Выбор системы и разработка схемы канализации

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ КАНАЛИЗАЦИИ

Общесплавная система канализации экономична при многоэтаж­ной застройке, так как протяженность ее внутриквартальной и уличной сетей на 30—40% меньше протяженности двух самостоятельных сетей полной раздельной системы канализации. Затраты на ее эксплуатацию на 15—25% меньше, чем на две сети полной раздельной системы.

В санитарном отношении общесплавная канализация была бы наи­более благоприятной, если бы от главных и отводных коллекторах не устраивались ливнеспуски для сброса во время дождя смеси загрязнен­ных и дождевых вод в открытые водоемы в пределах города . Делается это с целью уменьшения сечений главных коллекто­ров и напорных трубопроводов, уменьшения мощности насосных и очи­стных станций, снижения сравнительно высоких первоначальных строи­тельных затрат; указанное допускается по тем соображениям, что во время ливней количество дождевых вод во много раз превышает коли­чество бытовых и производственных сточных вод, а концентра­ция загрязнений в смеси вод становится значительно меньше, чем в бытовых сточных водах. Количество загрязнений в годовом стоке дожевых вод равно примерно 10—12-суточному загрязнению бытовых вод с 1 га городской территории.

Считается, что разбавленная смесь бытовых и дождевых вод в этом случае представляет относительно небольшую опасность для загрязне­ния водоема, так как такой сброс наблюдается обычно периодически при сильных ливнях в течение небольшого времени (около 100 ч в год).

Следует учесть, что при малоэтажной и рассредоточенной застройке общесплавные канализации имеют ряд технических недостатков. В сухую погоду, когда в сеть поступают только бытовые воды, скорость про­тока их оказывается недостаточной, что вызывает усиленное выпадение осадка и его загнивание. Во время сильных ливней сеть может пере­полняться, поэтому при возникновении в ней подпора воды могут быть затоплены подвалы зданий, особенно в пониженных районах городской территории. Реальная опасность затопления подвалов водой через об­щесплавную канализационную сеть существует и в период паводков для районов города, расположенных ниже горизонта паводочных вод. Предохранительные приспособления от затопления подвалов на прак­тике себя не оправдывают. Значительно усложняется эксплуатация на­сосных и очистных сооружений вследствие неравномерного притока до­ждевых вод.

Раздельная система канализации свободна от указанных недостат­ков. Достоинством полной раздельной системы является равномерная работа главных коллекторов, насосных станций, напорных трубопрово­дов и очистных сооружений, рассчитанных только на расход бытовых и производственных сточных вод. Недостатками полной раздельной систе­мы канализации являются: необходимость строительства двух раздель­ных сетей (производственно-бытовой и дождевой); сброс всех поливоч­ных вод при мытье и поливке улиц и дождевых вод, в том числе и их первой наиболее загрязненной порции, без очистки в водоем. Поданным исследований, промывные воды и первые порции дождевых вод (особен­но при редко выпадающих дождях) имеют концентрацию загрязнений, близкую к концентрации бытовых стоков.

С санитарно-гигиенической точки зрения общесплавную и полную раз­дельную системы канализации считают равноценными. При той и дру­гой системе в водоем поступает некоторое количество загрязнений во время дождя. Кратковременный сброс этих загрязнений в крупные про­точные водоемы санитарными нормами допустим, и предполагается, что они не приводят к серьезным загрязнениям водоемов.

Полу раздельная система канализации по санитарным показателям является наилучшей по сравнению с общесплавной и раздельной систе­мами. При этой системе во время дождя в водоем поступает минималь­ное количество загрязнений. Количество дождевых вод, сбрасываемых в водоемы без очистки, колеблется от 3,4 до 23,4% с содержанием взве­шенных веществ от 3,7 до 11,5% при биохимической потребности в кис­лороде (БПК5) от 5,8 до 16,5% от загрязнений в общем дождевом сто­ке с территории объекта канализованил. Однако эта система не находи­ла применения из-за высоких первоначальных капиталовложений на одновременное строительство двух сетей с перехватывающим коллекто­ром. В связи с повышенными требованиями к охране водоемов и с не­обходимостью очистки поверхностного стока с территории крупных городов, расположенных на маломощных водоемах, эта система стала применяться при реконструкции существующих систем канализации путем закладки коллекторов глубокого заложения .

Комбинированная система канализации по санитарным и технико-экономическим показателям занимает среднее положение между обще­сплавной и полной раздельной системами канализации.

