ОСНОВЫ СЕЛЬСКОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Благоустройство сельских населённых пунктов требует не только подачи в них чистой воды для обеспечения жизнедеятельности человека и животных, нормальной работы производства, но и отвода её после использования.

Сточные воды, поступающие от жилых домов, называют бытовыми. Бытовые сточные воды по природе загрязнений делятся на:

- фекальные, поступающие из уборных;

- хозяйственные, поступающие из раковин, моек, ванн, трапов, умывальников и пр.

Сточные воды, образуемые в результате производственной деятельности, называют производственными – это воды, поступающие от молочных, консервных и других заводов, мастерских, гаражей и других подобных объектов.

К сточным водам относят также воды, образующиеся при выпадении дождей, таянии снега, поливе улиц, которые называют дождевыми и талыми.

Все сточные воды во избежание загрязнения окружающей среды необходимо удалять с территории населённых пунктов и очищать. Удаление сточных вод может осуществляться двумя способами: вывозом и сплавом. В первом случае сточные воды собирают в специальные резервуары – выгребы, откуда периодически вывозят на поля ассенизации, поля запахивания или на ближайшие очистные канализационные станции.

При сплавном способе сточные воды удаляют по трубопроводам, очищая их, после чего отводят на поля орошения или спускают в водоём.

Система мероприятий по удалению и очистке сточных вод называется канализацией (водоотведением).

Комплекс инженерных сооружений, устройств, машин и механизмов, служащих для приёмки, отвода, очистки и сброса сточных вод называется системой канализации (водоотведения). Система канализации состоит из следующих основных элементов:

- внутренней канализационной сети зданий, включая приёмники сточных вод (раковины, унитазы, ванны и пр.);

- наружной дворовой и внутриквартальной канализационной сети;

- уличной канализационной сети;

- главного канализационного коллектора, отводящего сточные воды за пределы населённого пункта;

- канализационной насосной станции (КНС);

- канализационных очистных сооружений;

- сооружений для выпуска очищенных сточных вод.

На рисунке 30 показана общая схема канализации сельского населённого пункта.

Рисунок 30

Сточная жидкость по домовым выпускам 1 поступает в дворовую (внутриквартальную) канализационную сеть 2, из которой самотёком транспортируется в уличную сеть 3 и уличные коллекторы 4. Из уличных коллек

торов канализационные стоки собираются в главном коллекторе 5, по которому направляются на канализационную насосную станцию 6. Насосная станция подаёт сточную жидкость на очистные сооружения 7, откуда после очистки она сбрасывается на поля орошения, поля фильтрации или в водоём 8.

В зависимости от вида удаляемых сточных вод различают следующие системы канализации:

- общесплавную;

- раздельную полную;

- раздельную неполную;

- полураздельную.

При общесплавной системе канализации все категории сточных вод (бытовые, производственные, дождевые) отводятся по одной общей системе трубопроводов, совместно очищаются и сбрасываются. Такие системы очень дорогостоящие и в сельских населённых пунктах применяются крайне редко.

При раздельной полной системе канализации каждая категория сточных вод отводится по самостоятельным трубопроводам. К этой же системе относится вариант, когда бытовые и производственные сточные воды сплавляются по одной канализационной сети на очистную станцию, а дождевые и талые воды сплавляются по отдельной канализационной сети без очистки. В сельских населённых пунктах допускается для сброса и отвода дождевых и талых вод применение открытых водостоков (каналов, лотков, кюветов дорог и пр.).

Раздельная неполная система – это когда канализацией отводятся бытовые и производственные сточные воды, а отвод дождевых и талых вод не организован.

При полураздельной системе канализации закрытую дождевую сеть соединяют с канализационной сетью бытовых и производственных сточных вод с помощью специальных соединительных камер – интерцептеров (рисунок 31).

1 – сеть бытовых вод; 2 – сеть дождевых вод.

Рисунок 31- Устройство ливнеспуска

При небольшом дожде сильно загрязнённая дождевая вода вместе с бытовыми и производственными сточными водами поступает на очистную станцию. Во время обильных дождей сильные струи дождевой воды в интерцепторах автоматически перебрасываются через лотки, сплавляющие бытовые и производственные сточные воды, в ливнеспуски, по которым без очистки сбрасываются в водоёмы. Благодаря этому разгружаются канализационные сети и очистные сооружения.

