Водопроводные сети предназначены для транспортирования воды ко всем водоразборным устройствам, размещенным в здании.
При проектировании систем водоснабжения зданий следует различать водопроводные сети, расположенные внутри зданий и сети микро районные (внутриплощадочные), соединяющие группу зданий между собой. Для внутренних сетей применяют стальные оцинкованные и пластмассовые трубы, а для микро районных сетей чугунные, асбестоцементные и другие трубы, которые прокладывают в земле или в непроходных каналах. Внутренняя водопроводная сеть состоит из трубопроводов, оборудованных необходимой арматурой, которая предназначена для раздачи воды потребителям, для отключения на случай ремонта отдельных участков, для контроля и управления режимом подачи и потребления воды.
3. Элементы канализации
Водопроводная вода, которая была использована в хозяйственных, производственных и других целях и получила при этом различные примеси (загрязнения), изменившие ее химический состав или физические свойства, называется сточной жидкостью. К категории сточных относится и атмосферные воды, образующиеся в результате выпадения дождей и таяние снегов.
Состав сточных вод весьма разнообразен. Содержащиеся в них органические загрязнения могут загнивать и служить благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе и патогенных (болезнетворных). Присутствующие в сточной жидкости химические соединения, жиры масла, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные, ядовитые и радиоактивные вещества способны нанести большой вред почве и водоемам. Скопление сточной жидкости на поверхности и в глубине почвы, а также водоемах вызывает загрязнение окружающей среды, исключает возможность использования водоемов для хозяйственных целей и может явиться причиной возникновения различных инфекционных заболеваний. Все это представляет серьезную угрозу для человечества и требует немедленного удаления сточных вод за пределы жилых зон и их обработки.
В зависимости от происхождения и качественной характеристики примесей сточные воды разделяют на бытовые, производственные и атмосферные.
К бытовым относится воды от кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц и т.д. По природе загрязнений бытовые воды могут быть фекальными, т.е. загрязненными главным образом физиологическими отбросами, и хозяйственными, содержащими всякого рода хозяйственные отходы. Бытовые сточные воды характеризуются, в основном, содержанием органических загрязнений в разных фазово-дисперных состояниях.
Производственные сточные воды образуются в результате загрязнения водопроводной воды при использовании ее в технологическом процессе. Они разделяются на загрязненные и условно-чистые. По сравнению с бытовыми состав и концентрация загрязнений производственных сточных вод более разнообразны, так как они зависят от характера производства, типы выпускаемой продукции и особенностей технологических процессов, где используется водопроводная вода. От некоторых производств может поступать несколько видов сточных вод с различным составом и концентрацией примесей.
Условно чистые воды, содержащие весьма малое количество загрязнений, можно сбрасывать в водоем без обработки.
Атмосферные (дождевые) сточные воды содержат преимущественно минеральные примеси. Отличительные особенности дождевого стока - его эпизодичность и резкая неравномерность: в сухую погоду он отсутствуем, а в период ливней секундные расходы атмосферной воды могут в 50-150 раз превышать расходы бытовых вод с той же площади застройки города или населенного пункта.
Под канализацией (водоотведением) понимается комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.
Существуют два вида канализация: вывозная и сплавная. При организации вывозной канализации жидкие загрязнения собирают в специальные приемники (выгребы) и периодически вывозят автомобильным транспортом на поля ассенизации для обработки или a специальные места, согласованные с санитарными органами Вывозную канализацию устраивают лишь в небольших населенных пунктах, где применение другого вида канализации затруднительно. Вывозная канализация экономически нецелесообразна и не обеспечивает должного санитарного состояния территорий.
При организации сплавной канализации сточные воды по подземным трубопроводам транспортируются на очистные сооружения, где они подвергаются интенсивной очистке преимущественно в искусственно созданных условиях, после чего сбрасываются в ближайшие водоемы.
Сплавная канализация состоит из следующих основных элементов: внутренних канализационных устройств зданий, наружной внутриквартальной и уличной канализационной сети, насосных станций и напорных трубопроводов, очистных сооружений и устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем.
Внутренняя и внутриквартальная канализационные сети рассмотрены в гл. 2. Наружная уличная канализационная сеть представляет собой систему подземных трубопроводов, принимающих их к насосным станциям, очистным сооружениям и в водоем.
