Водовідвідні системи та споруди стор 1

Водовідвідні системи та споруди (стор. 1)

Водовідвідні системи та споруди

Економічне і екологічне значення систем водовідведення

Стічні води утворюються при використанні природного або водопровідної води для побутових цілей і технологічних процесів промислових підприємств. До стічних вод відносяться також атмосферні опади - дощові і талі води, що випадають на територіях міст, населених місць і промислових підприємств. Стічними водами також є підземні води, які добувають із шахт при видобутку корисних копалин. Такі води є джерелом різних захворювань і поширення епідемій.

Системи водовідведення усувають негативні наслідки впливу стічних вод на навколишнє природне середовище. Після очищення стічні води зазвичай скидаються у водойми. Найбільш досконалими системами є замкнуті системи водовідведення, що забезпечують очищення стічної води до якості, при якому можливе повторне використання води в промисловості або сільському господарстві.

Системи водовідведення тісно пов`язані з системами водопостачання. Без водовідведення неможливо будувати будівлі висотою більше 2-3 поверхів. Споживання і відведення води від кожного санітарного приладу, квартири і будинки без обмеження забезпечують високі санітарно-епідеміологічні та комфортні умови життя людей. Тільки сучасні сплавні системи водовідведення дозволили людям обладнати свої квартири не тільки раковинами для миття посуду і умивальниками, але і ваннами з використанням гарячої води.

Крім цього, постійне зростання і розвиток промисловості призвело до зростання обсягів виробничих стічних вод і ступеня їх забрудненості. Правильно запроектовані і побудовані системи відведення стоків при нормальній експлуатації дозволяють своєчасно відводити величезні кількості стічних вод, не допускаючи аварійних ситуацій зі скиданням стоку у водойми. Це, в свою чергу, дозволяє значно знизити витрати на охорону навколишнього середовища і уникнути її катастрофічного забруднення.

Історія, перспективи та шляхи розвитку систем водовідведення

Ще найдавніші поселення, наприклад, в Індії, мали споруди для відводу стічних вод. При розкопках в Межиріччі були виявлені каналізаційні канали, викладені з обпаленої цегли, обмазані бітумом. Аналогічні споруди були виявлені також у ассірійців.

Для грецьких міст був характерний високий рівень благоустрою і комфорту. Санітарний стан міських площ, вулиць і дворів забезпечувалося добре організованою системою водостоків. обкладених каменем і перекритих плитами. В Афінах був прокладений каналізаційний канал, прокладений через все місто, причому спочатку це була невелика річка, яка була перетворена в канал шириною до 4,2 м. У містах призначалися спеціальні посадові особи - астином. які стежили за санітарним станом міста.

Ще більшим умінням будувати інженерні споруди відрізнялися древні римляни. Велике споживання води в Стародавньому Римі призводило до утворення великого обсягу стічних вод. Для відведення цих вод в річку Тибр використовувалися струмки, перероблені в каналізаційні канали. Так виникла, наприклад, відома "клоака максима" - великий стічний канал, споруджений в IV столітті і проіснував до 1900 року.

В період середньовіччя в більшості європейських міст каналізація майже начисто була відсутня. Вулиці були брукованими, в вибоїнах, постійно покритими брудом і нечистотами. Відведення побутових стічних вод не забезпечено, вони виливалися прямо з вікон.

Інтенсивне будівництво каналізації почалося в Європі лише в XIX столітті. Це пов`язано перш за все з розвитком водопроводу і зростанням міського населення, що поставило необхідність: по-перше, централізованого відведення великої кількості утворюються стічних вод, по-друге, очищення цих стоків перед їх скиданням у водойми, т. К. Без очищення стоки сильно забруднювали вододжерела, з яких забиралася вода для водопостачання.

Найбільший обсяг будівництво каналізації отримало в найбільш передовою країні того часу - Англії. До 1883 року в Англії мало вчинені каналізаційні системи були в 50 містах. Значно пізніше почалося будівництво каналізації в Німеччині (Гамбург - з 1843 р Берлін - з 1873 г.), до 1870 року в ній налічувалося понад 50 великих міст, що мають каналізацію. Повільно розвивалося каналізування міст Франції, хоча каналізування самого Парижа було розпочато ще в другій половині XIV століття. Далі швидким темпом йшло будівництво каналізації міст США - до 1902 року було каналізовано близько 1000 міст.

У Росії перші відомі підземні канали для відведення стічних вод були побудовані ще в XIV столітті (Новгород, Московський Кремль). У XVII столітті в Кремлі з`явився перший напірний водопровід і тут же будується система відкритих і закритих водовідвідних каналів для відведення господарських, промислових і атмосферних стоків.

