Системы водоотведения сточных вод, а также их очистки. Обзор общесплавной канализации

Система водоотведения - это техн. прием объединения или разъединения потоков ст. вод разл. происхождения. Распространены общесплавные и комбинированные системы. Раздельные системы подразделяются на полные раздельные, неполные раздельные и полураздельные.

Общесплавная система имеет единую водоотв. сеть для отведения ст. вод всех видов: бытовых, произв-х и дождевых Особенностью этой сис. является оснащение главного коллектора ливнеспуском для сброса смеси сточных вод, в водоем без очистки.

Полная раздельная система имеет неск. водоотводящ.сетей, каждая из котор. предназнач. для отвед. ст. вод определенного вида. Она имеет сети для отвода быт. вод от города и ПП, производств. вод и дождевых вод.

Схемы полной раздельной системы водоотведения:

а - без очистки поверхностного стока; б и в - с очисткой поверхностного стока соответственно на локальных и на централиз. ОС; ОСБПВ - очистные сооружения бытовых и производственных вод; ОСИП -очистные сооружения промышленного предприятия; ЛОСПС - локальные очистные сооружения поверхностного стока; ЦОСПС - централизованные очистные сооружения поверхностного стока; НС - насосная станция: 1- бытовая сеть; 2 - ливневая сеть; Л - граница города; 4 - производственная сеть; 5 - граница ПП

При разработке системы водоотведения городов и ПП необходимо учитывать:

Возможность сокращения объемов загрязненных сточных вод за счет устройства замкнутых систем;

Возможность последоват. использов-я воды в различ. техн. процессах с нормативн. треб-ями к ее качеству;

Необходимость очистки наиболее загрязнение части поверхностного стока, образующегося в период выпадения дождей, таяния снега и мойки дорожных покрытий в количестве 70 % годового стока для селитебных территорий н всего объема стока для пло­щадок предприятий, имеющих выбросы токсичны органических веществ.

При полной раздельной системе водоотведения очистка поверхностного стока м/б реализована дифференцированно с созданием ЛОС на дождевой сети

Неполная раздельная система. Отведение и сброс дождевых вод без очистки в водоем производится по открытым лоткам, кюветам и канавам. Обычно эта система применяется для небольших объектов и при дальнейшем улучшении благоустройства населенных мест развивается в полную раздельную систему водоотведения.

Полураздельная система имеет, две водоотводящие сети - производственно-бытовую и дождевую.

1- производственная бытовая сеть; 2 - ливневая сеть; 3 -промышленное предприятие; 4 - разделительные камеры

12. Осветление воды в слое взвешенного осадка.

Для предварительного осветления воды вместо отстойников в настоящее время широко используют осветлители со слоем взвешенного осадка.

Этот метод осветления применим только при условии введения в воду коагулянта, т.е. при условии предварительной обработки воды, лишающей частицы взвеси агрегативной устойчивости.

Принцип работы: вода из смесителя (после введения в нее реагентов) подается в нижнюю часть осветлителя. Нижнюю часть устраивают постепенно расширяющейся кверху, т.е. конической. Благодаря этому скорость восходящего потока в пределах нижней части осветлителя постепенно уменьшается. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока. Допустим, что это будет иметь место на высоте h 0 над точкой ввода воды - на уровне /-/. Выше этого уровня по мере работы осветлителя образуется слой взвешенного осадка, через который будет проходить и фильтроваться осветляемая вода. Высота слоя h1зависит от треб. эфф. осветления воды. Эта высота обеспечивается расположением устройства / для отбора осадка на определенном уровне //-//. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель. Вода продолжает восходящее движение до уровня ///-///, где расположены устройства 2 для ее сбора и отвода. В слое взвешенного осадка происходит процесс прилипания частиц взвеси к образов. в воде хлопьям коагулянта. В этом слое имеет место так называемое стесненное осаждение хлопьев и частиц мути; скорость выпадения частиц в условиях стесненного осаждения всегда меньше, чем при их свободном осаждении; скорость восходящего движения воды в пределах этого слоя в каждый момент работы осветлителя равна скорости выпадения хлопьев. При увеличении концентрации вещества в слое взвешенного осадка изменяется (уменьшается) скорость выпадения частиц.

Для надлежащего эффекта осветления необходимо, правильно назначить высоту взвешенного слоя h и скорость восходящего движения воды. Эти величины будут зависеть от качества природной воды и методов ее химической обработки.

Основными признаками, отличающими отдельные типы осветлителей, используемых в отечественной практике, являются: а) форма рабочей камеры осветлителя; б) наличие или отсутствие дырчатого днища под слоем взвешенного осадка; в) метод удаления избыточного осадка из рабочей камеры; г) конструкция и место расположения осадкоуплотнителей.

На рис. показана конструкция прямоугольного осветлителя коридорного типа. Рабочая камера состоит из двух отделений, в нижнюю призматическую часть которых по трубам 1 подается осветляемая вода. Осветленная вода отводится желобами 2 в сборный лоток 3 и далее по отводящей трубе 4. Камера для сбора и уплотнения осадка расположена между двумя отделениями осветлителей. Осадок из взвешенного слоя поступает в осадкоуплотнитель через окна 5, прикрытые козырьками 6, препятствующими поступлению в окна осветленной воды. Для принудительного отсоса осадка через окна осуществляется отбор воды из осадкоуплотнителя по трубам 7 в тот же сборный желоб 3. При помощи задвижки 8 можно обеспечить такой отбор воды, чтобы уровень ее в осадкоуплотнителе был несколько ниже, чем в отделениях рабочей камеры. Эта разность уровней и будет обеспечивать постоянный (принудительный) отбор осадка через окна 5. Уплотненный осадок выпускается по дырчатым трубам 9.

На рис. показано устройство осветлителя с поддонным осадкоуплотнителем и дырчатым днищем. Вода с введенным в нее реагентом по трубе / подается в лоток (служащий воздухоотделителем), а из него по вертикальной трубе поступает через распределительный цилиндр в распределительные дырчатые трубы 2. Через отверстия в этих трубах вода поступает в пространство, ограниченное снизу сплошным днищем и сверху дырчатым днищем. Высота слоя взвешенного осадка 3 обусловливается высотой расположения осадкоотводящих труб 4, через которые избыток осадка поступает в поддонный ссадкоуплотнитель 5. В верхней центральной части осадкоуплотнителя располагается дырчатая кольцевая труба, присоединенная стояком 6 к кольцевому желобу 7. Отсюда осветленная вода отводится по трубе 8. На трубе 6 устанавливается задвижка 9 для регулирования отвода воды. Разность уровней воды в рабочей зоне осветлителя и в кольцевом сборном желобе обусловливает отсос воды из верхней части уплотнителя и, следовательно, принудительный отсос осадка в уплотнитель через трубы 4. Для смыва осадка из осадкоуплотнителя подается вода по дырчатым трубам 10; осадок удаляется по трубе 11.

