вентиляции (вентиляционными трубопроводами),

- для прочистки в случае засоров (ревизиями, прочистками) и

- для защиты помещений от проникания из канализационной сети вредных и дурно пахнущих газов (гидравлическими затворами -- сифонами).

Отводной канализационный трубопровод, принимающий стоки от стояков внутренней канализационной сети прокладывают в техническом подполье. Помещение технического подполья постоянно вентилируется.

6.2 Материал и оборудование для систем внутренней канализации

Трубы.

Для устройства сети применяют чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, керамические, железобетонные, бетонные и стальные трубы.

Трубы чугунные раструбные изготавливают диаметром 50, 100, 150 мм, покрытые битумом. Изменение направление трубопровода, присоединение отводов производят с помощью соединительных фасонных частей.

Пластмассовые трубы по сравнению с металлическими имеют ряд преимуществ, и нашли широкое применение в системах канализации.

Асбестоцементные трубы используют для отвода агрессивных вод.

Приемники сточных вод

Приёмниками служат санитарные приборы, воронки, сливы, лотки.

Для приема дождевых сточных вод на поверхности кровли устанавливают воронки, из прочного материала не поддающиеся воздействию сточных вод. Поверхность приборов должна быть гладкой и иметь закругленную форму.

Ванны бывают с круглыми и прямыми бортами, стальные и чугунно эмалированные. Ширина 700ч750 мм, длинна 1500ч1700 мм, глубина 445ч460 мм.

Умывальники изготавливают из: фарфора, фаянса, метала. По размерам делятся на пять групп: 1 величина 400ч500 мм; 2 величина 550 мм; 3 величина 600 мм; 4 величина 650 мм; 5 величина свыше 700 мм.

6.3 Трассировка и устройство внутренней канализации

Накопилась масса заблуждений, которые ведут к ошибкам при строительстве канализационных сетей.

Сеть внутренней канализации, состоящую из отводных' трубопроводов от приборов (приемников сточных вод), стояков, коллекторов (горизонтальных трубопроводов, объединяющих несколько стояков), вытяжных труб, выпусков и внутриквартальной сети, прокладывают с соблюдением правил.

Отводные трубопроводы прокладывают по стенам выше пола, а иногда под потолком расположенного ниже нежилого или общественного помещения в виде подвесных линий. Все отводные трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию с установкой на концах и на поворотах прочисток. Приемники сточных вод присоединяют к трубам с установкой между ними гидравлических затворов (сифонов).

Канализационные стояки, транспортирующие сточные воды от отводных линий в нижнюю часть здания, размещают вблизи приемников сточных вод (в туалетах, кухнях). Ревизии на стояке устанавливают на 1 м выше места присоединения отводной линии верхнего этажа и далее через два этажа на третьем, на первом этаже и в подвале.

Стояки размещают открыто - у стен и перегородок (ближе к углу), или скрыто - в монтажных шахтах, блоках, кабинах. Проходы стояков через перекрытия заделывают цементным раствором на всю толщину перекрытия и выше на 8--10 см с оберткой стояка рулонным гидроизоляционным материалом.

Выпуски, отводящие сточные воды от стояков за пределы здания во внутриквартальную канализационную сеть, укладывают с обеспечением плавных присоединений к стоякам (двумя отводами по 135° или удлиненными отводами).

Глубину заложения трубы выпуска определяют с учетом: границы промерзания грунта (низ трубы располагается выше границы промерзания на 0,3 м) ; предохранения трубы от механических повреждений (в местах проезда наземного транспорта глубина заложения д/б не менее 1м).

Наименьшая длина трубы выпуска от наружной стены до смотрового колодца зависит от вида грунтов: для твердых грунтов она соотв-ет 3 м, для просадочных - 5 м.

Для прокладки трубы выпуска в стене фундамента оставляют проем, обеспечивающий зазор вокруг трубы не менее 0,2 м. Зазор заделывают водогазонепроницаемые материалом (например, глиной) с установкой гильзы.

