История развития и устройство современной системы водоотведения города
История канализации
Первая канализация существовала еще в легендарном городе античности – Эфесе.
Принцип канализации древних времен ничем не отличается от канализации нашего времени.
Ее принцип был такой же простой, как и сейчас – надо было доставить стоки из одного пункта в другой. Способы избавления от нечистот знали и в Древнем Египте, и в Древнем Риме, и в Греции, и в Китае, и в Междуречье. Но на долгое время городская канализация ушла из жизни людей после нашествия варваров, и в итоге это принесло продолжительные эпидемии, унесшие жизни тысяч людей, ведь грязная вода оставалась на улицах и продолжала разносить болезни дальше.
Все Средневековье на улицах лежали отбросы, стоял отвратительный запах, и ни о какой чистоте воды и речи быть не могло. Человечество вновь начало задумываться о том, как убирать отходы, только в эпоху Просвещения, а окончательно городская канализация была создана после эпидемии холеры в 1830 году.
В Древней Руси также существовала канализация, она очень напоминала римскую, но была сделана из дерева, а не камня. Во время правления Ивана Грозного люди перестали следить за чистотой города и воды, и это, конечно же, привело к мору. Долгое время ситуация не менялась, водоотведение понемногу появлялось лишь в больших городах. В России лишь в начале ХХ века появились настоящий водопровод и канализация.
Несмотря на тяжелый путь, который пришлось пройти водоотведению, трубы и канавы никогда не засорялись, ведь раньше людям не приходило в голову смывать туда инородные предметы, такие как подгузники, мусор, в том числе и строительный, огромное количество бумаги или тряпки.
Что такое канализация?
Городская канализация бывает трех типов водоотведения: ливневого, бытового и производственного.
Городская канализация была устроена с целью снабжать людей водой и убирать грязную, уже использованную воду, удалять продукты жизнедеятельности человека, излишки дождевой воды, а также хозяйственно-бытовые отходы. Существует три типа городского водоотведения: бытовое, ливневое и производственное. Бытовая система канализации предназначена для удаления отходов из домов людей, школ, детских садов, больниц и других скоплений людей. Ливневая, которую иначе называют дождевой канализацией, предназначена для удаления с улиц воды после дождей и таяния снега, она устроена так, что часть воды после очищения впитывается в землю, а часть отправляется в предназначенный для этого водный резервуар, например пруд или реку. Производственная канализация служит для удаления остатков продуктов производства, это самые опасные отходы, потому они сразу же проходят несколько предварительных ступеней очистки – химическую, механическую – и поступают в жироуловитель.
Это очень сложное устройство инженерии. Для того чтобы оно правильно работало, необходимо приложить усилия, очень тщательно и внимательно все просчитать, ведь если ошибиться с глубиной коллекторов или материалом, может произойти авария. Она будет иметь последствия не только в виде неприятного запаха и, если лопнули трубы в стенах, мокрых стен и перекрытий, но и может нанести вред природе и людям, если неприятность произошла на производстве. А неправильно рассчитанный и выполненный уклон трубопроводов может привести к тому, что все отходы не будут отправляться дальше в очистные сооружения, а в случае, когда колодцы переполнены, и вовсе могут вернуться обратно в дом.
Принципы монтажа водоотведения
Схема монтажа водоотведения.
Устройство системы водоотведения начинается с квартир, административных зданий. Все отходы и использованная вода, кроме дождевой, через отводные трубопроводы удаляются со всех этажей строений в поэтажные отводы, затем в вертикальную трубу – стояк. Стояк, обычно в подвалах, переходит в трубу-выпуск, которая, в свою очередь, входит в первый канализационный колодец. Его обычно делают на расстоянии 7 м от дома и ниже глубины промерзания грунта. Это устройство служит первым очистительным пунктом – именно в нем происходит избавление от крупного мусора, строятся жироловки, а также он оберегает трубы от засорения. В зависимости от назначения и количества подведенных строений, делается несколько колодцев, через них соединяются трубы, в них происходит поэтапная очистка воды, и в случае поломки один колодец может некоторое время заменять другой.
Трубы начинаются небольшим диаметром у раковин, ванн и прочих сантехнических устройств, потом постепенно расширяются. Обычно уже к стояку диаметр трубы достигает 110 мм и продолжает увеличиваться до самой фановой трубы, которая переходит в коллектор. Последняя труба имеет огромный диаметр, ее сложно монтировать, и правильное ее устройство, подключение и монтаж колодца по трудоемкости и затратам можно сравнить со строительством и обустройством метро.
Материалы, из которых сделаны трубопроводы и коллекторы, должны соответствовать всем технологическим требованиям и выдерживать контакт с агрессивной средой. Трубы делают из чугуна, полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида и железобетона. Последние используются исключительно для труб с очень большим диаметром – от 150 мм – и за пределами зданий, остальные используются в домах и зданиях. Иногда используют стеклянные, асбестоцементные и керамические трубопроводы, но только в местах, где требуется придать красивый внешний вид. Для коллекторов больше подходит железобетон и пластмасса, их устраивают на расстоянии 30 ме друг от друга.
Способы очистки стоков
Существует три способа очистки стоков: механический, химический и биологический.
В первую очередь для любого типа стоков применяют механическую очистку – это избавит воду от весомых веществ, плотность которых превышает плотность воды, и инородных тел, таких как куски пластика, мусор, одежда или полиэтилен. К тому же специальное устройство песколовок, решеток и отстойников избавит воду от большого количества песка. Под воздействием силы тяжести весь мусор остается на дне сооружения, а канализационные воды попадают в следующий очиститель.
Химическая и физико-химическая очистка сточных вод городской канализации происходит благодаря реакциям между водами и добавляемыми реагентами. Эти реакции восстановления и окисления образовывают осадок и газовыделение, удаляя тем самым все вредные вещества. Этот метод подходит лишь для производственных отходов, ведь именно в них содержится угроза среде и человеку. На особо вредных предприятиях первоначальное химическое очищение происходит до того, как стоки попадают в общую городскую канализацию.
Биологический метод избавляет воды от бактерий, при помощи минерализации происходит избавление от органического азота и фосфора. Для этих целей используются метантенки, биофильтры, активный ил и анаэробные или аэробные микроорганизмы, в зависимости от того, от каких вредных организмов требуется избавиться. Поскольку некоторые бактерии не могут жить без кислорода, а другие, наоборот, не выносят избытка кислорода, то используются оба процесса, тем самым убивая как первые, так и вторые вредные организмы.
Биологическую очистку необходимо проводить после механической и до и после химической.