На рис показана конструкция осветлителя, предложенная Е. Ф. Кургаевым. Осветляемая вода подается по трубе и поступает в нижнюю зону осветлителя через трубы 2, снабженные соплами, сообщающими воде вращательное движение в гориз. плоскости. Сбор осветленной воды осуществляется системой желобов или перфорированных труб; осветленная вода отводится по трубе 3. Реагенты подаются по трубкам 4 в нижнюю зону осветлителя. Осадок собирается в осадкоуплотнителе 5, имеющем внизу дополнит. бункер 6. Избыточная взвесь из взвеш. слоя отводится ч/з окна 7.

При больших диаметрах осветлителя (более 7 м) применяют дополнительные устройства 8 для отвода взвеси. Из осадкоуплотнителя осадок удаляется по трубе 9. На рисунке показаны также дренажная решетка 10, трубы для отсоса осветленной воды из осадкоуплотнителя //, донные клапаны осадкоуплотнителя 12. Осветлители этого типа нашли широкое применение в установках для осветления и реагентного умягчения воды теплоэнергетических станций.

При расчете осветлителя заданными явл. количество и качество исходной воды и требуемый эффект осветления.

Осветлители со взвешенным осадком приняты коридорного типа с поддонным осадкоуплотнителем. Площадь осветлителя определим:

где Fзо-площадь зоны осветления,м 2

Fоу-площадь осадкоуплотнения, м 2

V 0 =0,7мм/с- скорость восходящего потока К=0,8 – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем, принято по т.20(1)

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДООТВЕДЕНИИ

Водоотведение и очистка сточных вод является одной из специальных дисциплин, которая решает задачи сбора и отвода за пределы городов и промышленных предприятий использованных и отработавших вод, их очистки, обезвреживания и выпуска в водоемы, а также решает вопросы обработки образующихся при очистке осадков и их утилизации.

Каждый город и промышленные предприятия имеют комплекс подземных самотечных и напорных трубопроводов, очистных сооружений. Комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, предназначенных для сбора, отвода за пределы города, очистки, обезвреживания и обеззараживания сточных вод и выпуска их в водоемы называется водоотводящей системой .

Сточные воды образуются при использовании природной или водопроводной воды для бытовых целей и технологических процессов промышленных предприятий. К сточным водам относятся также атмосферные осадки - дождевые и талые воды, выпадающие на территории городов и промышленных предприятий. Сточные воды содержат в своем составе органические загрязнения, которые способны загнивать и служить средой для развития различных микроорганизмов. Поэтому сточные воды являются источником различных заболеваний и распространения инфекций, что может вызвать возникновение эпидемий. Кроме органических загрязнений сточные воды содержат в своем составе и минеральные загрязнения, вредные и токсичные вещества. Таким образом, сточные воды являются источником загрязнения окружающей природной среды - водоемов, почв и т.д.

Устройство систем водоотведения устраняет все негативные последствия от воздействия сточных вод на окружающую природную среду. После очистки сточные воды обычно сбрасываются в водоем. Наиболее совершенными системами водоотведения являются такие, которые обеспечивают очистку и подготовку сточной воды до такого качества, при котором возможен возврат воды для повторного использования в промышленном или сельском хозяйстве. Такие системы называются бессточными или замкнутыми .

В небольших населенных пунктах с малой плотностью населения санитарное благополучие решается путем сбора отбросов в специальных выгребах и последующего вывоза их на специальные поля для обезвреживания. Такая система называется вывозной.

История развития канализации свидетельствует о том, что сооружения для отвода бытовых и дождевых вод устраивались уже в глубокой древности. Так, они были обнаружены в результате раскопок в Индии, Греции, Риме, Египте и в др. странах. Каналы для отведения сточных вод строились и в Древней Руси уже в XII веке – в Новгороде. В Московском Кремле в 1367 г. была проложена первая водосточная труба, предназначенная для отвода дождевых вод в Москву-реку. В Петербурге в начале XVIII века устраивались каналы из дерева для отвода дождевых вод, а в 1770 г. начато строительство водостоков из кирпича в центральной части города. До 1917 г. в России имели централизованную систему канализации лишь 18 городов, но и в этих городах строилась канализация только в центральных районах. Сточные воды, как правило, выпускались в водоемы без всякой очистки и даже в черте города. Но к 1932 году в России уже была построена канализация в 55 городах общей пропускной способностью 575 тыс. м 3 /сут (для сравнения: Москва – 9 млн., Харьков – 1 млн. м 3 /сут – сегодня). В то же время в США строительство систем водоотведения осуществлялось быстро - к 1902 г. они были уже в 1000 городах. Однако эти системы имели лишь водоотводящие сети – т.е. системы подземных трубопроводов для отвода сточных вод за пределы городов и промышленных предприятий и сброса их в водоемы. Англия же первая установила требования к очистке сточных вод и уже в 1870 г. были установлены нормы очистки сточных вод в зависимости от их разбавления при выпуске в водоемы.

К 1987 году в бывшем СССР был канализован 1851 город (85,1% от общего числа городов) и 2132 поселковых населенных пункта (53,4% от общего числа поселков).

Благодаря принятым в Украине усилиям основная часть наших городов, населенных пунктов и промышленных предприятий уже имеют к настоящему времени совершенные системы водоотведения. Однако не все эти системы имеют совершенные и эффективные очистные сооружения или пропускная способность существующих очистных сооружений недостаточна.

Системы водоснабжения и водоотведения тесно связаны между собой. При отсутствии системы водоотведения ограничивается потребление воды, т.к. возникают затруднения с удалением сточных вод. Строительство зданий более 2-3 этажей невозможно без водоотведения, а при отсутствии системы водоснабжения невозможно создать систему водоотведения, так как только при большом потреблении воды образующиеся загрязнения разбавляются водой до такой степени, когда можно создать сплошные потоки воды в самотечных трубопроводах, способные обеспечить гидротранспорт этих загрязнений за пределы городов и промышленных предприятий. Современную систему водоснабжения и водоотведения можно создавать только при наличии внутренних (в зданиях) систем водоснабжения и водоотведения. При этом жители, стремясь удовлетворить свои бытовые потребности, увеличивают потребление воды, что позволяет нормально функционировать системам водоотведения.

Современные города с большой площадью застройки, плотностью и численностью населения, а также с застройкой многоэтажными и высотными зданиями могут существовать только при наличии современных систем водоснабжения и водоотведения. Потребление и отвод воды от каждого санитарного прибора, квартиры и здания без ограничения обеспечивают высокие санитарно-эпидемиологические и комфортные условия жизни людей. Только современные сплавные системы водоотведения позволили людям оборудовать свои квартиры не только раковинами для мойки посуды и умывальниками, но и ваннами с использованием горячей воды, благодаря чему и растет количество потребляемой воды и отводимых сточных вод. И все эти воды необходимо не только отвести, но и очистить, а это сопряжено с большими материальными и финансовыми затратами. Поэтому сегодня уже стоит вопрос о сокращении объема, как потребляемой воды, так и отводимых сточных вод или совершенствования систем и схем водоотведения, а также методов очистки сточных вод, обеспечивающих интенсификацию работ систем водоотведения.

