Процесс водоотведения

Размещено на http://www. allbest. ru/

Процесс водоотведения

Ключевые слова

1. Осадки

2. Канализация

3. Очистные сооружения(ОС)

4. Коллектор

5. Бассейн

6. Трассировка

7. Насосная станция (НС)

8. Система

1. Виды сточных вод и назначение канализационных инженерных сооружений

Сточной жидкостью называются воды, которые в процессе использования получили дополнительные загрязнения, изменившие их состав или физические свойства, а так же воды, стекающие с территорий городов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.

Исходя из данного определения сточные воды можно разделить на следующие категории:

- бытовые или хозяйственно-фекальные (от жилых, административных и общественных зданий);

-производственные (от различных технологический процессов промпредприятий);

-атмосферные (дождевые, талые )

Состав загрязнений сточных вод имеет важное значение при проектировании систем и отведения и очистки. По химическому составу и физическому состоянию сточные воды разнообразны. Вещества, их загрязняющие, могут быть плавающими, взвешенными, коллоидальными и растворенными.

Хозяйственно-фекальные сточные воды характеризуются в основном содержанием органических, минеральных и бактериальных соединений. Производственные сточные воды содержат и органику, и минеральные примеси. В них могут также содержаться ядовитые и бактериальные соединения. Однако условно чистые производственные воды загрязнены только минеральными примесями. Атмосферные сточные воды содержат, в основном, загрязнения минерального происхождения, однако атмосферные воды, стекающие с территорий ряда химических заводов, нефтебаз, бензоколонок, мясокомбинатов и т. д., могут иметь в своем составе значительное количество органических и вредных веществ. Степень загрязнения сточных вод характеризуется количеством загрязнений содержащихся в единице их объема концентрацией, мг /л или г/мі. Концентрация зависит от:

нормы потребления, т. е. степени разбавления загрязнений водопроводной водой (для бытовых сточных вод);

характера производства, вида выпускаемой продукции, особенно технологического процесса производства (для производственных сточных вод)

места образования осадков, продолжительности и интенсивности осадков (для атмосферных осадков)

Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивающих прием сточных вод всех видов в местах их образований; транспортировку сточных вод на очистные сооружения; очистку и обеззараживание сточных вод ;

утилизацию полезных веществ, содержащихся в сточной воде и в их осадках;

спуска очищенных сточных вод в водоем.

Существует два вида канализации - вывозная и сплавная. При вывозной канализации жидкие загрязнения сточных вод из приемников -выгребов вывозятся на поля ассенизации для их дальнейшей обработки. Вывозная канализация применяется только в небольших населенных пунктах или в сельской местности.

При сплавной канализации сточные воды по подземным трубопроводам (коллекторам) транспортируются на очистные сооружения. Для устройства сплавной канализации необходимо наличие внутреннего водопровода в зданиях (норма водопотребления составляет не менее 60 л/сут на одного человека), что обеспечивает необходимую степень разбавления содержащихся в сточной воде загрязнений, для возможности их транспортирования по трубопроводам.

Комплекс канализационных инженерных сооружений при сплавной канализации включает: внутренние канализационные устройства административных и жилых зданий, которые обеспечивают прием сточных вод в местах их образования и их транспортировку в наружную канализацию;

наружную канализацию, которая служит для транспортировки сточных вод на очистные сооружения;

насосные канализационные станции для перекачки сточных вод;

очистные сооружения, которые обеспечивают очистку, обеззараживания сточных вод,

обработку осадков и их утилизацию

выпуск сточных вод для спуска очищенных сточных вод в водоем.

Внутренние канализационные устройства в зданиях состоят: из приемников сточных вод (унитазов, раковин, моек, ванн, писсуаров, умывальников, трапов и др.); из сети отводных труб, стояков, выпусков, транспортирующих сточные воды в колодцы наружной канализационной сети.

Каждый из приемников сточных вод снабжен гидравлическим затвором (сифоном) предохраняющим помещения от попадания в них запахов из канализационной сети. Стояки устанавливают в оттапливаемых и выводят выше кровли зданий, что создает условия для вентиляции внутренней канализации. Конструктивные особенности проектирования и устройства внутренней канализации зданий подробно рассматриваются в гл. 6 данного учебника, а описание работы остальных канализационных сооружений приведены ниже.

