Водоотведения

Системы водоотведения

Ежедневно в крупных городах образуется значительный объем сточных вод. Бытовые стоки, использованная в производственных процессах вода, а также атмосферные осадки собираются централизованной системой водоотведения и подаются на городские очистные сооружения, где происходит их очистка до установленных санитарными нормами показателей.

После очистки сточные воды сбрасываются в природные водоемы, поэтому бесперебойная работа очистных сооружений имеет очень важное значение. При снижении пропускной способности либо выходе из строя очистных сооружений неочищенные стоки из канализационной системы могут попадать в водоемы, нарушая их экосистему и вызывая опасное загрязнение воды.

Учитывая все возрастающие объемы промышленного производства и быстро увеличивающееся население городов, особую важность приобретает эффективное и безопасное для окружающей природной среды водоотведение.

Современная система отвода сточных вод представляет собой сложный комплекс оборудования, гидротехнических сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающий прием стоков, их транспортировку к очистным сооружениям, разделение сточных вод по категориям, их необходимую очистку и санитарную обработку, после которой очищенные стоки могут сбрасываться в открытые природные водоемы. С этой целью в пределах каждого объекта (отдельного жилого дома либо промышленного предприятия, городского квартала, микрорайона, населенного пункта) устраивается локальная система канализации, состоящая из трубопроводов и коллекторов, по которым самотеком либо при помощи насосных установок транспортируются сточные воды.

Система водоотведения состоит из следующих основных компонентов:

• Внутренние системы канализации зданий, включающие сантехническое оборудование, приборы и отводящие трубопроводы;
• Внутриквартальные водоотводящие сети;
• Наружные сети водоотведения;
• Наружные канализационные сети;
• Резервуары аварийно-регулирующие;
• Напорные трубопроводы для стоков;
• Насосные установки и станции для очистки стоков;
• Системы аварийного сброса неочищенных стоков.

Применяемые системы водоотведения можно условно разделить на четыре типа:

• Система общесплавного типа, в которой все виды стоков сбрасываются в единую сеть водоотвода. Поскольку в общую магистраль сбрасываются бытовые, промышленные и дождевые стоки, на случай выпадения большого количества атмосферных осадков необходимо предусматривать особую ливневую канализацию, рассчитанную на пропуск значительного объема стоков.
• Система раздельного типа бывает полной либо неполной. Раздельная полная система обычно включает две обособленные сети водоотведения закрытого типа, из которых одна предназначена для транспортировки производственно-бытовых сточных вод, а вторая работает только с ливневыми стоками. Неполная система отличается способом отвода атмосферных стоков, для которых могут устраиваться открытые канавы, лотки и кюветы. В зависимости от степени загрязненности дождевые воды могут сбрасываться в открытые водные источники с предварительной очисткой либо без подобной процедуры.
• Система полураздельного типа также состоит из двух сетей водоотведения – производственно-бытовой и ливневой, в местах пересечения которых устраивают разделительные камеры. Они предназначены для сброса избыточного объема стоков во время интенсивных осадков. При использовании подобной схемы водоотведения при пиковой нагрузке в производственно-бытовую канализационную сеть попадает наиболее объемная и самая загрязненная часть дождевых стоков.
• В больших городах иногда применяется комбинированная схема отвода сточных вод, при которой одна часть населенного пункта может обслуживаться системой общесплавного типа, а в другой устраивается раздельная система. Чаще всего комбинированные системы образуются при расширении территории города, когда новые микрорайоны со своими обособленными системами водоотведения присоединяются к существующей застройке центра.

Виды трубопроводов для систем водоотведения

Сеть трубопроводов является основой любой системы канализации, без которой невозможно ее функционирование. От характеристик труб зависит надежность всей системы и срок ее эксплуатации, поэтому при подборе трубопроводов необходимо учитывать объемы и химический состав сточных вод, их температуру, а также грунтовые условия при прокладке труб и особенности эксплуатации системы.

Долгие годы чугунные трубопроводы практически не имели альтернативы в сетях водоотведения. Они отличаются стойкостью к воздействию высоких температур, повышенной прочностью и длительным сроком эксплуатации. Однако трубы из чугуна имеют шероховатую внутреннюю поверхность, на которой быстро образуются различные отложения, снижающие их пропускную способность. К тому же трубопроводы из чугуна стоят довольно дорого и трудоемки в монтаже из-за большого веса. В настоящее время чугунные трубы активно вытесняются полимерными и их применяют лишь в особых случаях, когда использование полимерных трубопроводов по каким-либо причинам невозможно.