Большинство канализаций в СССР построено по раздельной систе­ме, причем в малых городах — по неполной раздельной системе.

Неполная раздельная система при сравнительно небольших капи­тальных вложениях и материальных затратах дает возможность отво­дить из города в первую очередь наиболее загрязненные и опасные в санитарном отношении бытовые сточные воды и очищать их перед вы­пуском в водоем. Менее загрязненные атмосферные и поливочные воды отводят открытыми каналами и лотками. По мере развития города и благоустройства проездов предусматривают возможность устройства закрытой дождевой сети, что создает условия для перехода от неполной раздельной системы канализации к полной. Таким образом, при мини­мальных материальных и трудовых затратах решают первоочередные санитарные и хозяйственные задачи с возможно более выгодным рас­пределением капитальных вложений по времени и очередности строи­тельства.

ВЫБОР СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ

Систему и схему канализации выбирают как комплекс инженер­ных сооружений для надежного и длительного обслуживания жилых, производственных и сельскохозяйственных объектов с учетом принятой системы водоснабжения, рационального использования водных ресур­сов, санитарно-гигиенических и технико экономических требований. При выборе системы канализации населенных пунктов в первую очередь необходимо установить схему отведения и определить места вы­пуска дождевых вод. Выпуск дождевых вод при выборе любой системы канализации не допускается в поверхностные водотоки, протекающие в пределах населенных мест при скоростях течения в них меньше 0,05 м/с и расходах до 1 м³/с; в водоемы в местах, отведенных для пля­жей, в непроточные водоемы, в пруды, озера, в рыбные пруды (без спе­циального согласования), в замкнутые лощины и низины, подверженные заболачиванию, в размываемые овраги, если не предусмотрено укре­пление их русла и берегов. Выпуск дождевых вод в заболоченные пой­мы не рекомендуется.

При выборе системы и схемы канализации руководствуются следую­щими рекомендациями.

Полную раздельную систему канализации следует принимать для крупных и благоустроенных городов и промышленных предприятий: а) при возможности сброса всех дождевых вод в поверхностные водные протоки; б) при необходимости по условиям рельефа местности устрой­ства более трех районных насосных станций; в) при расчетной интен­сивности дождя продолжительностью 20 мин более 80 л/с на 1 га (см. гл. XIII); г) при необходимости полной биологической очистки сточ­ных вод.

Неполную раздельную систему канализации целесообразно устраи­вать в городах и поселках городского и сельского типов, где применение такой системы совместимо с общим уровнем благоустройства, или до­пускать ее как первую очередь строительства раздельной системы ка­нализации.

Полураздельную систему канализации целесообразно принимать: а) для городов с числом жителей более 50 тыс.; б) при маловодных или непроточных внутригородских водоемах и водных протоках; в) для районов акваторий, используемых для купания и водного спорта; г) при повышенных требованиях к защите водоемов от загрязнения дождевыми и талыми водами.

Общесплавную систему канализации применяют для городов с мно­гоэтажной застройкой: а) при наличии на территории канализования или вблизи нее мощных водных протоков, допускающих прием дож­девых и поливочных вод; б) при ограниченном количестве районных на­сосных станций с небольшой высотой подъема сточных вод; в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин менее 80 л/с на 1 га.

Комбинированная система объединяет элементы общесплавной и полной раздельной систем канализации. Ее целесообразно применять при реконструкции и расширении канализации в крупных городах (с населением более 100 тыс. человек), отдельные районы которых от­личаются между собой характером застройки, степенью благоустройст­ва, рельефом и другими местными условиями. Комбинированные систе­мы применены в Ленинграде, Одессе, Риге и других городах. В зару­бежных странах они составляют 33—34% всех систем. Большинство крупных городов мира канализовано по общесплавной или по комби­нированной системе.

Канализование промышленных предприятий следует осуществлять, как правило, по полной раздельной системе (см. рис. 1.5). В системе дождевой канализации предусматривают возможность отведения наи­более загрязненной части дождевых и талых вод на очистку. На терри­ториях промышленных предприятий могут предусматриваться сети бы­товой, производственной (загрязненных вод), дождевой и производст­венно-дождевой (незагрязненных производственных вод) канализаций, а также специальные производственные сети для отведения кислых, ще­лочных, шламовых и других сточных вод.

