Городская канализация – сложная система, значение которой невозможно переоценить: именно она обеспечивает относительно нормальную экологию и не позволяет населённому пункту утонуть в нечистотах.
Городская канализация представляет собой комплекс систем и оборудования, предназначенных для отвода сточных вод с территории жилых и производственных объектов. Основные элементы городской канализации включают насосные станции, водостоки, решетки и другие конструкции, которые обеспечивают эффективное удаление загрязнений из водоисточников и поступающих отходов. Вопрос отвода воды из квартир и домов идет через внутренние сети, откуда вода поступает в общую систему. В зависимости от типа системы могут использоваться как естественные, так и механические методы отвода воды. Например, при раздельной системе сточные воды из унитазов и хозяйственно-бытовых источников идут отдельно, что снижает уровень загрязнения водоемов и упрощает процесс очистки.
Благодаря очистным сооружениям, сточные воды очищаются до состояния, когда они уже не представляют опасности для окружающей среды и становятся пригодными для полива.
Любая неисправность канализации грозит настоящей катастрофой: от навязчивого неприятного запаха, вызывающего у чувствительных людей головную боль и тошноту, до эпидемий инфекционных заболеваний. Такие эпидемии нередко случаются летом в курортных приморских городах, где изношенные инженерные сети не выдерживают многократного увеличения пользователей. Из-за прорыва канализации в прибрежных водах возрастает концентрация кишечной палочки.
Устройство городской канализации
Проектирование и монтаж канализационных систем включают расчет объемов воды, которые должны быть отведены с учетом особенностей территории и точки сброса. На первом этапе специалисты проводят анализ данных и выполняют расчет для определения оптимальных решений по отводу воды. Обычно схема установки канализации зависит от типа здания и требований строительных норм, включая открытые и закрытые системы сбора воды.
Для защиты оборудования и предотвращения засорений устанавливаются специальные решетки, которые собирают крупные отходы. В результате правильно спроектированная канализация выполняет важную функцию по удалению осадка и загрязнений, позволяя поддерживать санитарные условия на территории города и в ближайших водоемах.
Городская канализация состоит из трёх отдельных сегментов, сточные воды в которых не перемешиваются и по отдельности выводятся за пределы населенного пункта:
- бытовая, куда подключают как многоквартирные дома, так и коттеджи, расположенные в городе;
- промышленная, куда сливают стоки предприятий;
- ливневая.
Промышленные сточные воды требуют особой, высокотехнологичной обработки. Поэтому рассмотрим устройство бытового сегмента.
Конструктивно бытовая городская канализация похожа на локальную, только всё намного масштабнее: вместо септика – огромные очистные сооружения, вместо подводящей трубы – многокилометровая разветвлённая сеть. Та же проблема: самотёком отводить сточные воды или принудительно, с использованием фекального насоса.
Сточные воды по фановым стоякам попадают в систему трубопроводов, а оттуда – в коллектор и на очистные сооружения.
В городской канализации периодически случаются аварии, к примеру, прорывы или засоры труб. Чтобы как можно скорее устранить неисправность, мастера пользуются смотровыми колодцами.
Трубы, используемые для городской бытовой канализации
В каждом доме обязательно есть фановый стояк. Его диаметр зависит от этажности строения. В зданиях где не более 5 этажей, устанавливают фановый стояк диаметром 100–110 мм. В более высоких строениях диаметр трубы составляет 150–160 мм. Из стояков бытовые стоки попадают в горизонтально расположенные трубопроводы.
Трубы в них могут быть изготовлены из следующих материалов:
- чугуна
- полиэтилена;
- полипропилена;
- поливинилхлорида;
- железобетона.
Выбор материала зависит от условий, в которых прокладывают канализацию, давления сверху, выделенного бюджета. Важно понимать, что соединять между собой трубы из разных материалов нельзя. Из-за разницы коэффициента расширения материалов может возникнуть аварийная ситуация.
Из железобетона, как правило, изготавливают коллекторы и трубы большого диаметра для промышленной канализации, очистных сооружений. Железобетонные трубы очень тяжёлые, их сложно транспортировать.
Чугунные трубы очень прочны и долговечны, они способны прослужить более 80 лет. Но чугун – дорогой материал. К тому же, из-за большого веса чугуна монтировать канализационную систему довольно сложно, требуется спецтехника.