^ 2. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ

2.1. Классификация и краткая характеристика сточных вод

В процессе жизнедеятельности человек использует большое количество воды. При использовании ее в быту и промышленности вода загрязняется, в ней накапливаются вещества органического и минерального происхождения и при этом изменяются ее физические свойства. И вот такую воду принято называть сточной водой . Загрязняя окружающую среду, сточные воды создают условия для возникновения различных болезней и эпидемий.

Кроме того, в сточных водах могут содержаться токсичные вещества (кислоты, щелочи, соли, тяжелые металлы), которые вызывают отравления живых организмов и гибель растений. Поэтому сточные воды должны удаляться из населенных пунктов и промышленных помещений. Таким образом, водопроводная вода, используемая в бытовой и производственной деятельности человека, загрязняясь органическими и неорганическими веществами, превращается в сточную воду и подлежит удалению.

Наибольшую опасность в санитарном отношении представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные, дурно пахнущие газы, как сероводород, аммиак, углекислый газ. Кроме того, в сточных водах содержатся и микробы, вызывающие заболевания дизентерией, брюшным тифом, холерой.

Минералогические загрязнения сточных вод не опасны для здоровья людей и животных, но также должны удаляться за пределы населенных мест. По происхождению сточные воды можно классифицировать на бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные и атмосферные.

^ Бытовые сточные воды образовываются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это воды от умывальников, раковин, ванн, унитазов, моек и т.д. Они сильно загрязнены минеральными и органическими веществами, содержат много бактерий, в том числе и патогенных. Бытовые воды опасны в санитарном отношении.

Производственные (промышленные) воды – образуются на промышленных объектах в результате технологических процессов производства. По степени загрязненности они делятся на: а) условно-чистые; б) загрязненные.

^ Условно-чистые воды не содержат специфических загрязнений, в процессе использования они лишь меняют свою температуру (это воды от охлаждения машин, агрегатов, конденсационные воды).

^ Загрязненные производственные воды по составу загрязнений и их концентрации весьма разнообразны, загрязненность их зависит от вида производства и технологии производства. Могут быть воды загрязненные в основном либо минеральными примесями, либо органическими, либо смешанными, либо содержать бактериальные загрязнения, вредные, ядовитые, радиоактивные вещества и т.д.

^ Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега и называют их дождевыми или ливневыми. По составу загрязнений они могут быть близки к разбавленным бытовым и производственным сточным водам.

^ Основными характеристиками сточных вод являются :


  1. Их количество, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с или м 3 /ч; м 3 /сут.

  2. Степень равномерного и неравномерного образования и поступления сточных вод в водоотводящую систему, которая определяется коэффициентами неравномерности. В табл. 2 приведены общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод в зависимости от среднего расхода сточных вод.

  3. Виды загрязнений и содержание их в сточных водах, характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемых в мг/л или г/м 3 .
В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Находятся эти загрязнения в нерастворенном и растворенном состояниях. Нерастворенные загрязнения называются взвешенными веществами. Наиболее опасны – загрязнения органического происхождения. В среднем в бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится 100-300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается величиной биохимической потребности в кислоте (БПК) и химической потребностью в кислороде (ХПК) – 150-600 – 100-400 мг/л. В табл. 25 приведено количество загрязняющих воду веществ на одного жителя (так, количество загрязняющих веществ на одного жителя по взвешенным веществам равно 65 г/сут; БПК – 75 г/сут; азот аммонийных солей N – 8 г/сут; фосфаты P 2 O 5 – 3,3 г/сут и т.д.).

Различная степень загрязнения сточных вод, различная неравномерность и количество их при проектировании ставят важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, совместной или раздельной их очистки.

^ 2.2. Системы водоотведения

Возможны различные решения систем водоотведения – путем совместного или раздельного водоотведения сточных вод различных видов. В зависимости от этого проектируемые водоотводящие системы подразделяются на: общесплавные , раздельные и комбинированные , а раздельные системы подразделяются на полные раздельные , неполные раздельные и полураздельные .

имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных вод всех видов: бытовых, производственных и дождевых. Особенностью общесплавной системы является наличие на главном коллекторе ливнеспусков, через которые часть смеси сточной воды сбрасывается в водоем при выпадении сильных дождей (рис. 2.1).

Рис. 2.1 – Общесплавная система водоотведения:

1 – коллектор, транспортирующий бытовые, производственные и дождевые сточные воды; 2 – ливнеспуск; 3 – сбросной трубопровод от ливнеспуска;

^ 4 – очистные сооружения; 5

Отвод с обслуживаемых объектов всех сточных вод обеспечивает высокое санитарное состояние городов и промышленных предприятий. Применять общесплавную систему канализации целесообразно при наличии рядом с обслуживаемым объектом рек с большим расходом воды, в которые допустим сброс значительных объемов неочищенных сточных вод.

Полная раздельная система водоотведения (рис 2.2) имеет две или больше водоотводящих сетей, каждая из которых предназначается для отвода сточных вод определенного вида – для отвода бытовых вод от города, производственных и дождевых. При полной раздельной системе водоотведения очистка поверхностного стока может решаться или созданием локальных очистных сооружений поверхностного стока перед выпуском прямо на дождевой сети или созданием централизованных очистных сооружений за пределами обслуживаемого объекта и переброски на них дождевых вод по главному коллектору дождевой сети.


Рис. 2.2 – Полная раздельная система водоотведения:

^ 1

2 – коллектор, транспортирующий дождевые сточные воды;

3 – очистные сооружения промбытовых сточных вод; 4 – очистные сооружения дождевых сточных вод; 5 и 6 – выпуски очищенных сточных вод в водоем

Неполная раздельная система водоотведения имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода загрязненных бытовых и производственных сточных вод (производственно-бытовая сеть). Отвод дождевых вод в водоем предусмотрен по открытым лоткам или канавам. Применяются обычно для небольших объектов.


Рис. 2.3 – Неполная раздельная система водоотведения:

^ 1 – коллектор, транспортирующий бытовые и промышленные сточные воды;

2 – открытые лотки, кюветы и канавы для отведения дождевых вод в водоем;

^ 3 – очистные сооружения; 4 – выпуск очищенных сточных вод

Полураздельная система водоотведения (рис 2.4). При этой системе одновременно строятся две подземные сети труб – производственно-бытовая и дождевая, и один общий главный коллектор, по которому все бытовые и производственные сточные воды и первые наиболее загрязненные порции дождевой воды (до 70% годового стока) отводятся на очистные сооружения, а более чистая часть дождевого стока по ливнеотводам сбрасывается в водоем без очистки.

