Водоотведение в городском хозяйстве

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Городское хозяйство представляет собой территориально-отраслевой комплекс, обеспечивающий потребности населения и территории в услугах, работах и продукции, имеющих общественную значимость, а также создающий необходимые условия для развития города.

Основу городского хозяйства составляет жилищно-коммунальный комплекс, включающий жилищное хозяйство и отрасли коммунального обслуживания потребителей. Данный комплекс имеет высокий удельный вес муниципальной (государственной) собственности и выполняет жизненно-важные функции для жизнедеятельности города: содержание и ремонт жилых и общественных зданий, техническое и санитарное содержание городской территории, обеспечение населения и организаций водой, газом, электроэнергией, теплом и т. п. В то же время другие отрасли сферы услуг, например, торговля и общественное питание, практически полностью приватизированные и предоставляющие индивидуальные услуги потребителям на рыночной основе, в состав городского хозяйства не входят. По отношению к ним создаются необходимые условия для развития и осуществляются функции контроля.

Жилищно-коммунальное хозяйство включает:

Жилой и нежилой фонд, строительные и ремонтные организации

Объекты бытового обслуживания (бани, гостиницы, транспорт и др.).

Инженерную инфраструктуру и ресурсоснабжение (водоснабжение и водоотведение, теплоснабжение и др.).

Санитарно-технические предприятия (бытовые отходы, уборка города).

Энергетические предприятия (электричество, газ, тепло)

Инфраструктура внешнего благоустройства (дороги, мосты, переходы, озеленение и пр.) 

1. Структурирование водоотведения

Водоотведение - такая же коммунальная услуга, как и горячее и холодное водоснабжение, отопление, электро- и газоснабжение. Причём водоотведение и водоснабжение - две принципиально разных услуги. Тариф на холодную и горячую воду включает в себя стоимость подготовки ресурса к использованию: холодную воду необходимо обеззаразить, а горячую нагреть. Водоотведение, как говорится в Правилах предоставления коммунальных услуг (Постановление правительства № 307 от 23 мая 2006 г.), - это отвод бытовых стоков из жилого помещения по присоединенной сети. Причём водоотведение - это не только сток использованной горячей и холодной воды, то есть канализация, а технологический процесс, включающий в себя отвод сточных вод, их транспортировку на очистные сооружения, последующую очистку и утилизацию. Поэтому оплата за водоотведение является обязательной для всех жителей города, как многоквартирных, так и частных домов.

Система водоотведения - это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания.

Субъектами системы водоотведения являются предприятия и организации различных организационно-правовых форм, осуществляющие хозяйственную деятельность по технической эксплуатации и реконструкции системы водоотведения, выполняющие проектирование, строительство и реконструкцию системы водоотведения.

Объект системы водоотведения - это тот, кто пользуется услугами водоотведения и канализации. Объектами могут быть физические и юридические лица, отдельные предприятия, организации и целые муниципальные образования.

Сточные воды - это воды, использованные в быту, промышленности, изменившие свой первоначальный химический состав и физические свойства. Сточные воды, образующиеся в населенных местах и на промышленных предприятиях, можно разделить на три категории:

- бытовые - поступающие от унитазов, раковин, ванн и прочих санитарных приборов жилых, общественных и промышленных зданий,

- производственные - образующиеся в результате использования воды в различных технологических процессах,

- дождевые (атмосферные) - появляющиеся на поверхностях крыш, дорог, улиц и площадей при выпадении атмосферных осадков.

Сточные воды всех категорий содержат некоторое количество загрязнений органического и минерального происхождения, которые могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворимом состоянии. Наиболее опасными в санитарном отношении являются сточные воды, содержащиебольшое количество органических веществ, разлагающихся под воздействием микроорганизмов.

Производственные сточные воды условно подразделяются на условно чистые от систем охлаждения и загрязненные в результате контакта с другими технологическими процессами. Вещества, загрязняющие производственные сточные воды, разнообразны и зависят от метода их использования. При высокой степени загрязнения эти воды должны быть подвергнуты локальной очистке перед сбросом их в городскую канализацию.

Состав сточных вод характеризуется концентрацией загрязнений, то есть количеством загрязнений в единице объема.

В современных городах для удаления сточных вод существуют различные системы канализации: общесплавная, раздельная, полураздельная, комбинированная.

Общесплавная система канализации - это система инженерных сооружений, которая состоит из подземной сети труб и каналов, с помощью которой отводятся сточные воды всех категорий.

На сегодняшний день существуют три типа системы водоотведения:

1. В городскую или местную канализационную сеть;

2. На индивидуальные или локальные очистные сооружения со сбросом на рельеф или в водоём;

3. В накопительные резервуары с последующим вывозом ассенизационными машинами.