Для атмосферных сточных вод характерна большая неравномерность поступления их в канализацию.

В сухую погоду они совсем отсутствуют, а в период сильных ливней их расход может превышать расход бытовых и производственных сточных вод в 80 – 120 раз. Поэтому применение в конструкции канализационных сетей интерцепторов является весьма выгодным конструктивным решением.

15.1 Наружная канализационная сеть

Сети наружной канализации (дворовой, внутриквартальной, уличной) работают как безнапорные самотечные трубопроводы. Поэтому их можно прокладывать их дешёвых керамических, бетонных, железобетонных труб. Широкое распространение получили керамические трубы, достаточно прочные и стойкие против коррозии. Эти трубы изготавливают диаметром от 150 до 600 мм и длиной 0,8 – 1,5 м. Соединения керамических труб раструбные. В качестве уплотнения применяют просмолённую пеньковую прядь с асбестоцементным замком.

Как правило, в канализационных сетях трубы диаметром менее 150 мм не применяют. Уклоны сетей наружной канализации 0,005 – 0,008.

При прокладке канализационных сетей трубы укладывают в траншеях, глубина которых может быть на 0,3 – 0,5 м меньше глубины промерзания грунта – это значительно удешевляет стоимость работ, а замерзания не происходит, так как сточная жидкость обычно имеет повышенную температуру.

При равнинном рельефе местности канализационные трубы вследствие прокладки их с уклоном постепенно заглубляются под землю. Максимальная глубина их заложения зависит от вида грунта и материала труб и может быть:

- в сухих сыпучих грунтах – 7 – 8 м;

- в скальных - 5 м.

В тех местах, где заглубление труб превышает эти значения, строят станции перекачки, поднимающие насосами сточную жидкость по напорным трубопроводам на более высокую отметку, определяемую минимально допустимой глубиной, с которой она вновь транспортируется самотёком.

Наоборот, при больших уклонах местности, превышающих уклон труб, последние постепенно приближаются к поверхности земли и там, где глубина заложения труб становится меньше допустимой, устраивают перепадные колодцы, в которых сточная жидкость падает вниз на максимально допустимую глубину, и далее направляется в трубу на дне колодца.

Для контроля за работой канализационной сети, её прочистки и вентиляции устраивают смотровые колодцы. В них линия труб прерывается, а сточная жидкость попадает в открытый лоток, устроенный в бетонном дне, что позволяет прочищать трубы проволокой, тросом, специальными приспособлениями и промывать.

Смотровые колодцы строят во всех точках поворота трубопровода, при изменении диаметра, уклона, а также в местах присоединения других канализационных линий.

На прямых участках канализационных сетей смотровые колодцы устраивают в зависимости от диаметра труб:

диаметр 150 мм - через 35 м;

диаметр 200 – 450 мм - через 50 м;

диаметр 500 – 600 мм - через 75 м.

Смотровые колодцы – это, как правило, круглая в плане выработка в земле, укреплённая железобетонными кольцами или кирпичом. Диаметр его не менее одного метра.

Так как канализационные трубы работают в безнапорном режиме (неполным сечением), то это обеспечивает хорошую вентиляцию канализационных сетей. Движение воздуха над свободной поверхностью сточной жидкости предотвращает скопление вредных и опасных газов, уносит неприятные запахи. Расчётную глубину наполнения канализационных труб принимают равной 0,6 – 0,8 d. Значения оптимальных скоростей в сетях канализации 0,8 – 1,2 м/с, а максимально допустимые скорости движения сточной жидкости не должны превышать:

- в неметаллических трубах - 4 м/с;

- в металлических трубах - 8 м/с.

15.2 Очистка сточных вод

Сточные воды населённых пунктов, животноводческих комплексов и предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции содержат минеральные, органические и биологические примеси.

К минеральным загрязнениям относят песок, глину, растворимые в воде неорганические химические соединения.