Комбинированная система водоотведения обычно складывается исторически (по мере развития города), когда в разных районах города возникают разные системы водоотведения. Например, в одном (старом) районе города имеется общесплавная система, а в новом районе строят раздельную систему.


Рис. 2.4 – Полураздельная система водоотведения:

^ 1 – производственно-бытовая сеть; 2 – дождевая сеть;

3 – общий (общесплавной) главный коллектор; 4 – разделительные камеры;

5 – ливнеотводы

Каждая из перечисленных систем водоотведения имеет достоинства и недостатки.

^ 2.3. Достоинства и недостатки систем водоотведения

Достоинства общесплавной системы:


  1. Протяженность и стоимость одной сети по сравнению с несколькими сетями полной раздельной системы значительно меньше.

  2. Легче проложить один трубопровод, чем несколько по проезжей части улиц, меньше смотровых колодцев с люками и крышками на поверхности проездов.

  3. Меньше стоимость эксплуатации сети.
Недостатки:

  1. Требуются большие единовременные затраты в начале строительства сети, состоящей из труб большого диаметра. При полной раздельной системе в первую очередь может быть построена только бытовая сеть из труб сравнительно малых диаметров.

  2. Больше стоимость строительства и эксплуатации насосных станций и очистных сооружений, так как расходы воды, поступающие на насосные станции общесплавной системы, превышают в 1,5-3 раза расходы воды на те же сооружения полной раздельной системы.

  3. В водоем через ливнеспуски сбрасывается смесь сточных вод, т.е. и бытовые сточные воды, которые характеризуются более высокими показателями загрязнений.

  4. Через ливнеспуски возможно подтопление водоотводящей сети в период паводков в реках и повышения уровня воды в них.
Достоинства полной раздельной системы:

  1. Невелики единовременные затраты на строительство бытовой сети.

  2. Стоимость строительства и эксплуатации очистных сооружений меньше, чем стоимость их строительства при общесплавной системе.
Недостатком полных раздельных систем водоотведения является то, что весь объем дождевых вод сбрасывается без очистки в водоем.

^ При полураздельной системе водоотведения достоинством является то, что в водоем сбрасывается лишь часть менее загрязненных дождевых вод, а наиболее загрязненные воды направляются на очистные сооружения и подвергаются очистке.

Таким образом, применение общесплавных систем целесообразно при наличии рядомс обслуживаемым объектом мощного водоема и в районах, характеризующихся выпадением небольшого количества осадков. При расположении очистных сооружений на большом расстоянии от обслуживаемого объекта общесплавная система может оказаться менее выгодной по сравнению с применением полной раздельной системы. Применение общесплавной системы целесообразно на узкихулицах с большой насыщенностью их подземными сооружениями.

Применение же полной раздельной и общесплавной систем не всегда способны обеспечить возросшие санитарные требования. Наиболее перспективной является полураздельная система, которая в основном и нашла применение у нас.

^ 2.4. Общая схема водоотведения и ее основные элементы

Схемы водоотведения составляются на основе генпланов городов в масштабе 1:5000-1:10000 с горизонталями через 1-2 м. На генпланах указаны кварталы и проезды. Для промышленных предприятий схемы разрабатываются на основе генпланов этих предприятий в масштабе 1:1000-1:5000 с горизонталями через 0,5-1 м.

Водоотводящая система состоит из следующих основных элементов:

1) внутренних водоотводящих систем зданий;

2) наружной внутриквартальной (дворовой) водоотводящей сети;

3) внешней (наружной) водоотводящей сети;

4) регулирующих резервуаров;

5) насосных станций и напорных трубопроводов;

6) очистных сооружений;

7) выпусков очищенных сточных вод в водоем и аварийных выпусков сточной воды в водоем.

Внутренняя водоотводящая система (рис. 2.5) состоит из приемников сточных вод (санитарных приборов) и внутренней водоотводящей сети, которая включает стояки, отводные линии и выпуски из зданий. Все трубопроводы укладывают с уклоном к стоякам для обеспечения самотечного отвода воды. Трубопроводы стояков прокладывают вертикально, а верхняя часть возвышается над крышей на высоте 0,7-1 м. Через стояки обычно осуществляется вытяжка газа (вентиляция). Выпуски – это участки трубопроводов от стояков до смотровых колодцев на внутриквартальной водоотводящей сети, которые также укладываются с уклоном. Для исключения попадания газов в помещения под санитарными приборами устанавливают сифоны (гидравлические затворы), в которых постоянно находится вода высотой 8-10 см.

Внутриквартальная водоотводящая сеть (рис. 2.6) представляет собой систему подземных трубопроводов. Трассируется она обычно около зданий, соединяя выпуски из зданий. На участке внутриквартальной сети на расстоянии 1-1,5 м от красной линии располагается контрольный колодец, служащий для контроля за работой внутриквартальной сети, а на выпусках из зданий – смотровые колодцы.


Рис. 2.5 – Схема внутренней водоотводящей системы жилого дома:

1 – санитарные приборы; 2 – гидравлические затворы; 3 – отводные трубы;

4 – стояк; 5 – вентиляционная (вытяжная) труба; 6 – выпуск


Рис. 2.6 – Схема внутриквартальной водоотводящей сети:

6 – выпуски из зданий; 7 – подземный самотечный трубопровод внутриквартальной сети; 8 – соединительная ветка; 9 – подземная самотечная уличная сеть; СК – смотровые колодцы; КК – контрольные колодцы

Внешняя (наружная) водоотводящая сеть. Называется еще уличной и состоит из систем подземных трубопроводов, уложенных с уклоном в направлении движения воды. В целях уменьшения глубины заложения трубопроводы должны трассироваться в направлении, совпадающем с уклоном поверхности земли.

При составлении схемы водоотводящей сети обслуживаемый объект (город) разбивается на бассейны водоотведения. Бассейн водоотведения это часть территории города, ограниченная линиями водоразделов и границами города. Внешняя водоотводящая сеть разделяется на уличную сеть 9, коллекторы бассейнов водоотведения 10 и главные коллекторы 11 (рис. 2.7).

Уличная сеть – трубопроводы, в которые присоединяются внутриквартальные сети.

Коллекторы бассейнов – водоотводящие трубопроводы для приема и отвода сточных вод от части или всего бассейна водоотведения. Главные коллекторы – трубопроводы для приема и отвода сточных вод от части или всего города. Главными коллекторами сточная вода транспортируется к насосным станциями или очистным сооружениям.

Для осмотра трубопроводов на водоотводящих сетях устраивают смотровые колодцы СК (рис. 2.6). Для пересечения самотечных трубопроводов с естественными препятствиями (реками, оврагами) и подземными сооружениями строятся эстакады или дюкера. Для приема в водоотводящую сеть дождевых вод строятся дождеприемники.