Канализационные сети строят преимущественно самотечными. Для этого всю канализуемую территорию города или населенного пункта разделяют на бассейны канализования (территории, ограниченные водоразделами), где соответственно рельефу местности прокладывают самотечные трубопроводы уличной сети и коллекторы, т.е. участки канализационной сети, собирающие сточные воды с одного или нескольких бассейнов канализования (рис.III. 1). В крупных городах с сильно развитой городской сетью коллекторы больших размеров нередко называют каналами.
Коллекторы подразделяются на следующие виды:
а) коллекторы бассейнов канализования, собирающие стоянке воды с отдельных бассейнов;
б) главные коллекторы, принимающие и транспортирующие сточные воды двух и более коллекторов бассейнов канализования;
в) загородные коллекторы, отводящие сточные воды транзитом (без присоединения) за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту их выпуска в водоем.
Трассировка коллекторов обычно осуществляется по пониженным участкам местности, что обеспечивает прокладку присоединяемых к ним вышележащих участков уличной сети на минимальной глубине.
Канализационная сеть всегда должна быть доступна для осмотра, промывки и прочистки от засорения, поэтому на ней устраивают смотровые колодцы. Для приема атмосферных сточных вод предусматривают дождеприемники, представляющие собой круглые или прямоугольные в плане колодца с металлической решеткой сверху.
Пересечение коллекторов с железными дорогами, реками, оврагами осуществляют путем устройства дюкеров, эстакад и др. При необходимости подъема сточных вод на более высокие отметки из-за невозможности (например, значительного заглубления коллектора) дальнейшего самотечного транспортирования наносные станции, которые перекачивают воду по напорным трубопроводам.
Очистные станции предназначены для очистки сточных вод и переработки их осадка. Очистные сооружения следует располагать ниже по течению реки относительно канализуемого населенного пункта или промышленного предприятия, благодаря чему исключается опасность загрязнения водоема в пределах канализуемого объекта. После очистки сточные воды через специальные устройства-выпуски сбрасываются в водоем.
Способы очистки сточной воды и обработки осадка, состав, компоновка и размеры очистных сооружений определяются в зависимости от характера и концентрации загрязнений сточных вод. Требований к осадку, мощности и само очищающей способности водоема, наличия и удаленности населенных пунктов и промышленных предприятий ниже по течению реки, а также от назначения водоема (для водоснабжения, купания, рыборазведения и других целей).
Основной этап проектирования канализации, составленные схемы канализации, т.е. плана канализуемого объекта с нанесенными на нем элементами канализации (сетями, насосными станциями, очистными сооружениями и др.). Примерный эскиз схемы канализации населенного пункта и промышленного предприятия показан на рис.III.1. При составлении схемы канализации необходимо учитывать ряд факторов:
а) конфигурацию и размеры канализуемого объекта;
б) мощность и расположение близлежащих водоемов, которые могут служить местом сброса сточных вод после очистки;
в) рельеф местности;
г) грунтовые условия;
д) экономические и санитарные соображения и др.
Большое разнообразие указанных факторов не позволяет применять какие-либо типовые схемы канализации или общие положения их составления.
Схемы канализации городов и промышленных комплексов могут быть централизованными, децентрализованным и региональными.
При централизованной схеме сточные воды всех бассейнов канализования направляют по одному или нескольким коллекторами на единственную для всего города очистную станцию, которая расположена по течению реки, ниже города. Децентрализованные схемы канализации применяют при канализовании крупных городов в условиях как сильно пересеченного, так и очень плоского рельефа местности. В этом случае устраивают районную канализацию с самостоятельными очистными сооружениями.
Для нескольких близко расположенных населенных пунктов и промышленных предприятий в промышленных и густонаселенных районах страны применяют региональные схемы канализации. В подобных схемах предусматривает одна очистная станция большой производительности вместо нескольких маломощных очистных сооружений. При такой схеме канализации снижаются капитальные и эксплуатационные затраты на очистку сточных вод, обеспечиваются защита открытых водоемов от загрязнений в пределах густонаселенной части региона и рациональное использование водных ресурсов.