Особливості обладнання та споруд каналізаційних мереж

  Споруди на каналізаційній мережі

На каналізаційних мережах споруджують колодязі й камери.

Колодязі за своїм призначенням можуть бути оглядовими, сполучними, поворотними, перепадними і промивними. Їх встановлюють: у місцях зміни ді­аметрів, ухилів, напряму, приєднання притоків, при влаштуванні перепадів.

Між колодязями каналізаційні лінії слід прокладати прямолінійними.

Розрахункова швидкість руху стічної рідини має бути такою, щоб зростала за течією. Зменшення розрахункової швидкості (але не менше мінімальної) до­пускається лише після перепадних колодязів.

Розрахункова швидкість руху стічної рідини у бокових приєднаннях по­винна бути менше, ніж в основному колекторі.

Камери споруджують на всіх системах каналізації в місцях з'єднання декі­лькох каналізаційних ліній великих діаметрів в один колектор. Камери із збір­ного залізобетону можуть бути круглими й прямокутними.

Повороти в колодязях і камерах здійснюють за плавними кривими радіу­сом не менше трьох діаметрів труби найбільшого розміру і, як виняток за об­межених умов, - не менше двох діаметрів. Повороти колекторів діаметром або висотою від 1,2 м і більше дозволяється влаштовувати поза оглядовими колодя­зями за кривими з радіусом, рівним не менше п'яти діаметрам або п'ятикратній ширині каналу, з установкою оглядових колодязів на початку і в кінці.

Кут між приєднуваною і відвідною трубою повинен бути не менше 90^о, оскільки круті повороти потоків у колодязях створюють додаткові місцеві опо­ри.

У колодязях труби з'єднують за допомогою відкритих лотків, виконаних за плавними кривими.

При перетині каналізаційних колекторів з господарсько-питним водопро­водом останній прокладають вище каналізаційних на 0,4 м по вертикалі в світ­лі. Коли неможливо дотримати цю вимогу і доводиться прокладати водопровід нижче за каналізаційний колектор, для водопроводу застосовують сталеві, а для колектора - чавунні труби. Можна також прокласти водопровід у захисному футлярі завдовжки не менше 5 м в кожну сторону від перетину в глинистих грунтах і 10 м в тих, що фільтрують, причому каналізаційна труба на цій ділян­ці повинна бути металевою.

Труби і колектори

До каналізаційних труб і каналів ставлять вимоги щодо:

  міцності;

 водонепроникності;

 нестираності;

 хімічної стійкості;

 гідравлічної гладкості;

термостійкості.

Матеріал труб вибирають з урахуванням призначення колекторів, складу і властивостей стічних вод і місцевих умов. Широке застосування одержали труби:

■ керамічні;

■ бетонні;

■ залізобетонні зі заздалегідь напруженою арматурою;

■ із залізобетонних блоків;

■ азбестоцементні,

■ чавунні;

■ пластмасові;

■ сталеві цільнопротягнуті і електрозварювані;

■ скляні та ін.

Перераховані види матеріалів труб і каналів можна застосовувати для від­ведення звичайних побутових і виробничих стічних вод, нейтральних (з рН=7) і слабколужних (з рН=8-10). При слабкокислих стоках (з рН=5-6) можна застосо­вувати керамічні й асбестоцементні безнапірні, для стічних вод середньо- і си-льнокислотних (з рН=5-3 і рН=3-2) - кислототривкі керамічні, фаолітові, поліе­тиленові, вініпластові, скляні; при рН=4-10 і температурі стоків до 60^оС - фао­літові або поліпропіленові труби.

Для напірних каналізаційних колекторів застосовують чавунні, сталеві, за­лізобетонні, азбестоцементні труби. Чавунні труби застосовують у випадках, коли мають місце великі зовнішні навантаження, а також в районах обвалів і в зонах санітарної охорони. Сталеві труби використовують в районах з сейсміч­ністю понад 7 балів. Канали і колектори великих перетинів споруджують із за­лізобетонних блоків заводського виготовлення, цегли підвищеної якості і міц­ності.

В інженерній практиці застосовують два методи з 'єднання труб: «шелига в шелигу» і «за рівнями води». На рис. 5.2, а показані схеми з'єднання тру­бопроводів однакового діаметра. При з'єд­нанні трубопроводів «шелига в шелигу» поєднуються верхні ча­стини зводів труб, названі шелигами. Якщо з'єднання труб виконують «за рів­нями води» (рис. 5.2, б), то поєднуються по висоті розрахункові рівні води. Найбільш поширеною є думка про необхідність з'єднання трубопроводів одна­кового діаметра «за рівнями води», а різного діаметра - «шелига в шелигу».