Схемы канализации разрабатывают для любой принятой системы с учетом местных условий и перспектив народнохозяйственного разви­тия данного объекта или района с целью достижения наиболее эффек­тивных и комплексных решений. При этом необходимо учитывать су­ществующие сооружения канализации и возможность их использования.

Районные (региональные) схемы канализации промышленных и гу­стонаселенных районов разрабатывают на основании проектов район­ной планировки административных и промышленных узлов, схем, гене­ральных планов, проектов планировки и застройки населенных мест и промышленных районов в интересах рационального использования и охраны водных ресурсов.

При разработке любой схемы канализации должны учитываться: а) количество и концентрация сточных вод всех категорий как на первую очередь строительства, так и на расчетные сроки развития обслуживае­мого канализацией района; б) возможность уменьшения количества и кон­центрации загрязненных производственных сточных вод за счет приме­нения рациональных технологических процессов, частичного или полного водооборота и повторного использования очищенных производственных и бытовых сточных вод в системах производственного водоснабжения на том же или на соседних промышленных предприятиях; в) целесообраз­ность извлечения и использования ценных примесей, содержащихся в производственных сточных водах; г) целесообразность совместной очистки бытовых и производственных загрязненных вод, а также сов­местного отведения и использования незагрязненных производственных сточных вод; д) возможность полного или частичного объединения се­тей для бытовых, производственных и атмосферных сточных вод; е) ориентировочный прогноз качества воды в местах водопользования и водопотребления с учетом сброса очищенных и дождевых сточных вод от всех расположенных выше объектов.

Сточные воды, не загрязняющиеся в процессе производства, как пра­вило, должны использоваться в системах оборотного водоснабжения. В отдельных случаях при невозможности и нецелесообразности возврата воды в производство сточные воды могут быть направлены в водоем вместе с дождевыми водами, если это не противоречит «Правилам ох­раны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Прави­лам санитарной охраны прибрежных районов морей», или использованы для орошения сельскохозяйственных земель.

Выбор системы и схемы канализации во всех случаях должен произ­водиться с учетом санитарно-гигиенических требований и технико-эко­номических расчетов.

При этом выбирают такие схемы и систему канализации, которые окажутся наиболее надежными по санитарно-гигиеническим показате­лям и экономичными по строительным и эксплуатационным затратам для всего комплекса сооружений, включая наружные сети, насосные станции и очистные сооружения.

УСЛОВИЯ ПРИЕМА СТОЧНЫХ ВОД В КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ СЕТИ

Возможность приема различных категорий сточных вод в канали­зационные сети раздельной и общесплавной систем канализации опре­деляется исходя из состава загрязнений этих вод и целесообразности совместной их очистки с учетом санитарно-гигиенических и технико-эко­номических показателей (табл. 1.1).

Бытовые и загрязненные производственные сточные воды не должны поступать в дождевую сеть, предназначенную для отведения только атмосферных вод, а воды от фонтанов, дренажей и от поливки улиц — в сеть бытовых или производственно-бытовых вод.

Совместные отведение и очистка бытовых и производственных сточ­ных вод, как правило, являются наиболее целесообразными по технико-экономическим показателям, однако в ряде случаев оказываются недо­пустимыми из-за наличия в производственных сточных водах вредных и ядовитых веществ. Поэтому при проектировании совместного отведе­ния бытовых и производственных сточных вод следует в каждом случае исходить из качественного состава загрязнений производственных сточ­ных вод и возможности образования в смеси сточных вод концентраций вредных веществ, опасных для обслуживающего персо­нала и нарушающих биологические процессы очистки. Предельные до­пустимые концентрации (ПДК) различных ядовитых веществ приводят­ся в СНиП, в правилах технической эксплуатации канализации и пра­вилах приема производственных сточных вод в общегородские канализации, издаваемых республиканскими министерствами комму­нального хозяйства. Содержание радиоактивных элементов в сточных водах регламентируется санитарными правилами работы с радиоактив­ными веществами и источниками ионизирующих излучений.

Производственные сточные воды могут быть приняты в раздельную или общесплавную сети, если они не содержат токсических органичес­ких загрязнений. В тех случаях когда совместное отведение бытовых и производственных вод не удовлетворяет указанным условиям, они от­водятся и очищаются раздельно и могут быть приняты в канализаци­онные сети только после предварительной очистки (см. раздел пятый), Сточные воды мелких предприятий, а также местной и пищевой про­мышленности по переработке сельскохозяйственных продуктов (напри­мер, картофелекрахмальной, молочной, пивоваренной и др.) могут при­ниматься в городские канализации без ограничения и в ряде случаев без предварительной обработки.

