Дворовая канализация представляет собой участок канализационной системы, соединяющий выпуск из дома с уличным коллектором или очистительными сооружениями.
Говоря об устройстве канализационной системы, нельзя обойти вниманием такой важный момент, как очистка сточных вод. Как известно, вода, используемая в быту, подвергается минеральным, органическим и бактериальным загрязнениям.
Минеральные загрязнения – это песок, глина, шлак, растворы минеральных солей, кислот и щелочей.
Органические загрязнения бывают животного и растительного происхождения. К ним относятся остатки овощей и фруктов, физиологические выделения животных и людей и др.
Бактериальные загрязнения представляют собой скопления различных патогенных бактерий и вирусов.
В сточных водах могут быть возбудители таких заболеваний, как сибирская язва, полиомиелит, дизентерия и др.
По физическим свойствам загрязнения сточных вод бывают растворенными, нерастворенными и коллоидными. Состав коллоидных и растворенных загрязнений характеризуется содержанием в них жиров, белков, углеводов, хлоридов и др. Количество нерастворенных загрязнений на одного человека в сутки составляет 65 г.
Все органические вещества при контакте с кислородом имеют свойство окисляться, поэтому конечный продукт очистки вод – минерализованные органические вещества.
Существует несколько способов очистки сточных вод. К ним можно отнести механический, химический и биологический (биохимический) методы. Для того чтобы уничтожить вирусы и бактерии в стоках, используют обеззараживание, или дезинфекцию, сточных вод.
Механическая очистка. Этот способ применяют для извлечения из сточных вод имеющихся в них нерастворенных примесей. Процесс производится путем процеживания, отстаивания и фильтрования грязных стоков.
Для извлечения крупных частиц используют песколовки, решетки, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, фильтры, отстойники и пр.
С помощью решеток задерживают крупные загрязнения (тряпки, бумага, всевозможные остатки довольно больших размеров).
Песколовки служат для улавливания нерастворенных минеральных примесей, то есть шлака, песка, осколков стекла.
Отстойники используют для очистки сточных вод от имеющихся в них взвесей.
К химическим методам очистки относятся коагулирование, нейтрализация, экстракция, сорбция, элек-тролиз и др.
В процессе коагулирования в сточные воды добавляют реагент, который коагулирует (укрупняет) частицы примесей, а также превращает их в нерастворимые. При невозможности этого превращения реагенты лишь изменяют реакцию сточных вод (нейтрализуют, обесцвечивают и пр.), в результате чего растворимые вещества становятся безвредными.
Суть электролитического метода состоит в том, что через загрязненные воды пропускают постоянный электрический ток. При этом образуются ионы электролитов в воде и в растворе. Направляясь к аноду или катоду, они составляют новые соединения (например, гидроксид железа), которые впоследствии действуют как реагенты.
Биологические методы – это все мероприятия, в основу которых положена жизнедеятельность микроорганизмов, находящихся в сточных водах и способствующих окислению и минерализации органических веществ, а значит, лучшему их извлечению. Сооружения, используемые для этих целей, называются окислителями.
Окислители можно разделить на 2 типа:
1) емкости, в которых очистка сточных вод осуществляется естественным путем;
2) сооружения, дающие возможность произвести очистку искусственным способом.
При использовании первого способа очищение сточных вод происходит очень медленно. Но если применить для этого биофильтры и аэротенки, то процесс очистки станет значительно интенсивнее.
Дезинфекцию (обеззараживание) сточных вод проводят искусственным способом, добавляя хлор, хлорную известь и гипохлорид натрия. Хлор добавляют в стоячую воду в газообразном виде или в виде хлорной извести. Одним из перспективных методов в настоящее время считается хлорирование воды гипохлоридом натрия, который получают путем электролиза концентрированного раствора поваренной соли.
При очистке сточных вод любым описанным выше способом образуется осадок из-за выпадения нерастворенных веществ в отстойниках. Такой осадок, состоящий из твердых веществ, значительно разбавленных водой, обычно бывает в большом количестве.
В сыром виде при очистке бытовых сточных вод осадок имеет неприятный запах и считается наиболее опасным в санитарном отношении, потому что содержит огромное количество болезнетворных бактерий и яиц гельминтов.
Для того чтобы уменьшить количество органических примесей в осадке и придать ему хорошие санитарные показатели, осадок обрабатывают с помощью анаэробных микроорганизмов, то есть подвергают сбраживанию в предназначенных для этих целей сооружениях (септики, отстойники и метантенки).
Септики и отстойники имеют две функции, одна из которых – извлечение из сточных вод нерастворенных веществ путем отстаивания, другая же – сбраживание образующегося осадка. Метантенки предназначены только для сбраживания.
Для того чтобы уменьшить влажность осадка и его объем, используют иловые пруды, иловые площадки и установки для механического обезвоживания. Кроме этого, в промышленных условиях производят термическую сушку предварительно обезвоженного осадка. Но для бытовых целей вышеуказанные методы не применимы.
