Городская схема канализации

Каждый канализационный  стояк является не только трубопроводом, отводящим сточную жидкость, но и  элементом, через который удаляются  газы (вентиляция) из городской канализационной  сети. Поэтому он обязательно должен быть выведен за пределы кровли здания на высоту не менее 0,7 м.

 

 

Рис. 1. Схемы внутренней канализации  здания и дворовой внутри-квартальной  канализационной сети: а —разрез внутренней канализационной сети; 1 — приемники сточных вод-2 —отводные трубы; 3 — стояк; 4 — вытяжная труба с дефлектором-5 — гидравлический затвор; 5 —выпуск; 7 — дворовая сеть; 8 — контрольный колодец; 9 — соединительная ветка; Ю—городской колодец; б —дворовая канализационная сеть: 1 — выпуск; 2 — дворовая сеть; 3 — уличная сеть; в — схемы квартальной канализационной сети: 1 — уличная сеть

 

Разность  температуры наружного воздуха  и воздуха в канализационных  коллекторах создает условия  для тяги. Дворовые или внутриквартальные  сети заканчивают контрольным колодцем (кк), располагаемым у границы двора или квартала.

В производственных помещениях приемниками сточных  вод служат воронки, трапы, открытые и закрытые лотки, располагаемые  у производственных аппаратов и  машин. Внутрицеховую канализационную  сеть в производственных помещениях устраивают аналогично внутренней домовой сети из чугунных или пластмассовых труб в виде стояков, отводных труб и выпусков.

Наружной  канализационной сетью называют уложенную с уклонами разветвленную  подземную сеть   труб   и   каналов, отводящую сточные воды самотеком к насосной станции, очистным сооружениям или в водоем. В  зависимости от назначения, места  укладки и размеров наружные канализационные  сети называют: дворовой — уложенной  в пределах одного владения; внутриквартальной  — уложенной внутри квартала; заводской  — уложенной на территории промышленных предприятий; уличной—уложенной по улицам и проездам и принимающей  сточные воды из дворовых, внутриквартальных  и заводских сетей.

Для контроля за работой дворовой и внутриквартальной сетей в конце их устраивают смотровой колодец, который называют контрольным. Участок сети, соединяющий контрольный колодец с уличной сетью, называют соединительной веткой.

Уличная сеть городов сильно разветвлена и  охватывает обширные территории, с  которых сточные воды отводятся  преимущественно самотеком. Для  этого всю канализуемую территорию населенного места делят на бассейны канализования.

Бассейном канализования называют часть канализуемой территории, ограниченную водоразделами.

Участок канализационной  сети, собирающий сточные воды из одного или нескольких бассейнов канализования,   называют   коллектором.

Коллекторы  подразделяют на: а) коллекторы бассейна канализования, собирающие сточные воды из канализационной сети одного бассейна; б) главные коллекторы, собирающие сточные воды двух или нескольких коллекторов бассейнов канализования; в) загородные (или отводные) коллекторы, отводящие сточные воды транзитом (без присоединений) за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту выпуска в водоем.

Очистные  станции предназначены для очистки  сточных вод и обработки осадков; они компонуются из комплексов очистных и вспомогательных сооружений, связанных  между собой инженерными коммуникациями в единую технологическую схему. Комплексы очистных сооружений выбирают в зависимости от концентрации, качественной и количественной характеристики загрязняющих примесей, а также от требований, предъявляемых к очищенным водам  по местным условиям.

Канал, отводящий  очищенные сточные воды от очистных станций в водоем и снабженный устройством для перемешивания  этих вод с водой водоема, называют выпуском. На коллекторах перед насосной и очистной станциями также устраивают выпуски для сброса сточных вод в водоем без очистки в случае аварии; эти выпуски называют аварийными.

При составлении  схемы общесплавной системы канализации  на главном коллекторе предусматривают  устройство ливнеспусков для частичного сброса в водоем во время больших  ливней сильно разбавленной смеси бытовых  и дождевых вод. Это позволяет  уменьшить размеры главного коллектора и очистных сооружений, а следовательно, и стоимость строительства общесплавной канализации.

 

Схемы канализации населенных пунктов

Схемы канализационной  сети городов, населенных пунктов или  промышленных предприятий зависят  от рельефа местности, грунтовых  условий, места расположения очистных станций, концентрации и разновидностей загрязнений сточных вод, а также  планировочных факторов и других условий (наземных и подземных препятствий  и др.).

Ввиду большого разнообразия местных условий трудно дать какие-либо типовые схемы канализационной  сети.

В первоначальный период строительства канализаций, когда сточных вод было мало и  к их очистке не предъявлялось  строгих требований, коллекторы бассейнов  канализования трассировались по наикратчайшему направлению перпендикулярно водоему, если этому не препятствовал рельеф местности. Такую схему канализационной сети называли перпендикулярной.