а)                                                              б)

Рис. 5.2 - Схеми з'єднання каналізаційних труб: а - шелига в шелигу; б - за рівнями води

Глибина залягання вуличної каналізаційної мережі залежить від наступ­них умов:

1) виключення промерзання труб;

2) виключення руйнування труб під дією зовнішніх навантажень;

3) забезпечення приєднання до трубопроводів внутрішньоквартальних ме­реж і бічних гілок.

Для нормальної експлуатації каналізаційної мережі з метою забезпечен­ня безперебійності її роботи необхідно проводити систему заходів, основні з яких такі:

• профілактична (попереджувальна) промивка і прочищення мережі від осадів;

• усунення випадкових засмічень труб і каналів;

• своєчасний поточний і капітальний ремонти мережі й ліквідація аварій;

• нагляд за виконанням робіт і прийом в експлуатацію знов укладених ву­личних і дворових мереж;

• оберігання підвальних приміщень від затоплення;

• контроль за дотриманням правил техніки безпеки.

У надводній частині перетину каналізаційних труб накопичуються гази (сірководень, метан, вуглекислий газ та ін.), що виділяються із стічних вод, ви­кликають газову корозію труб та стиків і забруднюють повітря в мережі. Пари бензину, що виділяються із стічних вод, в суміші з азотом повітря дають вибу­хову суміш. Для видалення газів з каналізаційної мережі установлюють прип­ливно-витяжну вентиляцію. Зміна повітря і видалення газів відбуваються за рахунок різниці теплого (всередині будинку) і холодного (зовнішнього) повіт­ря. Тепле повітря йде через верхню вентиляційну частину каналізаційних стоя­ків будівель, а свіже поступає через нещільність з'єднань люків оглядових ко­лодязів або через спеціально влаштовувані тумби приточування. Тумби розта­шовують у перепадних колодязях і на ділянках мережі з глибоким заляганням від поверхні землі. Особливу актуальність вентиляційні тумби мають в умовах жаркого клімату.

Найбільше дії агресивних газів, стічних і підземних вод (корозії) підда­ються бетонні й залізобетонні труби, колектори й споруди. Для захисту бето­ну від корозії можна вживати наступні заходи:

3 застосовувати цементи, що не піддаються корозії; 3 збільшувати щільність і водонепроникність стінок труб; 3 покривати бетонні поверхні ізоляцією (жорсткою - цементна штукатур­ка, облицювання керамічними або пластмасовими плитами або цеглиною, або бітумною - обмазувальною, пластичною (бітумні мастики) або оклеювальною (рубероїд, пергамін)).

3. Порядок проектування системи водовідведення населеного пункту При проектуванні каналізаційної мережі визначають басейни каналізуван­ня, проводять трасування мережі, призначають початкову глибину закладення труб, визначають розрахункові витрати для ділянок мережі, проводять гідравлі­чний розрахунок і конструювання мережі, складають поздовжні профілі і прое­ктують споруди на каналізаційній мережі.

Деякі особливості етапів проектування каналізаційної мережі визначені нижче:

1) Розробку схем водовідвідних мереж починають після визначення (хоча б орієнтовно) місця розташування очисних споруд, до яких повинне забезпечува­тися транспортування стічних вод.

2) Далі обслуговуваний об'єкт розбивають на басейни водовідведення. З урахуванням розташування горизонталей на генплані проводять лінії вододілів. При продовженні їх до взаємного перетину і перетину з межами обслуговува­ного об'єкту можна орієнтовно визначити число басейнів водовідведення та їх межі.

3) Складання схеми водовідвідної мережі доцільно починати з трасування колекторів басейнів водовідведення. Їх розташовують за найнижчим місцем ба­сейну. Трасування колектора повинне співпадати з ухилом поверхні землі. Ко­лектори басейнів завершують виходом до водоймища або за межі об'єкта водо-відведення.

4) Виконують трасування головного колектора, завдання якого - прийняти й відвести воду від колекторів басейнів до очисних споруд. Часто він розташову­ється уздовж річки - по берегу її. Оскільки очисні споруди знаходяться внизу за течією річки відносно обслуговуваного об'єкта, то й напрям трасування голов­ного колектора, як правило, співпадає з напрямом перебігу води в річці. У цьо­му напрямі звичайно спостерігається і ухил поверхні землі.