Регулирующие резервуары – это искусственные или естественные емкости, обеспечивающие аккумуляцию сточных вод в период максимального их притока, а в часы, когда приток сточных вод снижается, производится их сброс или откачка. Обычно регулирующие резервуары устанавливаются на водоотводящей сети для отвода дождевых вод.

При глубине заложения трубопроводов 6-8 м приходится осуществлять перекачку сточных вод. Поэтому в этих местах устраиваются насосные станции, которые перекачивают сточные воды либо в другой коллектор, либо на очистные сооружения. Насосные станции подразделяются на: местные МНС , районные РНС и главные ГНС .

МНС служат для подъема и перекачки сточной воды от одного здания или группы; РНС – для подъема и перекачки сточной воды от части или целого бассейна водоотведения; ГНС для подъема и перекачки сточной воды на очистные сооружения от части или всего города.

Очистные сооружения – комплекс сооружений, на которых сточная вода последовательно очищается от загрязнений, находящихся в различном состоянии (растворенных и нерастворенных).

Выпуски очищенных сточных вод в водоемы – специальные сооружения, которые обеспечивают быстрое и интенсивное смешение сточной воды с водой водоема.

Аварийные выпуски располагаются на главных коллекторах, расположенных вдоль реки, а также перед насосной станцией. Аварийные выпуски согласовываются с санитарными органами и органами рыбоохраны. Сброс сточных вод в реку допускается лишь в чрезвычайных случаях – авариях на коллекторах или насосных станциях.


Рис. 2.7 – Общая схема водоотведения населенного пункта:

9 – подземная самотечная уличная сеть; 10 – самотечные коллекторы бассейнов канализования А и Б; 11 – главный коллектор; 12 – напорные трубопроводы;

13 – выпуск очищенных сточных вод в водоем; РНС – районная насосная станция; ГНС – главная насосная станция; ОС – очистные сооружения

Все элементы системы водоотведения взаимосвязаны в работе. Выход из строя хотя бы одного из них может привести к нарушениям работы всей системы. Поэтому сооружения проектируются с резервом.

^ 2.5. Схемы водоотведения

Важным этапом составления схемы является трассировка уличных трубопроводов. Место их расположения определяется необходимостью приема и отвода воды от каждого квартала застройки. Трассировка уличных трубопроводов зависит от рельефа местности и диктуется необходимостью обеспечить наименьшее заглубление внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов. В зависимости от этого схема водоотводящих сетей может быть:


  1. Перпендикулярная (рис. 2.8, а ) – коллекторы бассейнов водоотведения трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Применяют такую схему при уклоне поверхности земли к водоему и отводе сточных вод, не нуждающихся в очистке (дождевые, условно чистые).

  2. Пересеченная (рис. 2.8, б ) – коллекторы бассейнов водоотведения трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости очистки сточных вод.

  3. Параллельная (веерная) (рис. 2.8, в ) – применяют при резком падении рельефа местности к водоему. Эта схема позволяет исключить в коллекторах бассейнов водоотведения повышенные скорости движения воды.

  4. Радиальная (рис. 2.8, д ) – применяют при сложном рельефе местности и в больших городах. Очистка сточных вод осуществляется на 2-х и большем числе очистных сооружений.

  5. Зонная (рис. 2.8, г ) – обслуживаемая территория разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся самотеком к очистным сооружениям, а с нижней зоны перекачиваются насосной станцией. Применяют при небольшом падении рельефа местности к водоему.


Рис. 2.8 – Схемы водоотводящих сетей:

а – перпендикулярная; б – пересеченная; в – параллельная; г – зонная;

д – радиальная; 1 – коллекторы бассейнов водоотведения; 2 – главные коллекторы; 3 – граница обслуживаемого объекта; 4 – граница бассейнов водоотведения; 5 – напорный трубопровод; 6 – выпуск; 7 и 8 – главные коллекторы соответственно верхней и нижней зон

А так как трассировка уличных трубопроводов зависит от рельефа местности и диктуется необходимостью обеспечения наименьших заглублений внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов, то трассировка уличных трубопроводов осуществляется по трем схемам:


  1. Объемлющая трассировка (рис. 2.9, а ) – это когда трубопроводы опоясывают квартал со всех 4-х сторон. Применяется при небольшом уклоне местности и при больших кварталах (i ? 0).

  2. Трассировка по пониженной стороне квартала (рис. 2.9, б ) – уличные трубопроводы прокладывают с пониженных сторон кварталов. Применяется при значительном уклоне поверхности земли (i ? 0,007).

  3. Черезквартальная трассировка (рис. 2.9, в ). Уличные трубопроводы прокладывают внутри кварталов. Эта схема позволяет сократить протяженность сети, но затрудняет ее эксплуатацию. Применяется при детальной планировке кварталов.


Рис. 2.9 – Схемы трассирования уличных сетей:

а – объемлющая; б – по пониженной стороне квартала; в – черезквартальная;

І – кварталы; ІІ – здания; ІІІ – промышленные предприятия

^ 2.6. Системы водоотведения малонаселенных мест и отдельно расположенных объектов

Применяются индивидуальные, локальные и групповые системы.

Как правило, малонаселенные и отдельно расположенные объекты (дачи, санатории, детские лагеря, дома отдыха...) не имеют централизованного водоснабжения, а ограничиваются индивидуальными системами водоснабжения – водозаборными скважинами, колодцами. Количество сточных вод поэтому невелико и их очистка происходит на индивидуальных очистных сооружениях – септиках, фильтрующих колодцах, биопрудах.

Близко расположенные друг к другу объекты могут объединяться в локальные системы, и уже тогда предусматривается центральное водоснабжение (когда появляются многоэтажные дома), а если обслуживаются несколько расположенных близко друг к другу объектов – групповая система водоотведения. При этом качество очистки сточных вод будет больше, а затраты меньше (Петровское, Старый Салтов). Такие системы практически ничем не отличаются от городских, разве что величиной. Разница лишь в том, что сети чаще засоряются, так как расходы малы, а самоочищающаяся скорость менее 0,7 м/с. Поэтому эти сети укладываются с большими уклонами (не менее 0,008) и предусматриваются устройства для периодической промывки.

Проектирование и расчет водоотводящей сети малых населенных пунктов, зон отдыха и других объектов следует производить с учетом СНиП 2.04.03-85 "Канализация, наружные сети и сооружения". Применяются керамические, железобетонные, бетонные, асбестоцементные и пластмассовые трубы. Глубина заложения труб наружной сети принимается на 0,3 м меньше глубины промерзания, но не менее 0,7 м от верха трубы до поверхности грунта. Для осмотра и прочистки водоотводящей сети устраиваются смотровые колодцы (в местах присоединения, поворота трассы). Основной сложностью при эксплуатации водоотводящих сетей малых населенных пунктов являются частые засоры сети из-за того, что сложно выдержать самоочищающие скорости (не менее 0,7 м/с). Для обезвреживания малых количеств сточных вод применяют сооружения механической и биологической очистки.

