что такое децентрализованная канализация
Система канализации — устройство, виды и принцип работы
Система канализации — одно из важнейших изобретений человечества, известное с древних времен, но нисколько не утратившее своей актуальности и значимости. Даже принцип изменился мало, обогатившись только специальными механизмами и приспособлениями.
Канализация — необходимая и крайне важная для людей система санитарно-технических сооружений. Как правило, она охватывает весь населенный пункт, поэтому напрямую касается всех его жителей. Рассмотрим этот вопрос внимательнее.
Что такое канализация
Канализационные сети — это одна из частей общей системы водоснабжения и водоотведения, выполняющая функции сбора и удаления сточных вод и органических отходов жизнедеятельности. Несколько упрощенно, это — разветвленная сеть трубопроводов, заходящих в каждое городское здание и обеспечивающее вывод стоков в специализированное сооружение. Несколько предвзятое отношение большинства людей к канализации совершенно незаслуженно, поскольку ее важность и ответственность невозможно преувеличить. Достаточно вспомнить, что все вспышки эпидемий приходятся на отсталые страны с полным отсутствием инфраструктуры.
Состав и схема работы комплексов могут быть различными. Это обусловлено величиной населенного пункта, количеством зданий и людей, проживающих в них. Для функционирования канализационной сети требуется вода, с помощью которой происходит транспортировка твердых отходов. Других способов не придумано, поэтому канализация входит в состав комплекса водоснабжения, являясь одной из приоритетных частей городской инфраструктуры. Условия работы системы достаточно жесткие, она функционирует круглый год и нуждается в защите от замерзания. Для этого трубопроводы помещают под землю, на глубину, превышающую уровень промерзания грунта в зимнее время. Учитывая, что сеть пронизывает весь город, заходя в каждый дом, можно вполне отчетливо представить объемы и степень распространение комплекса.
История возникновения
История канализации насчитывает много веков. Самой старой из всех известных является система в древнем индийском городе Мохенджо-Даро, которая была обнаружена во время проведения раскопок. Ей насчитывается около 4600 лет. Известны системы в Древнем Риме (яркий пример — Большая Клоака, работает и в настоящее время, выполняя функции ливневой канализации) или Древнем Китае (в городе Линьцзы). Описание этих находок свидетельствует о
Средневековая Европа в этом отношении заметно отставала, поскольку нашествие варваров смело почти все остатки римских сооружений, обслуживать и вообще заниматься общественными системами стало некому. Повторное возникновение сети, произошедшее в конце XVII века, было вынужденным, вызванным эпидемиями инфекционных заболеваний, поставивших всю европейскую цивилизацию на грань вымирания.
В России история канализации похожа на европейскую. Системы отведения сточных вод были построены по римскому типу, но использование дерева вместо мрамора сделало их недолговечными, а во времена царствования Ивана Грозного они были заброшены. Это привело к вспышке чумы в конце XVIII века. Известно, что в Москве ни водопровод, ни канализация не были полноценным образом созданы до самого начала XX века.
В современном мире развитие канализационных систем, благодаря технологическим достижениям, доведено до совершенства. Появились новые сантехнические устройства, материалы, способы переработки и утилизации отходов. Выработаны нормы и требования по санитарному и техническому обеспечению систем, нарушение которых грозит серьезными штрафными санкциями или даже уголовным преследованием.
Виды канализационных систем
Существуют различные виды канализации, действующие по собственному принципу или выполняющих специфические функции. По функционалу и расположению различают:
По выполняемым задачам канализационные системы бывают:
Канализация К1 может быть:
В основном, системы состоят из трубопроводов. Доля другого оборудования относительно невысока и сосредоточена на очистных сооружениях. Это насосы, сепараторы и другие устройства, производящие транспортировку, перекачку и утилизацию стоков. Технические характеристики и состав этих агрегатов зависят от объемов сточных вод и общих параметров системы.
Принцип работы системы канализации
Рассмотрим, как работает канализация общественного или индивидуального типа:
Централизованные сети
Конструкция и состав централизованных систем приблизительно понятны большинству пользователей, хотя детального представления не имеет почти никто. Состав сети имеет строгий порядок, хотя внешне может выглядеть хаотичным. Внутренняя канализация подключается к наружной части системы, которая состоит из нескольких групп:
Наружные сети имеют безнапорную структуру, т.е. стоки передвигаются самотеком. Для этого все трубопроводы устанавливаются под определенным уклоном, определенным СНиП или ведомственными нормативами. Организация наружных сетей выполняется по разным типам:
Сточные воды содержат большое количество активных или агрессивных компонентов. Особенно это заметно на промышленных системах, где в состав стоков попадает большое количество отходов предприятия. Это выдвигает специфические требования к материалу трубопроводов и колодцев. В их производстве используются:
Встречаются трубы из других материалов, но они недолговечны и в настоящее время практически не используются.