2. Системы канализации городов

Под системой канализации понимается совместное или раздельное отведение всех видов сточных вод на очистные сооружения. В настоящее время применяются следующие системы:

а) общесплавная,

б) неполная раздельная

в) полная раздельная,

г)поураздельная.

При общесплавной системе канализации (рисунок 1) сточные воды от промышленных предприятий города 1, пройдя предварительную очистку на местных очистных сооружениях промышленных предприятий 4 и сточные воды от жилых кварталов 2, а также атмосферные воды ( дождь) поступают в один коллектор 7, который транспортирует их на очистные сооружения 3. Для разгрузки общесплавной сети в период интенсивных дождей на ней устанавливают разделительные камеры - ливнеспуски 8, через которые часть сточных вод сбрасывается без очистки в водоем 6.

К достоинствам общесплавной сети следует отнести уменьшения ее строительной стоимости за счет того, что ее протяженность на 30-40% меньше, чем раздельной. Однако эта система не экономична. Кроме того, периодический сброс в водоем части неочищенных стоков ухудшает его экологическое состояние.

Рисунок 1.

При неполной раздельной системе (Рисунок 2), которая является промежуточной стадией строительства полной раздельной системы, дождевые и условно - чистые производственные воды отводятся в водоем без очистки по открытым лоткам 10, а загрязненные производственные воды и бытовые стоки по общему коллектору 7 на очистные сооружения.

Рисунок 2.

При полной раздельной системе (рисунок3) проектируют сеть 7 для отвода бытовых сточных вод и загрязненных производственных вод, прошедших местную очистку 4, на очистные сооружения и устраивают самостоятельную производственно - дождевую канализационную сеть 9 для приема дождевых и условно-чистых производственных вод, которая отводит эти воды в реку без очистки (допускается проектирование отдельной дождевой сети для приема и отведения только дождевых вод и сети для транспортирования условно-чистых производственных вод). Кроме того, для отвода производственных сточных вод, не допускаемых к совместному отведению с бытовыми стоками, проектируется самостоятельная сеть.

Рисунок 3.

При полу раздельной системе устраиваются те же сети, что и при полной раздельной системе, но на производственно-дождевой сети 9 устанавливают специальные устройства - водосбросные камеры 11 (Рисунок 4) позволяющие перепускать дождевые воды (при малых расходах), а также наиболее загрязненные первые порции дождя в сеть для производственно-сытовых вод, а при интенсивных ливнях сбрасывать их непосредственно в водоем без очистки. При такой системе сеть необходимо прокладывать ниже производственно-дождевой, чтобы обеспечить прием загрязненных дождевых вод.

Рисунок 4.

Комбинированная система канализации появилась в результате расширения городов, имеющих общесплавную систему канализации.

3. Элементы наружной канализации

Наружная канализация состоит из разветвленной сети подземных труб и каналов, отводящих сточные воды самотеком к насосным станциям или на очистные сооружения. На рисунке 5 представлены объекты канализования, от которых отводятся сточные воды, и указаны места прокладки канализационных сетей. Внутриквартальная сеть транспортирует сточные воды от зданий данного квартала и уличную канализацию. Она оканчивается контрольным колодцем (КК), расположенным за пределами квартала перед красной линией застройки. Участок сети, соединяющий контрольный колодец с уличной сетью, называется соединительной веткой. Уличная сеть городов сильно разветвлена и охватывает обширные территории, поэтому для создания условий приема сточных вод из уличных сетей территорию города разбивают на бассейны канализования (часть канализуемой территории, ограниченная водоразделами). Участок сети, собирающий сточные воды от одного или нескольких бассейнов канализования, называется коллектором бассейна канализования.

Рисунок 5.

Таким образом, уличная канализация (в пределах каждого бассейна) объединяется одним или несколькими коллекторами бассейнов канализования, которые отводят ее за пределы бассейна в главные коллекторы. Загородные коллекторы (отводные) не имеют присоединений. Они отводят сточные воды транзитом за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту их выпуска в водоем.