5) Якщо немає можливості самопливного відведення води колектором ба­сейну водовідведення в головний колектор, у схемі мережі передбачають насо­сну станцію. Орієнтовно визначають її місце, яке остаточно уточнюють після завершення гідравлічного розрахунку й побудови поздовжнього профілю коле­ктору.

Самопливне відведення води головним колектором до очисних споруд мож­ливе порівняно рідко, лише тоді, коли є великий ухил поверхні землі або вели­кий перепад між відмітками поверхні землі в місті й на майданчику очисних споруд. За відсутності можливості самопливного відведення води до очисних споруд місце насосних станцій визначають орієнтовно. Їх слід розташовувати або в різко виражених знижених місцях на трасі головного колектора, або в кі­нцевій частині його. У ряді випадків насосні станції розташовують в межах очисних станцій, що спрощує їх експлуатацію.

6) Подальший важливий етап складання схеми - трасування вуличних тру­бопроводів. Місце їх розташування визначається необхідністю прийому і відве­дення води від кожного кварталу забудови. Принцип їх трасування диктується необхідністю забезпечення найменшого заглиблення внутрішньоквартальних мереж і вуличних трубопроводів і залежить від рельєфу місцевості та розмірів кварталів.

7) Виконують гідравлічний розрахунок водовідвідної мережі, основою якого є складена схема. За підсумками розрахунку будують поздовжні профілі колек­торів і вуличних трубопроводів.

Слід відзначити, що для обслуговуваного об'єкту можуть бути складені де­кілька технічних проектів, оптимальний з яких буде вибраний після складання техніко-економічного обгрунтування.

4.     Умови прийому стічних вод у каналізаційну мережу міста

Для забезпечення нормальної експлуатації каналізаційних мереж різного призначення, а також оберігання від передчасного руйнування від дії різних ре­човин, що шкідливо впливають на матеріал труб і колодязів, прийом стічних вод у каналізацію проводять з дотриманням ряду вимог, які встановлюють «Правила випуску води і прийому стічних вод підприємствами комунального водопостачання і водовідведення». Ці вимоги враховують:

1) особливості влаштування водовідвідних споруд;

2) особливості роботи водовідвідних мереж;

3) застосовувані методи очищення стічних вод;

4) можливість подальшого використання очищених стічних вод та осадів, що утворюються під час очищення вод.

Взагалі виробничі стічні води в суспільну і побутову каналізацію прийма­ють тільки в тих випадках, коли це не порушує роботи мережі і очисних споруд міської каналізації. Якщо у виробничих стічних водах знаходяться мінеральні забруднення, випуск їх в міську мережу каналізації недоцільний.

Виробничі стічні води, що скидаються в міську каналізаційну мережу і піддаються очищенню спільно з побутовими, не повинні містити:

О - речовин, які здатні засмічувати труби каналізаційних мереж або відклада­тися на їх стінках;

О - більше 500 мг/л завислих домішок і спливаючих речовин мінерального і органічного походження, які можуть засмітити мережу;

О - великої кількості кислот і лугів, що мають корозуючу дію на матеріал труб і споруди міської каналізації (найчастіше це бетон і залізобетон);

О - нафти, бензину, бензолу, газоліну, керосину, пари яких вибухонебезпечні;

О - шкідливих речовин в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод або заважають скиданню їх у водойми;

О - токсичних й радіоактивних речовини, збудників інфекційних захворю­вань і речовин, для яких не встановлені гранично-допустимі концентрації (ГДК);

О - температура стічних вод не повинна перевищувати 40°С;

О - рН суміші стічних вод має бути в межах 6,5-9. Стічні води, що не задовольняють вказаним вимогам, повинні бути підго­товлені до скидання в міську каналізацію. Для цього їх піддають попередньому локальному очищенню на очисних установках у цехах або на заводських очис­них спорудах.

Скидання промислових стічних вод у міську систему водовідведення має здійснюватися рівномірно протягом доби.

5.     Умови скидання очищених стічних вод у водні об 'єкти

Скидання стічних вод у водойми є одним з видів водокористування і здій­снюється відповідно до дозволу, який видають місцеві органи екологічної без­пеки (районні й міські управління екології Мінекології України).

Умови скидання стічних вод у водні об'єкти регламентуються норматив­ними актами й правилами, а саме Законом України "Про охорону навколишньо­го природного середовища", " Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами" і "Правилами санітарної охорони прибережних районів морів". Правила містять загальні вимоги до складу й властивостей води (після скидання в неї стічних вод) у водних об'єктах. Всі ці вимоги повинні виконува­тись при проектуванні скидання стічних вод у водойми. Після скидання стічних вод допускається деяке погіршення якості води у водоймах, але це не може впливати на їх життєдіяльність і можливість подальшого використання водоймів як джерела водопостачання, риборозведення, відпочинку.