Благодаря современным технологиям, намного более лёгкие трубы из полимерных материалов довольно прочны и служат долго. Для прокладки наружной канализации часто используют многослойные трубы из ПВХ: они способны выдержать значительный вес.
Трубы из полипропилена рассчитаны примерно на 40 лет эксплуатации, зато стоят дёшево. Материал не подвержен коррозии, хорошо переносит перепады температуры, сильный мороз. Полипропиленовые трубы не рассчитаны на значительные механические нагрузки, верхний предел температуры +65 ℃.
Полиэтиленовые трубы также устойчивы к нагрузкам, перепадам температуры, рассчитаны на длительный срок службы. Главное – чтобы температура транспортируемой среды не превышала +80 ℃.
Глубина прокладки канализационных труб зависит от того, какое давление сверху будет оказываться на трубопровод. Если особой механической нагрузки не предполагается, трубы прокладывают на глубине 70–80 см. Важно выбрать глубину прокладки канализации таким образом, чтобы стоки зимой не промерзали. Если проложить трубы на большой глубине нельзя, их утепляют.
При укладке труб на дно траншеи насыпают песчаную подушку толщиной подушку 15–20 см. После укладки труб их засыпают песком сверху и сбоку, затем песок утрамбовывают.
Чем дальше от дома и ближе к коллектору, те диаметр труб больше. Диаметр коллектора может составляет несколько метров.
Ещё при проектировании канализации планируется небольшой уклон, чтобы вода могла перемещаться самотёком. Это самый надёжный способ. Однако в некоторых случаях, например, когда местность слишком холмистая, трубопровод оснащают фекальными насосами, которые поднимают стоки вверх и сбрасывают в трубу, проложенную с уклоном.
Смотровые колодцы
Смотровые колодцы – необходимый элемент канализационной системы. Их изготавливают из пластика, монолитного или сборного железобетона. Первый колодец устанавливают неподалёку от дома. Смотровые колодцы обустраивают на участках, где повышен риск образования засоров: в местах, где трубопровод разветвляется, ветка меняет направление, соединяются между собой трубы разного диаметра. На прямых ветках трубопровода колодцы размещают с шагом 25 м.
Очистные сооружения
На очистных сооружениях стоки проходят несколько стадий очистки:
- механическую – для устранения крупных предметов;
- механическую песколовку – для устранения песка и других мелких нерастворимых частиц;
- химическую – для нейтрализации соединений фосфора;
- биологическую – в гигантском аэротэнке вода насыщается кислородом, и особые бактерии рассщепляют органику;
- обеззараживание – обработку очищенных сточных вод ультрафиолетовым излучением.
Качество воды, прошедшей все стадии очистки, можно проверять разными способами. На некоторых очистных сооружениях с этой целью используют раков – они плохо переносят загрязнённую воду. К панцирю каждого рака крепят датчики, засекающие параметры сердцебиения. Если после попадания в воду у нескольких раков наблюдается учащённое сердцебиение – значит, стоки очищены некачественно.
Над повышением эффективности работы городской канализации работают многочисленные научные коллективы. Вполне возможно, что новые, более совершенные технологии очистки появятся уже через несколько лет.
Заключение
Канализация в городских условиях должна учитывать различные особенности организации системы сбора и отвода сточных вод. Наиболее распространенная схема включает устройство внутренних канализационных приборов, которые устанавливаются в каждой квартире и соединяются с общей системой. Система водоотведения часто зависит от конструкции здания и объема воды, который необходимо отводить. В частного типа строениях, таких как загородные дома, могут применяться автономные решения, где установка выполняется с учетом технических требований и особенностей территории. Эти системы дополнительно оснащаются насосами для поддержания уровня давления и отвода воды на более низкие точки.
Во время проектирования важно предусмотреть путь сточных вод от точки сброса до конечного пункта, например, водоемов, куда отводятся очищенные воды. Также следует учесть использование раздельной системы, при которой хозяйственно-бытовые отходы и осадки от производственных объектов отводятся отдельно. Такой метод значительно улучшает качество очистки и позволяет использовать менее затратное оборудование. Все устройства, включая насосные станции и водостоки, работают по принципу автономной или общей системы, что позволяет легко контролировать процессы водоотведения.