Видеообзор: Канализация — как это работает?
Автономные системы
Появление автономных комплексов произошло относительно недавно, с развитием индивидуального строительства жилья. Устройство собственной канализации являлось привлекательной идеей, позволявшей создать современные и комфортные условия проживания в частном доме или коттедже. Изначально были популярны лишь внутренние линии, выводящие стоки в выгребные ямы или емкости. Но необходимость частого очищения и вывоза отходов создавала массу проблем, что заставило отказаться от старого метода и искать другие варианты. Основной вид автономной канализации, распространенный в настоящее время, называется септик. Он позволяет либо полностью отказаться от вывоза отходов и очистки коллектора, либо существенно увеличить интервал между этими действиями.
Принцип действия септика состоит в отстаивании стоков и переработке твердых отходов при помощи специальных бактерий. Как правило, септик представляет собой замкнутую емкость, разделенную на несколько (2-4) смежных отсеков. Попадая в первый отсек, сточные воды понемногу отстаиваются, твердые фракции оседают на дно. В верхней части отсека находится переливное отверстие. По мере наполнения через него в следующий отсек попадают частично осветленные стоки. Они проходят дальнейшее отстаивание и осветление во втором отсеке, пока он не наполнится доверху и начнет отдавать осветленную воду дальше. Конечным узлом является либо фильтрационный колодец, либо поле фильтрации.
Колодец представляет собой род коллектора, не имеющего дна. Как правило, он состоит из нескольких бетонных колец, установленных на подушку из слоя песка и гравия. Попадая в него, осветленная вода впитывается сквозь слой подсыпки в грунт, дополнительно очищаясь при этом.
Поле фильтрации — одна или несколько труб с множественными отверстиями по всей длине. Поступающая вода выводится из них в слой гравия и песка, доочищаясь и впитываясь в грунт. В отличие от колодца, трубы не надо закапывать на большую глубину, но для них надо отвести немалую площадь. Учитывая размеры земельных участков, предпочтение, отдаваемое колодцам, вполне объяснимо. Единственным ограничением являются ситуации, когда на участке отмечено высокое залегание грунтовых вод.
Строительство канализационной системы
Проведение канализации, как правило, осуществляется во время строительства здания. Если это многоэтажный и многоквартирный дом, то надо устроить траншею для прокладки линии, соединяющей общую трубу дома с магистралью централизованной системы. Эти работы производят профильные организации официальным порядком.
Создание собственной (автономной) системы возлагает все заботы на плечи домовладельца. Понадобятся серьезные подготовительные работы, включающие различные этапы:
Основная часть практического строительства — земляные работы. Они состоят из рытья траншей, углублений под емкости и котлована для поля фильтрации (если надо). Затем производят укладку и соединение труб, стараясь обеспечить необходимый уклон. Устанавливают емкость под септик, соединенный с трубопроводами. Опускают бетонные кольца в фильтрационный колодец и засыпают пазухи.
Состав работ может оказаться более многочисленным, если приобретен готовый септик или станция биологической очистки. В таких случаях обычно привлекают специалистов, обладающих необходимым опытом и навыками. Установка и запуск канализации представляют собой довольно сложную задачу, требующую профессионального подхода и не допускающую ошибок или неквалифицированного выполнения работ.
Что такое децентрализованная канализация
ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КАНАЛИЗАЦИЯ СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ И ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
РАЗРАБОТАНЫ инженерным научно-производственным центром по водному хозяйству, мелиорации и экологии «Союзводпроект» (Якушев Н.М., Миловский В.В., Милославский М.В., Шульц Г.Н).
Внесены на рассмотрение ИЦ «Союзводпроект».
Подготовлены к утверждению департаментом мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения Минсельхозпрода России.
ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Минсельхозпродом России с 01 января 1997 г.
Предназначены для инженерно-технических работников проектных организаций, организаций эксплуатирующих системы канализации, а также работников сельского хозяйства.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие Нормы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых систем наружной канализации сельских населенных пунктов с численностью населения до 5000 человек и фермерских (крестьянских) хозяйств.
ВНТР-К-97 разработаны в соответствии с действующими Строительными нормами и правилами и другими нормативными материалами по проектированию и строительству систем канализации.