В середині XVIII століття в Петербурзі почалося широке застосування каналів, в тому числі великих для відводу атмосферних вод. У ці канали надходили і побутові стоки. У 1832 р протяжність водостоків Петербурга становила вже 95 км. і перевищувала протяжність мереж Парижа.

В кінці XVIII ст. в Москві була влаштована система водостічних каналів з відстоюванням осаду, який використовувався для добрива. Самопливний і Неглинної канали після 1812 р були перекриті склепіннями, над Неглинна (довжина 3 км) було влаштовано Кольоровий бульвар.

Будівництво каналізації в інших містах Росії розвивається в зв`язку з різким зростанням водоспоживання, подорожчанням вивезення нечистот, катастрофічним забрудненням великих населених центрів і величезним розвитком епідемій.

Перша технічна література в Росії, присвячена дренажним трубах, вигріб і водостоках виходить у світ в рр. У Петербурзі в цей час ведеться велика робота в порівнянні різних систем каналізації. Практично у всіх містах будується общесплавная система каналізації, коли в одну систему трубопроводів скидаються побутові, виробничі та атмосферні стоки.

Каналізація з`являється в Ялті, Феодосії (1840 г.), Одесі та Тифлісі (1874 г.), Царському Селі (1880 р), Ростові-на-Дону і Києві (1893 г.), Москві (1898 г.), Саратові та Севастополі (1910 г.), Харкові (1914 г.), Нижньому Новгороді (1916 г.).

Велике значення в становленні каналізації в Росії мали Російські водопровідні з`їзди. Уже на другому з`їзді в 1895 р були зроблені три доповіді по каналізації. А в тому році каналізаційні системи були тільки в чотирьох містах Російської імперії - Києві, Варшаві, Одесі та Ялті. Четвертий з`їзд в 1897 р прийняв постанову, яка звертає увагу міст на необхідність з облаштуванням водопроводів завжди мати на увазі і пристрій каналізації.

До 1922 року в Росії каналізація була влаштована тільки в 22-х містах. У 1932 р були розроблені проекти каналізації для таких міст, як Казань, Калуга, Краснодар, Ленінград, Орел, Тула, Твер, Чебоксари.

На сьогоднішній день охоплення населення міст і селищ централізованим водопостачанням складає 98%, а каналізацією - близько 75%. Ще не мають водопроводу кілька малих міст і близько 30 селищ, а каналізація відсутня в 900 населених пунктах.

В останні роки в Росії прийняті нові закони: "Про охорону навколишнього природного середовища" (19.12.91 р) і "Про основи містобудування в Російській Федерації" (14.07.92 р), в яких сформульовано ряд вимог, що стосуються також і створення систем водовідведення.

На думку академіка Яковлєва С. В. рівень вітчизняних і зарубіжних розробок приблизно однаковий. Однак впровадження розроблених споруд в Росії йде надзвичайно повільно.

Найважливіші проблеми систем водовідведення, які належить вирішити в найближчі роки:

· Ліквідація наявної диспропорції в розвитку міського водопостачання і каналізації;

· Пристрій каналізації в малих населених пунктах, які не мають, як правило, кваліфікованих фахівців, матеріальної бази і достатніх коштів;

· Підвищення якості будівництва нових водовідвідних мереж і реконструкція вже існуючих;

· Зниження матеріаломісткості і трудовитрат при будівництві систем водовідведення.

Стічні води, їх склад, класифікація

Стічні води від населених місць і промислових підприємств можуть бути класифіковані за трьома ознаками:

· За місцем освіти;

· По виду містяться в стоках речовин;

· По фазово-дисперсному станом забруднень.

За місцем освіти стічні води можуть бути:

Побутові - від раковин, унітазів, ванн та ін. Джерел стоків, встановлених в житлових, громадських, комунальних і промислових будівлях.

Виробничі - стоки, що утворюються при використанні води для різних технологічних процесів виробництва.

Атмосферні - утворюються на поверхні проїздів, площ і дахів будівель при випаданні опадів. До цієї категорії відносяться дощові і талі стоки, а також води від поливання вулиць (поливомийні).

Всі категорії стічних вод в тій чи іншій мірі містять забруднення, вид і склад яких дозволяє ділити стоки по виду містяться в них речовин. Розрізняють три наступні основні групи забруднень:

Мінеральні забруднення. До них відносяться: пісок, глинисті частки, частки руди, шлаку, розчинні неорганічні солі, кислоти і луги.

Органічні забруднення. Можуть бути розділені на забруднення рослинного походження, в яких переважає хімічний елемент вуглець (залишки овочів, плодів і т. Д.) І тваринного походження, в яких переважає азот (фізіологічні виділення, залишки живих тканин і т. Д.). У побутових стоках міститься приблизно 60% забруднень органічного походжу-дення і 40% мінерального. Органічні забруднення є сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів, тому в стоках міститься ще один, третій вид забруднень:

Біологічні забруднення. До цієї категорії відносяться бактерії, дріжджові і плісняві грибки, яйця гельмінтів і віруси.