В наши дни большой популярностью пользуются трубы из поливинилхлорида – жесткого полимера

со сложной структурой молекул. Благодаря низкому тепловому расширению, механической прочности и стойкости к воздействию UF-излучения ПВХ трубопроводы все чаще применяют в системах водоотведения. Основным недостатком поливинилхлорида является высокая хрупкость при отрицательной температуре, что значительно осложняет выполнение монтажа или ремонтных работ зимой. Помимо этого ПВХ трубопроводы обладают недостаточной стойкостью к воздействию агрессивных химических сред (к примеру, органических растворителей), не могут транспортировать сточные воды с температурой более 700С, а из-за повышенного содержания хлора поливинилхлорид не рекомендуется использовать в жилых домах, поэтому ПВХ трубы чаще всего применяются для прокладки наружных сетей в системах водоотведения.

Более практичным и удобным для эксплуатации является полипропилен, также применяющийся для изготовления канализационных труб. Полипропилен обладает высокой прочностью и эластичностью. При большой нагрузке происходит деформация материала, однако труба не повреждается. Срок эксплуатации полипропиленовых трубопроводов в системах водоотведения составляет не менее 50 лет. Они могут применяться для перекачивания стоков, имеющих температуру до 1000С, обладают повышенной устойчивостью к действию щелочей и кислот, высокой диффузионной стойкостью, экологически безопасны, а благодаря гладкой внутренней поверхности на стенках труб не образуются отложения.

К сожалению, высокая эластичность полипропилена является его недостатком при прокладке трубопроводов водоотведения в грунте. Для этих целей необходимо использовать специальные трубы с увеличенной толщиной стенки. Еще одним недостатком полипропилена является его низкая стойкость к ультрафиолетовому излучению. Частично решить эту проблему можно путем введения в материал особых добавок. Основной сферой применения полипропиленовых труб является отвод стоков от домашней бытовой техники (отличающихся высокой температурой и концентрацией ПАВ), объектов общественного назначения (химчистки, прачечные, кафе и рестораны, школы и др.) и предприятий, на которых используются химические вещества повышенной агрессивности (химические и фармакологические заводы, химические лаборатории предприятий и медицинских учреждений).

Насосное оборудование в системах водоотведения

Фекальные насосы используются для перекачивания бытовых и промышленных сточных вод, в которых содержится большое количество волокнистых и твердых частиц. Такие насосы обычно применяют в бытовых и производственных системах канализации. По принципу действия фекальные насосы могут быть погружными либо для сухого монтажа, а рабочий вал располагается горизонтально или вертикально. Для перекачивания сильно загрязненных твердыми включениями сточных вод насос может быть дополнительно оборудован измельчителем.

Дренажные насосы предназначаются для выкачивания воды из естественных либо искусственных водоемов, бассейнов, удаления стоков из колодцев и дренажных коллекторов. Они выпускаются в стационарном и переносном исполнении.

При невозможности отвода сточных вод самотеком применяют напорные системы водоотведения, которые оснащаются автоматическими канализационными установками, обычно подсоединяемыми непосредственно к сантехническим приборам. Такая установка состоит из накопительного резервуара, при заполнении которого датчик уровня дает команду на включение насоса, перекачивающего под давлением содержимое в отводящую сеть.

Автоматические канализационные установки допускается использовать в системах, отводящих не только «серые», но и «черные» стоки. В состав оборудование входит угольный фильтр, исключающий проникновение в помещение неприятных запахов, а при каждом опорожнении бачка происходит его самоочистка, поэтому такая установка практически не требует обслуживания.

Модели бытовых автоматических установок, рассчитанные на подключение унитаза, оснащаются измельчительным механизмом и обратным клапаном, что позволяет уменьшить диаметр трубопроводов и прокладывать их скрыто в полу или стенах. Благодаря высокой надежности, низкому уровню шума и хорошей энергоэффективности автоматические канализационные установки получили широкое распространение в современных бытовых системах водоотведения.