Организация уклона выпуска канализационной трубы из здания по принципу «чем больше, тем лучше» - ОШИБКА так как это приводит к засорам. Уклон для трубы 100 мм должен быть строго 2см/м. Эта цифра не случайна. Она обусловлена тем, что при таком уклоне в трубе максимально сохраняется транспортирующая способность потока сточных вод и они увлекают за собой крупные включения, которые неизбежно останутся в трубе при большем уклоне.

Использование для наружной магистрали пластиковых труб, предназначенных для внутренней прокладки приводит к преждевременному выходу системы из строя и необходимости значительного объема земляных работ для замены трубопровода, что особенно неприятно на обжитых участках.

6.4 Устройство вентиляции канализационных сетей

Канализация, отводящая сточные воды, выделяющие запах, вредные газы и пары, с вредными для здоровья компонентами, должна оборудоваться вентиляцией, осуществляющейся через вытяжные трубы, являющиеся продолжением стояков. Вытяжные трубы выводят на 0,3 м выше плоской и 0,5 м скатной неэксплуатируемых кровель здания, и не менее чем на 3 м выше плоской эксплуатируемой кровли. При объединении одной вытяжной трубой несколько стояков ее диаметр увеличивают на 50 мм. Объединять одной вытяжной трубой рекомендуется не более 6 канализационных стояков.

Используют также двухтрубную систему канализации.

Вентиляционный стояк присоединяют к канализационному в самой нижней и самой верхней его точках, а также по высоте здания через этаж перемычками. Если диаметр вентиляционного стояка принимают равным диаметру канализационного (для высотных зданий), то стояки соединяют друг с другом через этаж перепусками.

6.5 Водостоки зданий

Дождевые и талые воды с кровли здания удаляются сбросом воды со свесов, карнизов или организованным отводом по наружным или внутренним водостокам.

Наружные водостоки (водоспуски) состоят из желобов 3, которые собирают воду со ската крыши, и водосточных труб 1 с воронками 2, сбрасывающих воду на отмостку около дома.

По проездам вода стекает к дождеприемнику и далее в сеть наружной дождевой канализации. В зимние периоды водостоки обмерзают и талые воды отводятся не полностью, что приводит к увлажнению и разрушению строительных конструкций. Наружные водостоки увеличивают затраты на эксплуатацию кровли (необходимость удаления снега, сосулек), они недолговечны и трудоемки в ремонте. Поэтому их применяют в зданиях, где нельзя сделать внутренний водосток, или в малоэтажных зданиях с небольшой площадью кровли, в основном в южных районах.

Внутренние водостоки отводят воду по трубопроводам, расположенным внутри здания. Они надежно работают во все сезоны и требуют минимального обслуживания. Внутренние водостоки получили широкое распространение при строительстве зданий с плоскими кровлями.

Вода из внутренних водостоков отводится в наружные сети дождевой или общесплавной канализации - закрытый выпуск. Присоединение водостоков к хозяйственно-бытовой системе не допускается. Возможно, сбрасывание дождевой воды в производственную канализацию незагрязненных или повторно используемых сточных вод. При отсутствии такой канализации выпуск предусматривается в лотки около здания -- открытый выпуск.

Внутренние водостоки состоят из приемников атмосферных вод -- водосточных воронок 2, стояков 3, отводных труб, соединяющих водосточные воронки со стояками, выпусков 5, устройств для прочистки 4. Водостоки с открытым выпуском при отрицательных температурах наружного воздуха оборудуют гидрозатвором, который в холодное время года препятствует поступлению охлажденного воздуха и промерзанию водостока. В зданиях с отрицательней температурой предусматривают устройства для обогрева водостоков (подача теплого воздуха, электрообогрев и т. д.).

Внутренние водостоки монтируют из напорных чугунных, асбестоцементных, пластмассовых труб.

6.6 Водосточные воронки

состоят из корпуса 9, устанавливаемого в перекрытии, рамы 7, под которую заводится гидроизоляция 8, колпака 6 или решетки 10 для задерживания мусора. Верхняя часть воронки (колпак, решетка) должна иметь отверстия, площадь сечения которых не менее чем вдвое больше сечения отводящего патрубка, чтобы уменьшить сопротивление движению и подпор воды перед воронкой. Воронки должны герметично соединяться с кровлей, чтобы атмосферные воды не просачивались и не разрушали перекрытие. Для этого слой гидроизоляции 8 зажимается болтами между корпусом 9 и рамой 7 и заливается сверху мастикой.