При обустройстве коттеджных посёлков чаще приходится иметь дело с локальными очистными сооружениями, под которые отводится определённый участок и согласовывается сброс. В качестве очистных сооружений в данном случае применяют станции глубокой биологической очистки очищающими воду аэробными бактериями (активный ил). Активный использует в качестве окислителя органических соединений и обеспечения процессов нитрификации кислород воздуха нагнетаемый компрессорами через аэраторы в сточную воду. Суть глубокой биологической очистки заключается в удалении из сточной воды взвешенных частиц, окислении органических соединений, удаления азота и фосфора. При сбросе воды на рельеф и в водоём проводится дезинфекция.

Производительность станции определяется суточным приёмом стоков. От одного коттеджа может быть сброшено от 1 до 1,5 м3 стоков.

Приём стоков очистными сооружениями невозможен без канализационной сети, которая делится на внутриквартальную (коллектор) и местную (территория коттеджа).

По возможности вся канализационная сеть проектируется самотёчной, начиная от дома и кончая канализационной насосной станцией очистных сооружений. Диметр труб местной канализации обычно 110мм, внутриквартальной 160-225мм и более. На поворотах, на узлах и для контроля на канализационной сети устанавливают колодцы..

В случае невозможности обеспечения уклона для самотёчного водоотведения на отдельных участках может быть применена напорная ветка. Для сбора и перекачивания стоков в начале напорной ветки монтируется насосный колодец.

От жилого дома в ближайший канализационный колодец вода может также подаваться по напорной ветке. Для обеспечения напорного канализования от отдельного дома используют компактные насосные станции типа «SOLOLIFT» устанавливаемые в подвальном помещении или устраивается насосный колодец на выпуске от дома.

Для индивидуальной системы канализования дома используются:

1. Выгреба.

2. Септики с фильтрующими сооружениями в грунтах.

3. Установки глубокой биологической очистки со сбросом на рельеф или в грунт.

Выгреба должны обеспечивать почти 100% герметичность. Иначе все грунтовые воды, если таковые присутствуют, заполнят закопанный резервуар, до того, как он заполнится стоками.

Вместимость выгреба принимают кратной ёмкости ассенизационной машины, а глубину не более 3,5м.

Септики относятся к самым надёжным очистным сооружениям. Септик представляет собой один или два резервуара в которых происходит осветление стоков до 90 мг/л по взвешенным веществам. После септика предполагается осуществить биологическую очистку на загрузке фильтрующего колодца с последующим отведением в грунт или на слое песка под оросительными трубами на поле аэрации. В этих случаях необходим низкий уровень грунтовых вод и наличие водопроницаемых грунтов (песок, лёгкий суглинок). При наличии вентилируемого канализационного стояка жилого дома вывоз осадка из септика производят один раз в год. При добавлении биоактиваторов не реже 1 раза в 2 года. При отсутствии вентилируемого стояка вывоз осадка 2 раза в год (весной и осенью).

Для повышения степени очистки после септиков устанавливают капельные биологические фильтры представляющие собой колодцы с керамзитовой загрузкой в междонном пространстве. Важное условие для работы биофильтра является хорошая вентиляция с обеспечением расчётного сечения воздуховодов.

Установки глубокой биологической очистки требуют определённого обслуживания связанного с контролем за работой компрессоров, перекачкой избытка активного ила в накопители, своевременной промывки загрузок и т.п. Некоторые из установок не допускают сброса в канализацию окурков и туалетной бумаги в связи с возможным засорением эрлифтов (водовоздушных насосов). При сезонном проживании зимой такая установка при неглубоком заложении может замёрзнуть. Необходимо также учесть, что время наращивания активного ила, для вывода станции в рабочий режим не менее 3 недель.

Преимуществами таких систем являются:

1. Высокая степень очистки (при надлежащем обслуживании).

2. Высокая производительность при компактности.

3. Компактное исполнение и небольшой вес (пластиковые корпуса).

2. Выявление проблем в водоотведении

В работе системы водоотведения присутствует ряд проблем.Как уже отмечалось ранее все проблемы можно свести к двум фундаментальным, а именно экологической и экономической.

Недостаточно эффективна работа существующих канализационных очистных сооружений.

Наблюдается высокий износ основных фондов систем водоотведения, особенно магистральных сетей.

Слабо развита система водоотведения в сельских населенных пунктах.