В индивидуальных системах применяются септики, поля орошения или фильтрации. В локальных и групповых системах для механической очистки используются решетки, песколовки, отстойники. Для биологической очистки применяются поля орошения, биологические пруды, биофильтры. Обработка осадка сточной воды производится совместно с твердыми бытовыми отходами в специальных установках в анаэробных условиях с целью получения биогаза. Также возможно компостирование осадка совместно с ТБО. При этом температура может достигать 80-90°С, в результате чего получаем стабилизированный осадок, который может использоваться как удобрение (куча, длинные компостные ряды), выдержка 30-60 сут. в зависимости от климатических условий.

Оптимальные размеры кучи – h = 1,5 м; В = 2,5 м, а длина неограниченна. Готовый компост имеет химический состав: органические вещества – 25-80%, азот – 0,4-3,5; фосфор – 0,1-1,6.

В последние годы разработано много компактных установок заводского изготовления для очистки сточных вод производительностью от 5 до 200 м 3 /сут.

^ 2.7. Системы водоотведения промпредприятий

Системы водоотведения промышленных предприятий также подразделяются на общесплавные и раздельные . При выборе системы водоотведения необходимо учитывать следующие возможности:


  • совместной или раздельной очистки отдельных видов сточных вод (от разных цехов);

  • извлечение и использование ценных веществ, содержащихся в сточных водах;

  • повторного использования производственных сточных вод без очистки или после частичной очистки в системе оборотного водоснабжения или для технических нужд другого цеха или производства;

  • использование для орошения сельскохозяйственных культур.
Кроме этого надо знать, куда будут сбрасываться сточные воды от предприятий – непосредственно в водоем или в городскую сеть.

Общесплавная система водоотведения обычно применяется для небольших предприятий (с малым расходом воды), если производственные сточные воды близки по составу к бытовым сточным водам, имеют одну водоотводящую сеть и все стоки отводятся на единые очистные сооружения.

Раздельные системы водоотведения могут иметь несколько водоотводящих сетей для отвода производственных сточных вод от отдельных цехов и называются они производственными (например, кислотосодержащие, нефтесодержащие). Бытовые и дождевые воды отводят также по самостоятельным сетям, называемым бытовой сетью и дождевой, но возможен и совместный отвод нескольких видов сточных вод.

Раздельная система водоотведения может быть:

1) с локальными очистными сооружениями, когда характер загрязнений очень разный. В сточных водах отдельных цехов содержащих спецпроизводственные загрязнения и для них целесообразно устраивать локальные;

2) с частичным оборотом производственных вод – для охлаждения;

3) с полным оборотом производственных вод – при большом расходе производственных сточных вод и небольшом расходе воды в реке;

4) с полным оборотом производственных и бытовых вод - бессточная система водопользования – целесообразно применять при нехватке воды в реке для целей водоснабжения.

Дождевые воды и бытовые сточные воды после соответствующей очистки смогут удовлетворять до 50% потребности промышленности в воде. Применение бессточных систем водопользования является решением проблемы охраны водных источников от загрязнения сточных вод. Коэффициент использования оборотной воды на предприятиях черной и цветной металлургии 0,8; на предприятиях химической промышленности – 0,83; на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности – 0,65.

^ 2.8. Условия приема сточных вод в водоотводящие сети

При строительстве водоотводящих сооружений применяется в основном бетон и железобетон, которые подвержены коррозии, а степень коррозии зависит от состава и свойств сточных вод. Поэтому в водоотводящие сети не могут приниматься сточные воды ускоряющие коррозию бетона и железобетона (кислоты, щелочи, соли), рН должно быть не ниже 6,5 и не выше 9. Температура сточной воды не должна быть выше 40°С. Не допускается сброс в водоотводящую сеть сточных вод, содержащих жиры, масла, бензин, нефтепродукты, ядовитые вещества, волокнистые примеси. Эти сбросы могут привести к разрушению труб, засорению сети, нарушить процесс биохимической очистки сточных вод ряда предприятий и могут быть приняты в водоотводящие сооружения только после предварительной очистки и обеззараживания (мясокомбинаты, кожевенные заводы).

Запрещается сброс в канализационные сети строительного мусора, хозяйственных отбросов крупностью более 10 мм, ядовитых веществ, производственных сточных вод, содержащих опасные бактериальные загрязнения (больницы – необходима предочистка), радиоактивные вещества, взвешенные вещества должны содержать не более 500 мг/л; промышленные сточные воды, у которых ХПК превышает БПК более чем в 1,5 раза; не допускается объединение одним выпуском производственных сточных вод нескольких предприятий.

Не разрешается сброс снега перед дюкерами, насосными станциями и перепадами в виде стояков.

Нормами установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнений сточных вод, поступающих на очистку (нефть – 25 мг/л; никель – 0,5 мг/л; СПАВ – 20-50 мг/л; хром – 2,5 мг/л; сульфиды – 1 мг/л; ртуть – 0,005 мг/л).

Сточные воды разделяют на атмосферные, бытовые и производственные. Все они могут сплавляться к месту сброса в водоем разными системами или общей сетью. Выбор системы при зависит от состава примесей и особенностей обслуживаемых объектов. Современные системы отвода сточных вод могут быть таких систем:

  • раздельная;
  • комбинированная;
  • общесплавная;
  • полураздельная.

Все они используются в разной мере для устройства как бытовой, так и систем ливневой и промышленной канализации.

Раздельная система канализации

Если сеть сточных вод состоит из двух и больше трубопроводов, по которым транспортируются отходы разного вида, то такая система получила название раздельной. В свою очередь, канализационные сети такой системы разделяют на два вида:

  • полная раздельная;
  • неполная раздельная.

Системы первого вида представляют собой сеть отдельных подземных труб для бытовых, промышленных и ливневых стоков, которые, не смешиваясь транспортируются к местам сброса.

Рис 1 - Полная раздельная канализационная система

В таких сетях стоки бытового и промышленного происхождения могут очищаться на городских очистных сооружениях вместе, или сразу попадать в водоемы после обработки и фильтрации в системе очистки на производстве. Существенной проблемой для таких систем является вопрос очистки стоков атмосферных осадков от загрязнений. Для ее решения перед выпуском в водоем в сетях ливневой канализации сооружают локальные станции для очистки.

Второй вариант - устройство централизованных сооружений, которые не допускают попадание в водоемы загрязнений. В таком случае дождевые стоки попадают на него через главный коллектор ливневой канализации.


Обе подсистемы проектируют с разделительными камерами.