При разработке ВНТП-К-97 использованы передовой отечественный и зарубежный опыт проектирования, строительства и эксплуатации систем сельскохозяйственной канализации, а также ведомственные правила, рекомендации и руководства.
ВНТП-К-97, как правило, не повторяют указаний СНиП 2.04.03-85 (далее СНиП) и являются пособием, дополняющим и развивающим ряд положений СНиПа. Так, в ВНТП-К-97 подробно разработаны, недостаточно освещенные в СНиПе, рекомендации, относящиеся к проектированию земледельческих полей орошения, биологических прудов и циркуляционных окислительных каналов, даны дополнения к СНиПу в части систем канализации, сетей и некоторых сооружений применительно к специфике сельских населенных мест и отдельно стоящих фермерских (крестьянских) хозяйств.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. В проектах сельскохозяйственной канализации должны комплексно решаться вопросы водоотведения, очистки сточных вод и использования очищенных стоков и образующегося в процессе очистки осадка для сельскохозяйственного производства.
1.2. Проекты канализации объектов сельского хозяйства должны разрабатываться с учетом данных целевых программ развития сельскохозяйственного водоснабжения и канализации, на основе прогрессивной технологии, с использованием конструкций и оборудования заводского изготовления, с необходимой степенью автоматизации и механизации производственных процессов.
1.3. Проекты канализации, как правило, должны разрабатываться одновременно с проектами водоснабжения.
1.4. Проекты канализации следует выполнять в соответствии с требованиями следующих документов:
— Методических указаний по установлению предельнодопустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами, 1984 г.;
— Рекомендаций по размещению и проектированию рассеивающих выпусков сточных вод, Госкомгидромет, 1981 г.;
1.5. ВНТП-К-97 не рассматривает конструктивное устройство очистных сооружений, серийно изготавливаемых промышленностью.
1.6. Проекты канализации сельских населенных пунктов и фермерских (крестьянских) хозяйств должны быть максимально ориентированы на использование местных конструкций и материалов.
2. НОРМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ, РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ И КОЭФФИЦИЕНТЫ НЕРАВНОМЕРНОСТИ
2.1. Нормы водоотведения хозяйственно-бытовых сточных вод должны приниматься по СНиП и ВНТП-Н-97 (нормы расходов воды потребителей сельскохозяйственного водоснабжения) без учета расхода воды на полив зеленых насаждений, твердых покрытий в поселке и сельскохозяйственных культур на приусадебных участках, водопотребления животными, размещенными в помещениях, не оборудованных системами канализации.
2.2. Расчетные расходы производственных сточных вод существующих, реконструируемых и строящихся предприятий должны определяться по технологической части этих предприятий или по данным ВНТП-Н-97.
2.3. Расчетные расходы сточных вод следует определять с учетом коэффициентов суточной и часовой неравномерности водоотведения, приведенных в табл.2 СНиПа и ВНТП-Н-97.
2.4. Количество сточных вод от предприятий местной промышленности, обслуживающих население, а также неучтенные расходы, допускается принимать дополнительно в размере 5-10% суммарного количества сточных вод населенного пункта.
2.5. Общий коэффициент неравномерности отведения бытовых и промышленных сточных вод для расчета канализационной сети следует принимать на основе технологических исследований, но не менее 3.
2.6. Расходы бытовых сточных вод следует определять по формуле:
среднесуточный, м /сут 
,
максимальный суточный, м /сут 
,
максимальный часовой, м /сут 
*,
максимальный секундный, л/сут 
*,
— среднесуточная норма водоотведения на одного жителя, л/сут;
— коэффициент суточной неравномерности;
— общий коэффициент неравномерности отведения бытовых и производственных сточных вод.
2.7. Количество загрязняющих веществ в бытовых сточных водах в расчете на 1 жителя для определения их концентрации следует принимать по табл.25 СНиПа.
3. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ
3.1. Система канализации сельского населенного пункта и фермерского (крестьянского) хозяйства должна решаться на основании проекта планировки, с учетом генплана существующей канализационной системы и выделять первую очередь строительства.
3.2. В сельской местности могут применяться следующие системы канализации: общесплавная, полная раздельная, неполная раздельная, полураздельная и комбинированная.
При общесплавной системе комплекс канализационных сооружений предназначается для совместного отведения по общей сети трубопроводов от бытовых, производственных и дождевых сточных вод.
При отсутствии в полной раздельной системе канализации организованного по трубопроводам отвода дождевых вод система является неполной раздельной.