Органические примеси – это физиологические выделения людей и животных, остатки молочной, растительной и мясной пищи, кормов, органические кислоты.

Биологические загрязнения – живые микроорганизмы, глисты и их яйца (гельминты).

Очистка сточной жидкости достигается главным образом механическими, химическими и биологическими методами.

К механическим методам очистки относят различные способы задержания нерастворённых взвешенных веществ на решётках, в песколовках, гидроциклонах, отстойниках, нефтеловушках, фильтрах и т.д.

Химический метод – это обработка сточной жидкости различными химическими реагентами с целью коагуляции (укрупнения) взвесей, обеззараживания, флотации (всплывания взвесей) и др.

Биологический метод основан на способности аэробных микроорганизмов окислять органические вещества, а также на использовании процессов брожения и гниения осадка без доступа воздуха, в котором принимают участие анаэробные бактерии.

На рисунке 32 показана общая схема канализационной очистной станции. Сточная жидкость от канализационной насосной станции (КНС) по главному канализационному коллектору поступает на первое сооружение очистной станции называемое решёткой. Решётки служат для задержания крупных отбросов. Их делают из стальных прутьев с прозорами 16 мм. Широкое применение сейчас находят приспособления, выполняющие функции решётки и

Рисунок 32 – Схема канализационной очистной станции

дробилки – комминуторы. Мусор, задерживаемый решётками, с помощью транспортёра направляется на площадку.

С решётки через распределительный колодец жидкость попадает в песколовку. Песколовка представляет собой горизонтальный лоток, в котором вода движется со скоростью 0,15 – 0,3 м/с. При таких скоростях песок и другие тяжёлые частицы выпадают в осадок. Периодически осадок из песколовки удаляется на площадку.

Из песколовки жидкость поступает в первичный отстойник, в котором выпадает мелкая взвесь, не осевшая в песколовке, а на поверхность всплывают легкоплавающие загрязнения, называемые жирами. В конструктивном отношении канализационные отстойники могут быть горизонтальными, вертикальными и радиальными.

Из первичного отстойника сточная жидкость направляется в аэротенк. Это бассейн, в который добавляется активный ил. Смесь воды и ила, медленно передвигающуюся в аэротенке, усиленно аэрируют сжатым воздухом через дырчатые трубы, проложенные по дну. Для получения и подачи воздуха существует воздуходувка с установленными в ней компрессорами. При достаточном и непрерывном притоке воздуха и обилии питательных веществ в сточной жидкости, содержащиеся в активном иле аэробные микроорганизмы – минерализаторы развивают активную деятельность и хорошо очищают воду.

Из аэротенка сточная жидкость поступает во вторичный отстойник, где она окончательно очищается.

Далее вода поступает в смеситель, где обеззараживается и сбрасывается в водоём.

Легкоплавающие жиры из первичного отстойника и всплывающие загрязнения из вторичного отстойника направляют в метантенк.

Метантенк – круглый, утеплённый железобетонный резервуар с купольной крышей, предназначенный для анаэробного сбраживания осадка и излишнего активного ила, поступающих из первичного и вторичного отстойников. Осадок в метантенке постоянно перемешивают и подогревают паром или горячей водой, благодаря чему сбраживание и распад осадка происходит более интенсивно. При сбраживании осадка выделяется горючий газ (метан), который собирают в верхней части купола и направляют в газгольдер. Осадок, сброженный в метантенке, доставляется на иловые площадки, где высушивается и может использоваться как удобрение.

15.3 Особенности временного водоснабжения и канализации

строительных площадок

В процессе строительства промышленных, гражданских зданий и прочих объектов требуется подача воды на технологические нужды самого строительства, на удовлетворение хозяйственно-питьевых нужд рабочих, населения рабочих посёлков и для противопожарных целей.

При решении вопроса о водоснабжении строительных площадок следует рассмотреть возможность использования постоянного водопровода, что способствует значительной экономии средств. Но это не всегда осуществимо. Поэтому часто приходится устраивать временные сооружения водопровода, специально предназначенные для удовлетворения нужд строительства. В этом случае необходимо устраивать временный водопровод таким образом, чтобы отдельные его элементы, особенно сети, могли быть включены в состав будущего постоянного водопровода.