Применяются водосточные воронки d = 80, 100, 150 и 200 мм.

В зависимости от назначения кровли (эксплуатируемая, неэксплуатируемая) и условий эксплуатации применяют плоские (рисунок г) или колпаковые (рисунок д) воронки. Их устанавливают с учетом рельефа кровли, конструкции здания, расчетной площади водосбора на расстоянии не более 48 м друг от друга.

Воронки располагают в рядах колонн на границе отдельных пролетов, ближе к наружному периметру здания, в наиболее низких местах ендовы (перелома профиля крыши). У деформационных швов (температурных и осадочных) устанавливают две воронки по обе стороны шва. В жилых зданиях желательно устанавливать одну воронку на секцию. На кровле предусматривается уклон 0,01...0,015 к водосточным воронкам так, чтобы на крыше не было мест, где может скапливаться влага.

Для компенсации осадочных и температурных деформаций водосточные воронки присоединяют к стоякам или отводным линиям через компенсационные патрубки.

Отводные трубы, соединяющие воронки, прокладывают на чердаках, технических этажах, в межферменном пространстве на расстоянии 1,0... 1,5 м от кровли.

Замоноличивать стояки в строительные конструкции не рекомендуется, так как на стенках труб образуется конденсат во время таяния снега, когда температура воды близка к 0°С. Наиболее, целесообразно прокладывать стояки в нишах. В жилых зданиях стояки располагают в лестничных клетках у стен, не смежных с жилыми комнатами. В общественных зданиях их устанавливают в коридорах, подсобных помещениях, лестничных клетках.

Выпуски служат для отвода воды за пределы здания. Открытые выпуски выполняют в виде стальной или чугунной трубы, выходящей за стену здания (вылет не менее 150 мм), на высоте не менее 150 мм от лотка, предотвращающего размыв отмостки около здания. Для исключения промерзания выпуска зазор между стеной и трубой заполняют слоем теплоизоляции (минеральной ватой).

Устройства для прочистки сети выполняют в виде ревизий, прочисток, смотровых колодцев, конструкции которых аналогичны применяемым на системах канализации. Ревизии и прочистки устанавливают в тех же местах, что и на системе канализации.

При проектировании водостоков диаметр и тип водосточной воронки принимают в зависимости от расчетного расхода дождевых вод:

Площадь водосбора определяют как горизонтальную проекцию участка кровли, с которого вода стекает в воронку. При наличии стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней, водосборная площадь увеличивается на 30% суммарной площади вертикальных проекций стен.

6.7 Канализование твердых отходов. Система и устройство мусоропроводов

Одной из важных гигиенических задач является удаление бытовых и промышленных отходов, количество которых возрастает по мере роста городов, увеличения этажности застройки, плотности населения, повышения благоустройства зданий.

Количество твердых отходов в сутки в жилых домах в среднем на человека составляет 1,64 л или 0,05 кг (0,25 л на 1 м2 жилой площади), на производстве -- 0,3 л, в учреждениях -- 0,275 л. В больших городах количество вывозимого мусора составляет ежегодно десятки тысяч тонн.

Качественный состав отходов очень разнообразен, чаще всего это смесь органических и минеральных веществ: комнатный и дворовый смет, пыль, хозяйственные отбросы и т. д. В мусоре содержится 15...45% золы, 20...30% горючих материалов. Теплотворная способность мусора 2100...58 000 кДж/кг, плотность 500...600 кг/м3, влажность 50...55%. В бытовом мусоре содержатся предметы (до 30%), которые могут быть вторично использованы после переработки (бумага, текстиль, кость, металл и т. д.). Органический мусор (кухонные, пищевые отбросы) при несвоевременном удалении гниет, разлагается, служит источником размножения болезнетворных микроорганизмов и пищей для мух и грызунов, являющихся переносчиками инфекционных заболеваний.

...