Полураздельная система близка к полной раздельной и отличается от нее наличием главного (перехватывающего) коллектора, отводящего на очистные сооружения бытовые и производственные сточные воды и часть (наиболее загрязненную) дождевых вод. Менее загрязненные дождевые воды поступают непосредственно в водоем.
Комбинированная система предусматривается при расширении поселков, имеющих общесплавную систему. Часть существующих коллекторов при этом загружается только производственными и бытовыми сточными водами, а для дождевых вод предусматриваются новые коллекторы. В разных районах поселка, таким образом, наряду с общесплавной возникают полные или неполные раздельные системы канализации.
3.4. В густонаселенных районах целесообразно рассматривать строительство групповых систем канализации с очисткой сточных вод на сооружениях очистки повышенной производительности.
Устройство групповых систем канализации должно быть технико-экономически обосновано в каждом рассматриваемом случае. Однако основными предпосылками для их строительства являются: степень загрязнения водотока, куда намечается сброс (выбран такой участок водотока, выпуск в который очищенных стоков соответствует санитарным требованиям), утилизация стоков на ЗПО, кучность расположения сельских поселков, рельеф местности.
3.5. Выбор системы канализации определяется многими факторами, из которых наиболее важными являются: сроки очередности строительства, плотность жилой застройки, возможные объемы капиталовложений, наличие специализированных строительных подрядных организаций и их мощности, возможности материально-технического обеспечения строительства и др.
3.6. Схема канализации разрабатывается на базе принятой системы канализации и является конкретным, технически и экономически обоснованным, решением по выбору и размещению комплекса инженерных сооружений для приема, транспортирования и очистки сточных вод, выпуска их в водоемы и водотоки или передачи их для использования в сельском хозяйстве.
Для сельских населенных пунктов применяют следующие схемы канализации: децентрализованую, централизованную и смешанную (комбинированную).
При децентрализованной схеме канализуются отдельные объекты (здания) или несколько объектов (зданий).
При централизованной схеме в бассейн канализования входит весь населенный пункт или его основная часть, возможно совместно с производственной зоной.
3.7. Централизованные схемы канализации предусматриваются объединенными или раздельными для жилой и производственной зон населенного пункта.
Основными факторами, определяющими возможность объединения бытовых и производственных сточных вод являются: характер и концентрация загрязнений производственных стоков, благоприятные топографические и гидрогеологические условия, а также расстояние между производственной и жилой зонами.
При необходимости производственные сточные воды должны проходить предварительную очистку перед объединением с бытовыми стоками.
При разработке проектов совместной канализации жилой и производственной зон определяется техническая возможность и экономическая целесообразность их объединения.
3.8. В объединенную канализацию могут отводиться сточные воды после следующих производственных процессов:
— мойки молочной посуды, молокопровода и другого молочного оборудования;
Расчет сооружений для локальной очистки производственных стоков следует проводить в соответствии с ведомственными нормами.
3.10. Централизованные схемы канализации следует предусматривать, в первую очередь, для общественного центра поселка и примыкающей к нему застройки, а также при комплексной застройке населенного пункта.
3.11. Для выборочной застройки в сложившихся населенных пунктах и при отсутствии в них централизованных систем канализации, а также для канализования первоочередных объектов (отдельных жилых домов, больниц, школ, детских садов, административных зданий) следует применять децентрализованные схемы канализации. Применению децентрализованной схемы канализации благоприятствуют следующие условия: песчаные и супесчаные грунты при низком уровне грунтовых вод; низкая плотность населения канализуемой застройки (ниже 20-30 чел./га); относительно низкий уровень благоустройства жилого фонда (норма водоотведения до 100 л/чел. в сутки), отсутствие необходимых средств и мощностей подрядной организации для строительства централизованной канализации.
3.12. Методы очистки сточных вод для централизованной и децентрализованной схем, а также расчетные параметры очистных сооружений должны приниматься на основе СНиП и указаний настоящих Норм.
Децентрализованные системы очистки сточных вод (также называемые децентрализованными системами очистки сточных вод ) транспортируют, обрабатывают и удаляют или повторно используют сточные воды небольших и малонаселенных населенных пунктов, зданий и жилых домов в отдаленных районах, отдельных государственных или частных владений. Поток сточных вод образуется при наличии соответствующего водоснабжения внутри зданий или рядом с ними.
СОДЕРЖАНИЕ
Задний план
Сравнение с централизованными системами
Приложения
В местах с развитой инфраструктурой децентрализованные системы сточных вод могут быть жизнеспособной альтернативой традиционной централизованной системе, особенно в случаях модернизации или модернизации существующих систем. Возможно множество различных комбинаций и вариаций гибридных систем. Развитие новых технологий лечения позволяет создавать децентрализованные решения, которые являются технически и эстетически обоснованными и приемлемыми.