Сточные воды некоторых предприятий, например мясокомбинатов и кожевенных заводов, могут быть приняты в городские канализации только после их предварительной обработки и обеззараживания в целях предохранения от попадания патогенных бактерий.

В городские канализации не принимают без предварительной очист­ки производственные сточные воды, содержащие жиры, масла, смолы, бензин, нефтепродукты, ядовитые вещества в концентрациях, препятст­вующих биологической очистке и сбросу в водоемы, нерастворимые при-меси с большим удельным весом, а также воды с волокнистыми и объемными примесями, которые засоряют и закупоривают сети, затрудня­ют работу насосных станций, нарушают процессы биологической очист­ки сточных вод и обработку осадка, а также оказывают разрушающее (корродирующее) действие на материал труб и элементы сооружений канализации. Температура производственных сточных вод не должна быть выше 40° С. Не допускается также сброс воды, которая может вы­делять ядовитые или взрывоопасные газы, а также стоков предприятий тяжелой промышленности, заводов черной металлургии, рудообогати-тельных фабрик, машиностроительных и химических комбинатов.

Производственные сточные воды в смеси с бытовыми при подходе к биологическим очистным сооружениям не должны иметь активную реакцию рН ниже 6,5 и выше 9 и не должны иметь концентрацию взве­шенных веществ и всплывающих примесей более 500 мг/л.

На сетях производственных канализаций со стоками кислыми, радио­активными или выделяющими взрывоопасные газы, необходимо уста­навливать соответствующие анализаторы, показания которых могут передаваться на расстояние. При нарушении абонентами правил спуска сточных вод в общегородские сети контрольные приборы должны дать соответствующий сигнал и импульс на закрытие задвижки на выпуске сточных вод.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ ДЛЯ СПЛАВА СНЕГА, ЖИДКИХ И ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ОТБРОСОВ

Бытовую, производственную и общесплавную сети допускается использовать для сплава снега, жидких и измельченных отбросов.

Для приема жидких нечистот и помоев устраивают сливные станции и сливные пункты (см. гл. XXIV). Нечистоты и помои из неканализо-ванных районов перевозятся ассенизационным обозом на сливные стан’ ции; здесь они разбавляются водой в два-три раза, пропускаются через решетки и песколовки и сплавляются в канализационную сеть.

Кухонные и хозяйственные отбросы перед сбросом в сеть освобож­даются от утиля (тряпок, кожи, резины, бумаги и др.) и крупных пред­метов неорганического происхождения (битого стекла, консервных ба­нок и др.) и размельчаются в дробилках до частиц размером 2—3 мм.

При измельчении отбросов в дробилки подают воду в объеме, в 8— 10 раз большем массы отбросов. Для осврбождения от песка, стекла и шлака разжиженную смесь пропускают через песколовку. При соблю­дении этих условий сброс измельченных отбросов в канализационную сеть не приводит к ее засорению и является экономически целесообраз­ным в связи с уменьшением затрат на вывозку и обезвреживание их.

Норму отбросов по сухому веществу на одного человека принимают равной 70—100 г/сутки, из них способных к осаждению—40—60 г.

Канализационная сеть может использоваться для таяния и сплава снега. Талые воды из стационарных и передвижных снеготаялок допу­скается сбрасывать в любую канализационную сеть после их пропуска через песколовку.

Сплавлять свежевыпавший чистый снег разрешается по дождевым сетям, если по ним транспортируются сточные воды, а также по обще­сплавным, бытовым и производственно-бытовым, если сплав снега не окажет вследствие понижения температуры существенного влияния на ход биологических процессов при очистке сточных вод и переработке осадка на очистных станциях.

При сплаве снега по канализационным сетям необходимо соблюдать технические правила и не нарушать нормальный режим работы сети. Не вызывает осложнений сплав снега по трубам диаметром более 300 мм при их наполнении сточными водами на 0,5 диаметра трубы и скорости течения не менее 0,7 м/с. При наполнении трубы более 0,8 диа­метра сплав снега производить не рекомендуется, так как это может привести к закупорке труб.

До поступления сточных вод на очистные станции должно произой­ти полное таяние снега в коллекторах, при этом объем снега при гид­равлическом расчете канализационной сети не учитывается, а количе­ство талых вод, поступающих на очистные сооружения, необходимо учитывать.

С.В. Яковлев

«Канализация», -М, Стройиздат, 1975