Для примера можно отметить:

- на приготовление 1 м³ бетона - 250 – 400 л воды;

- на промывку 1 м³ щебня и гравия - 1000 л воды;

- на 1 м² штукатурных работ - 5 – 10 л воды;

- на хозяйственно-питьевые нужды на 1 рабочего - 15 л воды.

Таким образом, для удовлетворения всех нужд необходимы достаточно большие объёмы воды.

Для снабжения водой объектов строительства могут использоваться действующие водопроводы населённого пункта, а при их отсутствии – местные поверхностные или подземные источники, причём подземным источникам отдаётся предпочтение, так как они почти не требуют очистки воды.

Иногда на хозяйственно-питьевые нужды строительства подают воду из сети населённого пункта, а на производственные нужды – из местных источников водоснабжения.

Для подачи воды устраивают разводящую сеть трубопроводов из газоводопроводных труб, гибких резиновых и армированных рукавов. Предпочтительнее применять такие трубы, которые легче монтировать и демонтировать. Для временных водозаборных сооружений применяют передвижные насосные станции, насосные станции на понтонах, сваях. Запаснорегулирующие ёмкости выполняют из дерева и металла, а запас воды на противопожарные нужды может храниться в копаных водоёмах с устройством водонепроницаемого покрытия дна и откосов из жирной глины, асфальта или асфальтобетона.

При расположении строительных площадок на территории населённого пункта или вблизи трассы существующей канализационной сети сточные воды можно спускать в канализационную сеть.

Наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении видом санитарно-гигиенического оборудования строительных площадок является применение передвижных вагон-уборных и вагон-душевых.

При продолжительном сроке строительства устраиваются сборно-щитовые дома, в которых оборудуются туалетные комнаты. Если в этих домах существует внутренний водопровод, а на строительной площадке канализационная сеть, то устраивают промывные уборные.

При значительном удалении стройплощадки от населённого пункта и невозможности отвести сточные воды на очистные сооружения устраивают так называемую малую канализацию – простейшего типа. В этих же случаях практикуется устройство сухих уборных. Они должны находиться от жилых и общественных помещений на расстоянии 20 – 25 м. Если есть возможность оборудовать уборную хорошей вентиляцией, то их можно устраивать и внутри помещений – их называют люфт-клозет.

Если стройплощадка расположена вблизи от сельскохозяйственных участков, где можно использовать нечистоты как удобрение, целесообразно устраивать уборные с засыпкой нечистот землёй или сухим торфяным порошком – их называют пудр-клозеты.

Очистка люфт и пудр клозетов производится один раз в 6-8 дней.

Приложение А

Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения

Приложение Б

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в общественных зданиях

Приложение В

Нормы расхода воды для скота, птиц, зверей

Приложение Г

Нормы расхода воды в производственном секторе

Приложение Д

Норма расхода воды предприятиями по переработке сырья

Приложение Е

Стандартные диаметры и соответствующие им значения удельных сопротивлений для неновых стальных водо-газопроводных труб

Приложение Ж

Удельное сопротивление А для асбестоцементных труб

Приложение И

Удельное сопротивление А для новых чугунных труб

Приложение К

Удельное сопротивление А для неновых чугунных труб

Приложение Л

Поправочный коэффициент К к значениям удельных сопротивлений

Приложение М

Свободные напоры

1. Минимальный свободный напор в сети водопровода населённого пункта принимается при одноэтажной застройке не менее 10 м, при большей этажности на каждый этаж добавить по 4 м.

2. Свободный напор в сети у водоразборных колонок должен быть не менее 10 м.

3. Минимальный свободный напор при одноэтажных зданиях животноводческих ферм должен быть не менее 8 м.

4. Свободный напор в сети производственного водопровода принимается по технологическим характеристикам оборудования, в частности, свободный напор на вводе в молочный завод должен быть не менее 20 м.

5. Гидравлический напор в наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителя не должен превышать 60 м.

Приложение Н

Расходы воды на наружное пожаротушение в населённых пунктах

в л/с на 1 пожар

Приложение П