Децентрализованные приложения необходимы в новых городских застройках, где строительство инфраструктуры еще не готово или будет выполнено в будущем. Во многих странах и регионах развитие инфраструктуры (дороги, водоснабжение и особенно канализационные / дренажные системы) осуществляется через годы после строительства жилья. В таких случаях децентрализованные очистные сооружения рассматриваются как временное решение, но они являются обязательными для предотвращения проблем со здоровьем населения и окружающей среды.
В зависимости от размера обслуживаемой территории можно найти разные масштабы децентрализации:
Варианты очистки сточных вод
Очистные сооружения, напоминающие естественные процессы очистки: для их применения требуется значительная площадь поверхности из-за медленного темпа применяемых биологических процессов. По той же причине они больше подходят для более теплого климата, потому что скорость процесса очистки зависит от температуры. Эти технологии более устойчивы к колебаниям нагрузок и не требуют сложного обслуживания и эксплуатации. Построенные водно-болотные угодья больше подходят для применения на территории или на уровне микрорайона, в то время как стабилизирующие пруды могут быть жизнеспособной альтернативой децентрализованным системам на уровне небольших городов или сельских сообществ.
Инженерные технологии очистки сточных вод: существует большое разнообразие очистных сооружений, в которых применяются различные процессы и технологии очистки. Малые очистные сооружения в децентрализованных системах используют те же технологии, что и средние или крупные предприятия. Для применения на месте разработаны упаковочные установки, которые имеют компактные размеры и имеют разные отсеки для различных процессов. Тем не менее, проектирование и эксплуатация небольших очистных сооружений, особенно на уровне района или на месте, представляет собой серьезные проблемы для инженеров по очистке сточных вод, связанные с колебаниями потока, необходимостью компетентной и специализированной эксплуатации и технического обслуживания, необходимых для решения большого количества небольших растений, и относительно высокая стоимость на душу населения.
Регламенты и управление
В случае децентрализации на уровне объекта и кластеров зданий вся система сточных вод находится в частных помещениях. Расходы и ответственность за проектирование, строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание несет владелец. Во многих случаях специализированные компании могут выполнять процедуры эксплуатации и технического обслуживания. Местные органы власти выдают разрешения и могут оказывать поддержку в эксплуатации и управлении в форме сбора отходов, выдачи сертификатов / лицензий на стандартизированное оборудование для обработки или для выбранных квалифицированных частных компаний. С точки зрения регулирования, контроль качества очищенных сточных вод для повторного использования, сброса или удаления полностью находится в сфере ответственности местных или государственных органов власти. Это может быть проблемой, если необходимо контролировать и проверять большое количество систем. В интересах владельца правильно эксплуатировать и обслуживать систему, особенно в случае повторного использования очищенных стоков. Чаще всего эксплуатационные проблемы связаны с засорением очистных сооружений в результате нерегулярного удаления ила или гидравлической перегрузки из-за увеличения количества обслуживаемого населения или повышенного расхода воды.
Вопросы городского планирования и инфраструктуры
В слаборазвитых населенных пунктах, где нет инфраструктуры, трудно обеспечить устойчивые санитарные меры; например, уборные с выгребной ямой / септики нуждаются в периодической очистке, обычно выполняемой вакуумными грузовиками, которые должны подъезжать к уборной и нуждаются для этой цели в основной дороге. Управление фекальным осадком связано с организацией и внедрением этой практики устойчивым образом, включая сбор, транспортировку, обработку и утилизацию / повторное использование фекального осадка из выгребных ям и септиков.
Примеры
В Технологическом центре Ботсваны в Габороне, Ботсвана, было проведено тематическое исследование децентрализованной системы сточных вод на уровне объекта с повторным использованием очищенных сточных вод. Это пример децентрализованной системы сточных вод, которая обслуживает одно институциональное здание, расположенное в районе, обслуживаемом городской канализацией. Сточные воды из здания обрабатываются на установке, состоящей из: септика, за которым следует каменный фильтр, биофильтр и заболоченное место с поверхностным стоком. Очищенные сточные воды повторно используются для орошения прилегающих зеленых насаждений, но исследование зарегистрировало отток с заболоченных земель только в периоды сильных дождей. Этот пример показывает необходимость тщательной оценки ожидаемого количества, качества и колебаний образующихся сточных вод при проектировании децентрализованных систем сточных вод.