В наше время наблюдается строительный бум. Необходимо понимать, что в соответствии с действующим законодательством хозяин обязан организовать водоотведение с территории новой постройки не только хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод (ХБСВ и ПСВ), но и поверхностных (ливневых, дождевых) сточных вод. Если сброс ХБСВ в местную сеть канализации, т.е. без очистки на локальных очистных сооружений (ОС), иногда возможен, то для сброса ливневых практически всегда необходимо строить локальные ОС. Отсюда следует, что в любом случае на вашей территории застройки должно быть предусмотрено, как минимум, место для размещения локальных ОС ПСВ с соответствующей защитной зоной с радиусом не менее 100 м. Решение вопроса “куда сбрасывать?” возможно в двух вариантах: действующая сеть местной канализации с последующей очисткой на местных ОС и сброс в ближайший поверхностный водоем или на рельеф местности.

Одной из проблем, весьма актуальных в наше время, является необходимость реконструкции очистных сооружений, построенных в 70-х годах прошлого века. Применяемые на таких очистных сооружениях технологии и оборудование устарели, не соответствуют современным нормативам в области охраны окружающей среды и требуют замены. В то же время непосредственно емкость, в которой установлено оборудование, (как правило, железобетонная) после небольшого ремонта и модернизации может использоваться еще достаточно длительное время. В этом случае необходима разработка конструкторской документации и изготовление нестандартного оборудования, пригодного к установке именно в данную железобетонную емкость и соответствующего современным технологиям в области очистки сточных вод. Коллекторы общесплавной системы канализации должны иметь большое сечение, поэтому их сооружение требует больших капитальных вложений. С целью уменьшения диаметра труб сети, объемов очистных сооружений и мощности насосных станций на коллекторах предусматриваются камеры с ливнеспусками и ливнеотводами, через которые часть дождевых вод в смеси с другими водами без очистки сбрасывается в водоемы во время сильных дождей. Также одной из ярких проблем водоотведения является слабая пропускная способность и предрасположенность к засорению ливневой канализации. Это особенно наблюдается поздней весной, когда уже пошли дожди. Проявляется в огромных лужах на тротуарах, проезжей части, которые и не думают “уходить”.

Важнейшие проблемы систем водоотведения, которые предстоит решить в ближайшие годы:

- ликвидация имеющейся диспропорции в развитии городского водоснабжения и канализации;

- устройство канализации в малых населенных пунктах, которые не имеют, как правило, квалифицированных специалистов, материальной базы и достаточных денежных средств;

- повышение качества строительства новых водоотводящих сетей и реконструкция уже существующих;

- снижение материалоемкости и трудозатрат при строительстве систем водоотведения.

Самая серьезная проблема, глобальная - экологическая. В данном случае речь идет о загрязнении водных объектов бытовыми, дождевыми и производственными стоками. Степень загрязненности зависит, прежде всего, от эффективности работы очистных сооружений, однако немалое значение имеет и техническое решение самой водоотводящей сети. Например, в случае полной раздельной системы весь поверхностный сток может сбрасываться в водоем без очистки, в общесплавной системе во время сильных дождей сбрасывается смесь дождевых и бытовых стоков, а в полураздельной системе в водоем попадают только наименее загрязненные дождевые воды.

Ущерб от загрязнения водных источников представляет собой часть теряемого обществом национального дохода, выступающего в стоимостной и натурально-вещественной форме, как в сфере материального производства, так и в сфере обслуживания. В сферах материального производства и обслуживания потери трудовых затрат, материальные и финансовые ресурсы, связанные с ликвидацией последствий загрязнения водных объектов, определяются следующими основными факторами:

- увеличением расходов на подготовку воды для питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения;

- снижением продуктивности рыбного хозяйства;

- падением производительности сельского и лесного хозяйства;

- увеличением расходом в связи с переносом или ликвидацией водозаборов;

- недобором промышленной и сельскохозяйственной продукции в связи с увеличением заболеваемости трудящихся;

- ростом расходов на восстановление природного состояния водоемов;

- увеличением расходов на санитарное обслуживание населенных пунктов и мест массового отдыха;

- увеличением расходов на медицинское обслуживание в связи с увеличением заболеваемости населения.

Решение проблем, связанных с системой водоотведения, является одними из приоритетных направлений деятельности в сфере коммунального хозяйства для всех стран как для России, так и для зарубежных.