Общесплавная система канализации

Общесплавная система состоит из одного трубопровода, по которому удаляются все типы стоков - бытовые, промышленные и дождевые - после чего они отправляются на станции очистки. При сильных дождях в таких системах возможно переполнение. Чтобы его избежать, на основном коллекторе проектируются и организовываются ливнеспуски. Через них часть смеси сточных вод без очистки сбрасывается в ближайший водоем.


Рис 3 - Общесплавная канализация

Объем воды, которая сбрасывается, зависит от способности водоема к самоочищению и расхода воды в реке. Чем больший расход, тем больше стоков при переполнении сетей разрешается сбросить в реку без очистки. Допустимый объем сточных вод в водоем зависит и от размещения ливнеспусков. На тех сооружениях, которые расположены ближе к станциям очистки и в конце коллектора допускается сбрасывать больше стоков.

Комбинированная и полураздельная системы канализации

Комбинированной называют в том случае, если объект, который она обслуживает, в разных своих частях оснащен как полной раздельной, так и общесплавной системами. Такие схемы чаще всего образовываются в населенных пунктах исторически, при их росте.

Еще одна система, которая часто используется для устройства канализационных сетей получила название полураздельной. Она, как и неполная раздельная, состоит из двух сетей: ливневой и для транспортировки бытовых и промышленных стоков. Но, в отличие от раздельной, главные коллекторы устраиваются общими для всех типов вод.


Рис 4 - Полураздельная система канализации

Ливневая сеть, перед входом в главный коллектор оснащается разделительными камерами, которые осуществляют сброс стоком напрямую в водоем при высокой интенсивности осадков, когда система трубопроводов и главный коллектор переполнены. В таком случае некоторая часть дождевых вод не проходит процедуру очистки. (проектирование).




 
Статьи по теме:
P/S. от директора компании ООО «Регион»:

При проектировании канализационных систем принимаются во внимание многие факторы для выбора оптимального типа. Конечно, у каждой из них имеются свои достоинства и недостатки. Выделяют следующие разновидности канализационных систем: общесплавная, раздельная, неполная раздельная, полураздельная и комбинированная.

Характеристика канализационных систем

  1. Общесплавная система канализации широко используется в создании многоэтажных объектов из-за меньшей длины и больших затрат (в сравнении с полной раздельной канализацией). Это можно объяснить потребностью в снижении мощности насосного и очистного оборудования , начальных затрат на строительство исходя из соображений, что во время сильных дождей объем осадков превышает бытовые и промышленные стоки.


принцип устройства общесплавной канализации

По мнению специалистов, при смешивании стоков с дождевыми водами не происходит сильного загрязнения водоема, так как сбросы возникают при сильных ливнях, которые продолжаются недолго. У общесплавных канализаций имеются некоторые недостатки для малоэтажного и рассредоточенного строительства. Так, если в жаркое время в сети имеются только бытовые стоки, то наблюдается большой объем скопления осадка с дальнейшим его загниванием. А при сильных осадках может происходить переполнение сети с затоплением подвалов.

  1. Раздельная канализационная система отличается равномерной работой насосного оборудования, очистных установок, напорных труб и главных коллекторов. К недостаткам относится:
    • сброс в водоем поливных вод при очистке улиц без прохождения очистки;
    • потребность в возведении пары отдельных сетей (промышленно-бытовой и дождевой);
    • в сточных водах выявляются загрязнения, объем которых приравнивается к стокам.

В соответствии с санитарно-гигиеническими показателями, раздельная и общесплавная канализации имеют много сходств (например, стекание допустимого объема загрязнений в водоем при выпадении осадков).



подключение к общесплавной канализации
  1. Неполная раздельная канализационная система подходит для отвода самых грязных и опасных бытовых стоков из города, которые перед поступлением в водоем проходят очистку. Менее грязные дождевые и поливные воды отводятся через открытые каналы и лотки. Для строительства такой системы капитальные расходы и другие инвестиции будут небольшими. При дальнейшем развитии городов возможна установка закрытых дождевых сетей, с превращением неполной канализационной системы в полную. Это сделает вложения более выгодными.
  2. Полураздельная система канализации является оптимальным вариантом между раздельной и общесплавной системами (по санитарным нормативам). При этом в водоем при осадках будет поступать меньший объем загрязнений. Количество стекающих нечищеных стоков будет составлять 3,5-23,5%, содержащих 4-11,5% взвешенных частиц при уровне БПК5 5,8-16,5% от суммарных загрязнений в ливневом стоке.

Но полураздельную канализационную систему не применяют из-за высоких финансовых вложений на одновременное сооружение пары сетей и перехватывающего коллектора. Высокие нормы в охране водохранилищ и потребность в очистке поверхностного стока с площади больших городов, расположенных на маломощных водоемах, позволяют использовать этот способ в реконструкции работающих канализаций с монтажом глубоко заложенных коллекторов.



установка полураздельной системы канализации

При сравнении всех систем водоотведения нужно заменить, что наиболее простой канализацией считается общесплавная. При этом осуществляется сток разнообразных сточных вод (талых, дождевых, хозяйственно-бытовых, производственных). Подобная транспортировка сточных вод позволяет использовать одну сеть канализации, что говорит о невысоких денежных расходах при установке системы.

Канализация общесплавного типа имеет высокую пропускную способность трубы, которая рассчитана на прием значительных объемов дождевых стоков. Но система иногда не может справляться с таким количеством стоков, особенно в зонах, находящихся ниже расположения паводковых вод. Из-за этого часто подтапливаются подвалы. Если в общесплавную канализацию в течение сезона поступает мало дождевых вод или их нет совсем, то может наблюдаться частое засорение систем и потребность в ремонте.

Составление проекта канализационной системы

В основном проектирование канализационной системы и водоснабжения осуществляется при проектировании дома вместе с отоплением и входит в состав общего проекта.

Для эксплуатируемого объекта проект нужно будет делать отдельно согласно планировке и параметрам территории.

При оснащении здания внутренней канализацией проект практически не будет отличаться. Но при расположении точек водоразбора в разных зонах потребуется создание нескольких независимых систем с отдельными септиками, выводами и стояками.

При проектировке внешних систем следует учитывать следующие детали:

  • колодцы с разным назначением (ревизионные, перепадные, поворотные);
  • трубы внешних сетей, ведущие к очистной установке;
  • очистное сооружение (станция биологической очистки или септик).

Дополнительные детали общесплавной системы канализации

Часто для общесплавной канализации нужно проводить профилактическую чистку с помощью специальных снарядов. Для их спускания в смотровые колодцы предназначены специальные люки размером 100 см.

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 54 стр.; 6 табл.; 4 рис.; 26 источников

СИТЕМА, ВОДООТВЕДЕНИЕ, СИСТЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ, СТОЧНЫЕ ВОДЫ, СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ, СХЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ, КАНАЛИЗАЦИОННАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ, ТРУБОПРОВОД, ЛИВНЕВАЯ КАНАЛИЗАЦИЯ, СОСТАВ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Объектом исследования является система водоотведения города.