В настоящее  время эту схему применяют  в местностях с хорошо выраженным уклоном к водоему для отведения  атмосферных и незагрязненных производственных сточных вод.

Если коллекторы отдельных бассейнов перпендикулярной схемы перехватывают главным  коллектором, прокладываемым параллельно  водоему, то такую схему канализационной  сети называют пересеченной

Пересеченную  схему рекомендуется применять  в местностях с хорошо выраженным уклоном к реке для отведения  всех трех категорий сточных вод.

Территорию, состоящую из нескольких отдельных  террас со значительной разностью отметок, можно разбить на зоны (пояса), канализуемые самостоятельно. Такую схему канализационной  сети называют поясной или зонной

Сточные воды верхней зоны могут самотеком  поступать на очистные станции, и  только сточные воды нижней зоны перекачивают непосредственно на очистные станции  или в коллектор верхней зоны, что уменьшает эксплуатационные расходы.

Радиальная или децентрализованная схему канализационной сети, имеет несколько очистных станций.

Схемы канализации  городов и промышленных комплексов могут быть централизованными, децентрализованными  и районными (региональными).

При централизованной схеме сточные воды всех бассейнов  канали-зования направляют по одному или нескольким коллекторам на единственную для всего города очистную станцию, расположенную ниже города, по течению реки (Киев, Париж).

Децентрализованные  схемы канализационной сети применяют  при канализовании крупных городов в условиях как сильно пересеченного, так и очень плоского рельефа местности. В этом случае устраивают районную канализацию с самостоятельными очистными сооружениями. По децентрализованной схеме построены канализации Москвы, Ленинграда, Новосибирска, Берлина, Лондона, Токио, Нью-Йорка и других городов.

Городская схема  канализации (рис. 2 ) состоит из уличных канализационных труб, присоединяемых к коллекторам, главного коллектора города или района. Движение сточных вод обеспечивается укладкой труб с уклоном. В зависимости от рельефа местности канализация проектируется самотечной или напорной. Необходимость в напорной канализации, включающей станцию перекачки, возникает в том случае, если самотечным трубам нельзя придать необходимый уклон из экономических соображений. Для городской канализационной сети применяют асбестоцементные, керамические, чугунные или железобетонные трубы, которые укладывают на глубину не менее 2 м.

Рис. 2 Схема городской канализации

 

1 — уличные  канализационные трубы; 2 — коллектор; 3 — главный коллектор; 4 — станция  перекачки: 5 — напорный коллектор; 6 — очистные сооружения; 7 — граница  города.

 

Внутренняя канализация в гражданских и вспомогательных промышленных зданиях проектируется как хозяйственно-бытовая. Наряду с ней в зданиях устраивают внутренние водостоки для отвода атмосферных вод. Воды из них сбрасывают в ливневую канализацию, а если она отсутствует — на отмостку перед зданием в открытые лотки (рис. 3). Выпуск внутреннего водостока снабжают сифоном для предохранения системы от охлаждения наружным воздухом.

Приемниками сточных вод в зданиях служат санитарные узлы. Все приемники снабжаются смывными устройствами от водопровода. Сточные воды уходят в канализационную  сеть через гидравлический затвор —  сифон, который представляет собой U-образную трубу, заполненную водой. Гидравлический затвор препятствует прохождению  газов из канализационной сети в  помещение. Сифон обычно объединен  с ревизией — отверстием со съемной  крышкой для прочистки труб при  засорах. Все приемники подсоединяют с помощью различных фасонных частей (отводов, колен, тройников, крестовин  и т. д.) к стоякам. Канализационные  стояки монтируются из раструбных труб, которые выполняют из чугуна, асбестоцемента или пластмасс. При стыковании прямой конец трубы вставляют в раструб, а стык герметизируют. Выше чердачного перекрытия канализационный стояк  продолжается как вытяжная труба, выходящая  выше покрытия и исключающая попадание  газов в помещения. Диаметр вытяжной трубы назначают больше диаметра стояка. Отвод канализационных вод  из стояка за пределы здания (выпуск) проектируют из чугунных труб. Выпуск присоединяют к смотровому канализационному колодцу.

Рис. 3 Внутренняя канализация и внутренний водосток в гражданском здании

1 — приемники сточных вод; 2 —  отводные трубы; 3 — канализационный  стояк; 4 — вытяжная вентиляционная  труба; 5 — гидравлический затвор; в — выпуск; 7 — дворовая сеть; 8 — смотровой канализационный  колодец; 9 — зазор в кладке  фундамента на величину осадки  здания; 10 — водосточная   воронка; 11 — стояк внутреннего водостока.

 

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 № 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 дождевых 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.

Полураздельная 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.