Системы канализации. Классификация сточных вод

Водоотведение

В процессе деятельности человека, природных процессов возникают загрязненные воды, представляющие опасность для жизнедеятельности человека, безопасности производственных процессов, природных и антропогенных объектов. Сточной жидкостью называются воды, которые в процессе использования получили дополнительные загрязнения, изменившие их состав или физические свойства, а также 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:

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

2. производственные (от различных технологических процессов промпредприятий);

3. атмосферные (дождевые; талые).

Состав загрязнений сточных вод имеет важное значение при проектировании систем их отведения и выборе схемы 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/м³. Концентрация зависит от:

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

2. характера производства, вида выпускаемой продукции, особенности технологического процесса производства (для производственных сточных вод);

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

Система канализации представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивающих:

1. прием сточных вод всех видов в местах их образований;

2. транспортировку сточных вод на очистные сооружения;

3. очистку и обеззараживание сточных вод;

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

5. выпуска 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 преимущественно 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.

В настоящее время применяются следующие системы: общесплавная, раздельная (полная, неполная), полураздельная, комбинированная.

При общесплавной системе канализации (рис. 2.1, а) 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.

При неполной раздельной системе (рис. 2.1, б), 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.

При полной раздельной системе (рис. 2.1, в) 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.

При полураздельной системе устраиваются те же сети, что и при полной раздельной системе, но на производственно-дождевой сети 9 устанавливают специальные устройства – водосбросные камеры 11 (рис. 2.1, г), позволяющие перепускать дождевые воды (при малых расходах), а также наиболее загрязненные первые порции дождя в сеть 7 для производственно-бытовых вод, а при интенсивных ливнях сбрасывать их непосредственно в водоем без очистки. При такой системе сеть 7 необходимо прокладывать ниже производственно-дождевой, чтобы обеспечить прием загрязненных дождевых вод.

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

Рис. 2.1. Системы канализации городов:

1 – промпредприятия (П); 2 – жилые и административные здания (Ж); 3 – очистные сооружения (О.С.); 4 – местные очистные сооружения на промпредприятиях (МО); 5 – выпуск сточных вод в водоем; 6 – река; 7 – коллектор хозяйственно-бытовой канализации; 8 – ливнеспуск; 9 – трубопровод производственно-дождевой сета; 10 – лотки; 11 – водосборная камера

Наружная канализационная сеть состоит из разветвленной сети подземных труб и каналов, отводящих сточные воды самотеком к насосным станциям или на очистные сооружения. На рис. 2.3. представлены объекты канализования, от которых отводятся сточные воды, и указаны места прокладки канализационных сетей.

Рис. 2.2. Элементы наружной канализации