Відведення стічних вод у водойми регламентується нормами гранично­допустимого скидання (ГДС) забруднюючих речовин.

Встановлені нормативи якості води для водоймів господарсько-питного, комунально-побутового й рибогосподарського призначення.

Нормативи якості води водоймів господарсько-питного і комунально-побутового водокористування мають задовольняти певні вимоги. У воді водойм (після змішування зі стічною водою), відібраній до 12 год. дня, кількість розчи­неного кисню має бути не менше 4 мг/дм³ у будь-який період року. Повне біо­хімічне споживання кисню (БСК) за 20°С становить близько 3 мг О₂/дм³.

Вміст завислих речовин після скидання стічних вод не може збільшуватися більш ніж на 0,25 мг/дм³, вода - не мати запахів і присмаків інтенсивністю по­над 2 бали, для морів - 3 бали; не змінювати забарвлення у стовпчику води за­ввишки 20 см; рН води має бути в межах 6,5-8,5; не містити отруйних речовин у концентраціях, які б могли прямо чи опосередковано вплинути на здоров'я населення. Крім того, у стічних водах не повинні міститися мінеральні масла та інші речовини у кількостях, здатних утворювати на поверхні водойми плівки, плями й скупчення, а також збудники хвороб.

Способи знезараження біологічно очищених стічних вод мають забезпечу­вати колі-індекс не більше ніж 1000 за вмістом залишкового хлору не менше ніж 1,5 мг/дм³. Мінеральний склад води не повинен перевищувати згідно з нор­мами щільного залишку 1000 мг/дм³, у тому числі хлоридів 350, сульфатів 500 мг/дм³. Температура води у водоймі після скидання стічних вод не повинна пі­двищуватися влітку більше ніж на 3°С порівняно із середньомісячною темпера­турою води найспекотнішого місяця за останні 10 років.

Усі природні водойми мають здатність до самоочищення, під яким розу­міють сукупність біохімічних, фізико-хімічних та гідродинамічних (розбавлен­ня) процесів, що зумовлюють зниження концентрації (або повне видалення) за­бруднюючих речовин у воді водойми, що потрапили туди із стічними водами чи іншим шляхом, і повернення якості води до первісного стану. До процесів самоочищення можуть бути віднесені: сорбція розчинених сполук планктоном і донними відкладеннями, агломерація і осідання частинок, взаємодії лугів та ки­слот з гідрокарбонатними речовинами водойми, дегазація легколетких речовин, розбавлення забрудненого потоку чистими потоками водойми тощо.

Однак здатність водойми до самоочищення має свої межі. Значні обсяги скидів стічних вод, наявність у них токсичних для водних біоценозів речовин та інші причини перешкоджають процесам самоочищення, тому скидання стічних вод у водойми здійснюють тільки за умови виконання вимог, встановлених для цих водоймів.

Контрольні запитання:

1. Які умови вибору схеми каналізаційної мережі?

2. Назвіть схеми водовідвідних мереж населеного пункту, дайте їх коротку характеристику?

3. Накресліть та охарактеризуйте перпендикулярну схему каналізаційної мережі.

4. Накресліть та охарактеризуйте пересічену схему каналізаційної мережі.

5. Накресліть та охарактеризуйте паралельну схему каналізаційної мережі.

6. Накресліть та охарактеризуйте радіальну схему каналізаційної мережі.

7. Накресліть та охарактеризуйте зонну схему каналізаційної мережі.

8. Який режим руху стічних вод у водовідвідних мережах?

9. За якою послідовністю здійснюють складання проекту каналізаційної ме­режі?

10.Від чого залежить глибина прокладання водовідвідних труб?

11.Для чого необхідно забезпечувати вентиляцію у каналізаційних трубоп­роводах та спорудах?

12.Для чого необхідно забезпечувати захист від корозії внутрішньої поверх­ні каналізаційних трубопроводів та споруд?

13.Які матеріали застосовують для виготовлення труб каналізаційної мере­жі?

14.Які вимоги ставлять до стічних вод у разі скидання їх у міську систему водовідведення?

15.Які стічні води забороняється скидати у міські системи водовідведення?

16.  З якою метою проводять локальне очищення промислових стічних вод?
17.Які вимоги ставлять до стічних вод у разі скидання їх до водоймища?

18.Який вплив можуть вчинити недостатньо очищені стічні води в разі ски­дання їх до водоймища?