Поскольку наружная канализационная сеть работает в самотечном режиме, а при больших заглублениях коллекторов этого режима добиться не удается, в пониженных участках сети устраивают насосные станции для подъема сточных вод на более высокие отметки. Участок сети от насосной станции до самотечного коллектора или очистных сооружений называется напорным коллектором. Трубопровод, предназначенный для отведения в водоем очищенных сточных вод, называется выпуском. Каналами называют коллекторы большого диаметр. Они проектируют только в крупных городах.

Проектирование канализационной сети начинают с разбивки территории города на бассейны канализования, выбора места расположения очистных сооружений и выпуска очищенных сточных вод в водоем. Границы отдельных бассейнов канализования наносят на план города с горизонталями. Их определяют по рельефу местности и проекту вертикальной планировки города. По бассейнам канализования выявляют направления движения сточных вод и районы, для которых требуется перекачка сточных вод. Ее предусматривают, как указывалось ранее, только при невозможности обеспечения самотечного режима работы сети. Затем преступают к трассировке наружной канализации.

Трассировкой называется начертание сети в плане. Она проводится в такой последовательности.

Прокладывают главные и загородные коллекторы, затем коллекторы бассейнов канализования, а потом уличные и внутриквартальные сети.

4. Схемы канализационных сетей

Рассмотрим подробно возможные варианты взаимного расположения (в плане) основных элементов наружной канализации, т. е. схемы канализации. От правильного их решения зависит стоимость канализации в целом.

Из рисунка 6 следует, что на выбор схемы канализации оказывают влияния ряд факторов, из которых определяющим является рельеф местности. При плавном его понижении следует использовать пересеченную схему: при отсутствии обратных уклонов - перпендикулярную; при резком уклоне местности к водоему - параллельную. При сложном рельефе - радиальную, а при неравномерном его падении - зонную.

Рисунок 6.

Назначение каждой из представленных схем канализации приведено на рисунке 7

Рисунок 7: а - перпендикулярная; б- пересеченная ;в -параллельная ; г - зонная д -радиальная; 1- коллекторы бассейнов канализования; 2- главный коллектор 2- главный коллектор; 3- насосный станция; 4 -очистные сооружения; 5- выпуск очищенных вод в водоем; 6- напорная ветка; 7- отводной коллектор; 8- главный коллектор верхней зоны; 9- главный коллектор нижней зоны города; 10- 14- главный коллекторы районов городов; 15- районная насосная станция.

Перпендикулярная схема (7, а), применяемая в городах. При этой схеме, применяется только для отвода в реку чистых атмосферных вод, предусматривает, что коллектор бассейнов канализования 1 трассирует по наикратчайшему расстоянию к водоему перпендикулярно ему.

Пересеченная схема (рисунок 7, б), применяется в городах. При этой схеме коллекторы бассейнов канализования 1, идущие к водоему, перехватываются главным коллектором 2, транспортирующим сточные воды на насосную станцию 3, откуда они по напорной ветке 6 поступают на очистные сооружения 5. При этом главный коллектор 2 прокладывается параллельно водоему. Эту схему применяют при реконструкции перпендикулярной схемы.

При параллельной схеме коллекторы бассейнов канализования 1 прокладываются параллельно или с небольшим уклоном к направлению движения воды в реке (рисунок 7, в), и перехватываются главным коллектором 2, отводящим стоки на очистные сооружения 4.

Зонная (поясная) схема предусматривает наличие двух главных коллекторов - 8, в верхней и 9 в нижней зоне года (рисунок 7, г). При этом из главного коллектора 9 из нижней зоны стоки перекачиваются насосной станцией 3 в отводной коллектор 7. При радиальной схеме коллекторы бассейнов канализования 1, имеют радиальные направления от центра города к его периферии. Каждый район имеет свой главный коллектор 10-14, очистные сооружения и, если необходимо, свою насосную станцию 15 (рисунок 7, а). Эта схема удобна тем, что при расширения застройки города не требуется перестройка действующих коллекторов.

5. Способы трассировки уличных сетей. Глубина их заложения

Важное значение имеет правильное трассирование уличных канализационных сетей.