Основным этапом проектирования канализации является составление схемы канализации, то есть плана с нанесенными на него элементами канализации (сетями, насосными станциями, очистными сооружениями и др.). Для бытовой канализации требуется схема прокладки и подключения труб, установки коллектора и т. д.
При составлении такой схемы необходимо учитывать следующие факторы:
– конфигурация и размеры канализуемого объекта;
– мощность и расположение близлежащих водоемов, которые могут служить местом сброса сточных вод после очистки;
– рельеф местности;
– грунтовые условия;
– экономические, санитарные условия и др.
Поскольку прокладывание канализации зависит от многих причин, то невозможно использовать какие-либо типовые схемы, то есть всякий раз нужно вычерчивать индивидуальный план для прокладки труб и установки канализационных элементов.
Система канализации формируется из следующих основных элементов: внутренних канализационных устройств и наружной канализационной сети.
Внутренние канализационные устройства применяются для приема сточных вод и удаления их за пределы жилого дома. Они состоят из сантехнических приборов (раковин, умывальников, моек, ванн, унитазов, биде, писсуаров), сети отводящих труб, стояков и выпусков до дворовой канализационной сети.
Наружная канализационная сеть представляет собой сеть трубопроводов, транспортирующих сточные воды самотеком к насосным станциям или очистным сооружениям. Уличная канализационная сеть принимает сточные воды от дворовой канализации и имеет один или несколько коллекторов.
Коллектор – это участок канализационной сети, который принимает сточные воды из одного или нескольких уличных трубопроводов.
Трубопровод, предназначенный для отведения очищенных сточных вод в водоем, называется выпуском.
Как правило, канализационную сеть рассчитывают на частичное наполнение труб. Самотечный режим течения с частичным наполнением сечения трубопроводов дает возможность:
– создать небольшой резерв в сечении труб для пропуска расхода, превышающего расчетный;
– создать лучшие условия для транспортировки взвешенных загрязнений;
– обеспечить вентиляцию сети для удаления выделяющихся из сточной воды вредных и опасных газов.
Температура бытовых сточных вод на выходе из жилого здания составляет не меньше 7 °С даже в самое холодное время года. Этот фактор позволяет прокладывать канализационные трубы на глубине меньшей, чем глубина промерзания грунта.
Глубину закладки канализационных труб нужно брать с таким расчетом, чтобы исключить возможность разрушения труб проезжающим автотранспортом. К примеру, керамические трубы, получившие в последнее время наибольшее распространение, могут повреждаться на глубине меньше 70 см. Если нет возможности заглубить канализационную сеть, то следует применять трубы из более прочного материала (например, железобетона).
Максимальная глубина закладки трубопровода зависит от того, каким способом производят работы (открытым или закрытым), а также от грунтовых условий. При открытом способе глубина траншеи в сухом грунте должна составлять 7–8 м, во влажном грунте – 5–6 м. При использовании закрытого способа прокладки (щитовая проходка) глубина заложения практически не ограничена. Тем не менее стоимость строительства трубопроводов за-крытым способом даже с применением современных технологий еще довольно значительна.
В связи с этим глубину заложения канализационных труб следует ограничивать. При разработке плана укладки канализационных труб необходимо увязать расположение трубопроводов с расположением всевозможных подземных коммуникаций.
Несколько слов необходимо сказать о формах труб, используемых при устройстве канализационной сети. Обычно применяют трубы круглой, полукруглой, эллиптической, полуэллиптической, яйцевидной, прямоугольной, трапециевидной форм (рис. 59).
Рис. 59. Поперечное сечение труб: а – круглое; б – полукруглое; в – полуэллиптическое; г – банкетное; д – яйцевидное; е – эллиптическое; ж – полукруглое с прямыми вставками; з – яйцевидное перевернутое; и – лотковое; к – пятиугольное
Наиболее распространенными считаются трубы с круглой формой поперечного сечения. Это связано с тем, что они имеют наименьшие затраты при изготовлении, обладают хорошими гидравлическими характеристиками, а также рядом прекрасных технических и эксплуатационных качеств (например, сопротивление внешним нагрузкам, удобство и технологичность при укладке).
Помимо этого, трубы круглого сечения довольно легко очищаются от образовавшегося осадка гидравличе-ским способом с использованием шаров и цилиндров.
По мере того как увеличивается диаметр трубы круглого сечения, давление грунта и временной внешней нагрузки значительно возрастает. Для того чтобы снизить давление в стенках труб, своду придают полуэллиптическое сечение. Иногда используют трубы с яйцевидной формой сечения, выдерживающей довольно высокие статические и динамические нагрузки, но имеющей ряд недостатков: высота канала и глубина заложения больше, чем для труб круглого сечения при одинаковой пропускной способности. Кроме этого, в трубах эллиптиче-ского сечения намного быстрее образуется осадок, отлагающийся на стенках. В тех местностях, где имеются плывуны и грунт очень влажный, применяют лотковую форму. Это позволяет прокладывать канализационные сети на меньшей глубине.