За фазово-дисперсному станом все забруднення діляться за ступенем дисперсності (т. Е. Измельченности) на:

Розчинені речовини, що складаються з молекулярно-дисперсних частинок, розміром не більше 0,01 мкм (10-8 м).

Колоїдні речовини - частинки розміром від 0,01 до 0,1 мкм.

Нерозчинені домішки, розмір часток яких становить більше ніж 0,1 мм. У свою чергу ці домішки діляться на спливаючі, осідають і зважені речовини.

Виробничі стічні води діляться на умовно-чисті. які використовувалися переважно на охолодження і майже не забруднені, і забруднені. Остання категорія може бути розділена на три групи стоків, що містять:

· Переважно мінеральні речовини;

· Переважно органічні речовини;

· Органічні, отруйні речовини.

Залежно від сконцентрованості виробничі стічні води можуть бути висококонцентрованими і слабоконцентрірованних. за значенням показника pH стоки діляться на малоагрессівних (в тому числі слабокислі і слабощелочние) і високоагресивних (сильнокислі і Сильно).

Узагальнені показники забрудненості стічних вод

Для характеристики забруднення стічних вод використовують т. Н. сумарні або групові показники. Ці показники характеризують певні властивості води без ідентифікації окремих речовин. Ось деякі найважливіші показники забрудненості:

Зважені речовини - кількість домішок, яке затримується на паперовому фільтрі при фільтруванні проби

Осідають речовини - частина зважених речовин, які осідають на дно відстійного циліндра за 2 години відстоювання. В середньому в побутові стоки надходить 65 гр. зважених і 30 ... 35 гр. осідають речовин на людину в добу.

Сухий залишок - кількість забруднень, що залишається після випарювання проби при 105оС.

Біохімічна потреба в кисні (БПК) - кількість кисню, яка споживається аеробними мікроорганізмами в процесі життєдіяльності для окислення органічних речовин, що містяться в стічній воді. Цей показник характеризує вміст органіки, яка може бути видалена методом біологічної очистки, наприклад, за допомогою активного мулу в аеротенках.

Хімічна потреба в кисні (ХПК) - кількість кисню, необхідне для окислення вуглецю органічних сполук водню. азоту і сірки, що містяться в стічній воді.

Концентрація іонів водню - виражається величиною pH (негативний десятковий логарифм молярної концентрації іонів водню). Середовище вважається кислою при pH < 7> 7. Міські стоки зазвичай мають слобощелочную реакцію середовища pH = 7,2 ... 7,8.

Коли-титр - найменшу кількість води, в якому міститься 1 кишкова паличка роду Escherichia Coli. Цей показник побічно характеризує зараженість води патогенними мікроорганізмами.

Системи водовідведення населених пунктів

Система водовідведення міста - комплекс споруд, призначений для прийому і відведення стічних вод усіх категорій. Видалення стічних вод за межі населених пунктів і промислових підприємств здійснюється, як правило, самопливом по трубах і каналах, тому їх прокладають з ухилом. У сучасних містах влаштовують централізовану систему водовідведення, що складається з внутрішніх і зовнішніх водовідвідних мереж, насосних станцій та очисних споруд.

Виділяють три основні системи водовідведення:

1. Загальносплавна система має одну водовідвідну мережу, призначену для відведення стічних всіх видів: побутових, виробничих і дощових.

Під час сильних дощів частина суміші виробничо-побутового і дощового стоку скидається у водний потік через лівнеспускі.

2. Роздільна система водовідведення буває повною і неповною. Повна роздільна система водовідведення має дві закриті водовідвідні мережі, одна - для відведення побутових і виробничих стоків, друга - для відведення дощових стічних вод. Неповна роздільна система відрізняється від повної тим, що дощові стоки відводяться відкритою мережею, тобто вуличними лотками, кюветами і канавами.

Дощові стічні води можуть відводитися у водойму як без очищення, так і з очищенням

3. Полураздельная система водовідведення має дві водовідвідні мережі - виробничо-побутову та дощову. У місцях перетину цих мереж влаштовують розділові камери, призначення яких полягає в тому, щоб скидати у водоймище під час сильних дощів надлишкову частина стоку. Таким чином, в виробничо-побутову мережу через розділові камери надходить тільки найбільш забруднена частина зливових стічних вод.

Крім цих основних систем, в деяких містах може бути ще одна.

Комбінована система водовідведення - це така система, при якій населений пункт в одній частині обладнаний общесплавной системою, а в іншій - повної роздільної. Такі системи складаються історично в країнах, що розвиваються містах.