«Черный ящик»

Вход Выход

3. Анализ путей решения водоотведения

водоотведение инженерный сооружение

В настоящее время промышленными методами, прошедшими проверку на крупных действующих сооружениях очистки воды, являются хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое (УФ) облучение. Несмотря на технические сложности при транспортировке, хранении и дозировании хлор-газа, его высокую коррозионную активность, потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, процесс хлорирования широко применяется до настоящего времени. При всей распространенности метода хлорирования ему присущи и существенные технологические недостатки, в частности, недостаточная эффективность в отношении вирусов. Хлорирование сточных вод приводит к тому, что хлорпроизводные и остаточный хлор, попадая в естественные водоёмы, оказывают отрицательное воздействие на различные водные организмы, вызывая у них серьезные физиологические изменения и даже их гибель, что приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов. Образование хлораминов также является крайне нежелательным явлением. И, наконец, как уже было отмечено, существенным недостатком хлорирования является высокая токсичность хлора. В связи с этим в последние годы разработаны и утверждены нормативные документы, существенно ужесточающие требования, относящиеся к процессам, связанным с применением хлора. СаНПиН 2.1.4.027-95 увеличивает минимально допустимый размер санитарно-защитной зоны до жилых и общественных зданий до 300 м вместо 100 м, ранее установленных СНиП 2.04.02-84. Между тем, увеличение этих расстояний для действующих сооружений на практике часто не представляется возможным. Новые «Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении жидкого хлора» (ПБХ-93,99) определяют необходимость внедрения ряда отсутствовавших ранее организационных и технических мероприятий, направленных на повышение эксплуатационной надежности хлораторных. Выполнение комплекса дополнительных мероприятий требует реконструкции действующих хлораторных и, как следствие, необходимости существенных капитальных вложений и дополнительных эксплуатационных расходов на обслуживание.

В конце 70-х годов в ряде развитых стран Европы и Северной Америки были созданы программы по развитию альтернативных хлорированию технологий обеззараживания природных и сточных вод (например, Программа Агентства защиты окружающей среды США в 1976-1984 г.г.). В результате работы по этим программам на основе серьезных достижений в области свето- и электротехники было создано оборудование по обеззараживанию природных и сточных вод ультрафиолетовым излучением, по своим технико-эксплуатационным показателям приемлемое для станций большой производительности. В нашей стране также велись аналогичные работы За рубежом ситуация складывалась более благоприятно. Количество внедренных систем ультрафиолетового облучения для обеззараживания сточных вод растет с каждым годом.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет ряд преимуществ по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование). УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов. Обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. Достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс. Для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом.

В Университете Южной Австралии решили применить нанотехнологии для поиска новых способов очистки воды. Исследователи установили, что частицы кварца можно покрыть нанометровым слоем активного вещества, основанного на углеводороде с кремнесодержащим якорем (фиксатором). Опыты показали, что эти активные наночастицы способны избавлять воду от биологических молекул и патогенов, таких как вирус полиомиелита, кишечная палочка и криптоспоридиоз. Чтобы очистить воду, достаточно просто размешать наночастицы в загрязненной воде и потом отфильтровать жидкость, удалив нанопорошок. Эффект очистки воды, по словам ученых, достигается за счет электростатического притяжения патогенов к поверхности покрытых активным слоем наночастиц. Габионы - объемные сетчатые конструкции, изготавливаемые из металлической оцинкованной сетки двойного кручения. Габионы имеют шестигранные ячейки с цинковым, гальфан или полимерным покрытием, которые заполняют камнем и другим материалом. Габионные конструкции, изготавливаемые по итальянской технологии, получили в последнее время широкое применение в России, особенно в московском регионе. Многолетний опыт применения габионных конструкций в зарубежном и отечественном строительстве подтвердил возможность их применения при решении задач, возникающих при строительстве инженерных сооружений, проведении рекультивации нарушенных земель, организации защиты территорий от опасных природных и техногенных процессов. Для водосбора и водоотведения использовались лотки, кюветы, канавы, выполненные из матрацев Рено и коробчатых габионов. Ливневые стоки отводятся в водопропускные сооружения, представляющие собой каскад водоёмов, выложенных матрацами Рено и разделённых переливными стенками из коробчатых габионов, предназначенные для их очистки от нерастворимых примесей. Данные сооружения применялись на следующих объектах: водопропускное отводящее фильтрующее сооружение в зоне отдыха "Битца", фильтрующее сооружение у моста через р.Яуза (пересечение с МКАД), устройство водоотведения в Братеево.

Таким образом, исследование показало. Система водоотведения - это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания. На эту систему влияет множество факторов. Важен выбор типа системы канализации. Что касается нормативно-законодательного и методического обеспечения, то оно неоднозначно. С одной стороны довольно четко проработаны конкретные методические указания (СНиПы, ГОСТы, СанПины), правда, не ясно их будущее, с другой - плохо общие, фундаментальны законы. Но работа в этом направлении идет - разрабатываются Федеральная программа, Федеральный закон. В сфере водоотведения достаточно проблем экологического и экономического плана. Довольно много методов решения этих проблем за рубежом.

Размещено на Allbest.ru