На рисунке 8 приведено графическое изображение применяемых на практике способов трассировки: объемлющей, по пониженной стороне квартала и чересквартальной, а так же даны обоснования их применения.

Рисунок 8.

На глубину заложения уличной сети влияют следующие параметры: обеспечение приема сточных вод от:

внутриквартальных сетей зданий специального назначения промышленных предприятий;

защита труб от механических повреждений;

предохранение труб от замерзания.

Наименьшую глубину заложения канализационных труб h (до низа лотка трубы) определяют по СНиП 3. 05. 04-85*, исходя из глубины промерзания грунта (Hпром) с учетом того, что температура транспортируемых стоков -10-15 °С. Но от поверхности земли до верхней образующей трубы должно соблюдаться расстояние не менее 0,7, что сохранит трубу от механических повреждений. Тогда можно записать:

h= Hпром - (0, 3-0, 5)>0, 7 +D трубы

Данное утверждение проиллюстрировано на рисунке 3. 6

Начальную глубину заложения уличной сети находят по формуле:

Hнач= h + I ( L+1 )- (Z1-Z2)+ Дd

где h- наименьшая глубина заложения труб сети от поверхности земли до лотка трубы в наиболее удаленном колодце внутриквартальной сети (см. выше); i - уклон внутриквартальной сети; L+Я-длина внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до места присоединения ее к уличной сети; Z1 и Z2 - отметки поверхности земли у наиболее удаленного колодца внутриквартальной и у места ее присоединения к уличной сети, диаметров трубопроводов уличной и внутриквартальной сети у места их соединения.

Наибольшая глубина заложения канализационных труб зависит от способа их прокладки. При открытом способе работ глубина заложения коллекторов составляет, как правило, 10-15 м в сухих грунтах и только в 5-7 м в мокрых. Однако обычно коллекторы прокладывают на значительной глубине (более 20м), что делает применение открытого способа работ невозможным, либо очень дорогим. Кроме того, в условиях плотной городской застройки использование закрытого способа прокладки не создает лишних неудобств для пешеходов и транспорта.

Из всех существующих методов закрытой проходки наиболее часто применяется щитовой. При этом способе производство работ, как видно из графика (стоимость (С) растет пропорционально глубине заложения (h) коллектора - линия I. канализационный инженерный сточный

Прокладку сети рекомендуют производить в пределах проезжей части и в зонах зеленых насаждений. На пересечении с железнодорожными путями, трассами метрополитенов, вблизи уникальных зданий следует предусматривать дублирующие линии с камерами для их связи.

Совмещенная прокладка трубопроводов и коллекторов различного назначения позволяет более экономично и рационально организовать производство работ.

Укладку всех видов сетей необходимо вести параллельно оси уличного проезда или красной линии застройки. При пересечении канализационных труб с водопроводными, как правило, первые прокладывают ниже водопроводных с расстоянием в свету между трубами по вертикале не менее 0, 4 м. В противном случае водопровод заключается в кожух длиной не менее 5, а в фильтрующих грунтах -10 метров в обе стороны (по горизонтали) от места их пересечения.

6. Основы расчета пропуска канализационных сетей

Канализационную сеть рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод. Согласно справочникам.

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

Канализационные трубы прокладывают с уклоном.

Наименьшим уклоном трубы называются 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, 250 мм и более.

Заключение

Экология водоотведения является составной частью экологии водного хозяйства, в ней рассматривается воздействие на окружающую среду и взаимосвязь жидких отходов человеческой деятельности с разработкой нагрузок, норм использования и способов, предотвращающих деградацию среды жизни этими отходами.

Создавая комфортные условия обитания, обеспечивая социально-культурные и производственные потребности человека, водопроводная вода претерпевает изменения, превращаясь после ее использования в жидкие отходы - сточные воды.

Правильность подобранной схемы водоотведения, играет роль в экономичности и благоприятной жизнедеятельности человека.

Список используемой литературы

1. Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений. Бухаркин Е. Н.

2. http://bukvy. net/http://www. pandia. ru/

3. http://bukvy. net/http://bukvy. net/

Размещено на Allbest.ru