Предмет исследования – основные проблемы системы водоотведения и пути их решения.

В ходе выполнения курсового проекта была проведена теоретическая оценка работы системы водоотведения города.

Был проведен анализ работы системы водоотведения г. Нижний Тагил.

В результате исследований были предложены рекомендации по решению основных проблем функционирования системы водоотведения г. Нижний Тагил.

Произведен расчет необходимых ресурсов жизнеобеспечения города.

Введение.............................................................................................................. 5

1 Теоретические основы работы системы водоотведения города.................... 7

1.1 Понятие системы водоотведения города............................................ 7

1.2 Нормативно-законодательные и методические основы

функционирования системы водоотведения.................................................... 11

1.3 Основные проблемы работы системы водоотведения..................... 14

1.4 Российский и зарубежный опыт по решению проблем системы

водоотведения................................................................................................... 18

2 Анализ состояния системы водоотведения на примере города Нижний

Тагил.................................................................................................................. 23

2.1 Общая характеристика системы водоотведения г. Нижний Тагил.. 23

2.2 Проблемы системы водоотведения г. Нижний Тагил...................... 26

г. Нижний Тагил................................................................................................ 33

сточных вод....................................................................................................... 33

3.3 Модернизация устаревшего трубопровода..................................... 38

4 Расчет необходимых ресурсов жизнеобеспечения города........................... 41

4.1 Водоснабжение.................................................................................. 41

4.2 Водоотведение................................................................................... 45

4.3 Теплоснабжение................................................................................. 46

4.4 Электроснабжение............................................................................. 46

4.5 Газоснабжение................................................................................... 48

Заключение........................................................................................................ 50

Список использованных источников................................................................ 52

ВВЕДЕНИЕ

Водоотведение, как и водоснабжение, играет важную роль в обеспечении необходимых условий проживания в городе. Система водоотведения – необходимый элемент современного городского хозяйства. Нарушения и сбои в ее работе могут ухудшить санитарно-эпидемиологическую ситуацию в городе.

В наше время проблемы водоотведения и очистки сточных вод, становятся очень актуальными в связи с многочисленными экологическими бедствиями. В России большинство градообразующих предприятий ориентировано на промышленность. Такие предприятия сбрасывают в местные водоемы огромное количество практически неочищенных сточных вод, невзирая на все нормы и правила. Необходимо применять новые, более эффективные и более дешевые методы очистки сточных вод.

Актуальность темы курсового проекта имеет помимо экологического и экономический аспект. Система водоотведения – это огромный комплекс сооружений, обслуживание и ремонт которого требуют серьезных затрат. Поэтому необходимо внедрять новые технологии, позволяющие снизить капитальные затраты.

Цель курсового проекта – выявить пути решения основных проблем систем водоотведения городов.

Задачи, которые необходимо решить для достижения цели:

а) определить понятие «система водоотведения»;

б) проанализировать нормативно-законодательные и методические основы функционирования системы водоотведения;

в) выявить основные проблемы системы водоотведения;

г) рассмотреть российский и зарубежный опыт решения этих проблем;

д) сделать анализ состояния системы водоотведения города;

ж) произвести расчет основных ресурсов жизнеобеспечения города.

Объектом исследования является система водоотведения города. Предмет исследования – основные проблемы системы водоотведения и пути их решения.

Ученые, которые занимались проблемами водоотведения, – Яковлев С.В., Ласков Ю.М., Трунова Н.А., Калицун В.И., Самохина В.Н., Карелин Я.А..

Методы исследования: системный анализ, статистический метод, обзор информационной базы, метод сравнения.

Информационная база, использованная во время исследования: учебные пособия, периодические издания, глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов Internet, законы и иные нормативные акты, СНиПы.


1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДА

1.1 Понятие системы водоотведения города

Система (от греч. σύστημα, «составленный») – множество взаимосвязанных объектов и ресурсов, организованных процессом системогенеза в единое целое и противопоставляемое среде .

Согласно Большой Советской энциклопедии, водоотведение – совокупность санитарных мероприятий и технических устройств, обеспечивающих удаление сточных вод за пределы населённого пункта или промышленного предприятия. Экологический словарь трактует этот термин несколько иначе: водоотведение – технологический процесс, обеспечивающий прием сточных вод абонентов с последующей передачей их на очистные сооружения канализации.

Система водоотведения – это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания.

Субъектами системы водоотведения являются предприятия и организации различных организационно-правовых форм, осуществляющие хозяйственную деятельность по технической эксплуатации и реконструкции системы водоотведения, выполняющие проектирование, строительство и реконструкцию системы водоотведения.

Объект системы водоотведения – это тот, кто пользуется услугами водоотведения и канализации. Объектами могут быть физические и юридические лица, отдельные предприятия, организации и целые муниципальные образования.

Сточные воды – это воды, использованные в быту, промышленности, изменившие свой первоначальный химический состав и физические свойства. Сточные воды, образующиеся в населенных местах и на промышленных предприятиях, можно разделить на три категории:

Бытовые – поступающие от унитазов, раковин, ванн и прочих санитарных приборов жилых, общественных и промышленных зданий,

Производственные – образующиеся в результате использования воды в различных технологических процессах,

Дождевые (атмосферные) – появляющиеся на поверхностях крыш, дорог, улиц и площадей при выпадении атмосферных осадков.

Сточные воды всех категорий содержат некоторое количество загрязнений органического и минерального происхождения, которые могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворимом состоянии. Наиболее опасными в санитарном отношении являются сточные воды, содержащие большое количество органических веществ, разлагающихся под воздействием микроорганизмов.

Производственные сточные воды условно подразделяются на условно чистые от систем охлаждения и загрязненные в результате контакта с другими технологическими процессами. Вещества, загрязняющие производственные сточные воды, разнообразны и зависят от метода их использования. При высокой степени загрязнения эти воды должны быть подвергнуты локальной очистке перед сбросом их в городскую канализацию.

Состав сточных вод характеризуется концентрацией загрязнений, то есть количеством загрязнений в единице объема.

В современных городах для удаления сточных вод существуют различные системы канализации: общесплавная, раздельная, полураздельная, комбинированная.

Общесплавная система канализации – это система инженерных сооружений, которая состоит из подземной сети труб и каналов, с помощью которой отводятся сточные воды всех категорий (бытовые, производственные и атмосферные).

Раздельная система канализации может быть полной или неполной. При полной раздельной системе прокладываются две самостоятельные подземные сети труб и каналов, из которых одна служит для отведения бытовых и производственных сточных вод, а другая – для отведения дождевых вод. По бытовой сети стоки поступают на очистные сооружения. Дождевые воды по другой системе отводятся по кратчайшему расстоянию в ближайшие водоемы. При раздельной схеме бытовая часть, которая строится в первую очередь, имеет диаметр труб и каналов значительно меньший, чем дождевая, так как расходы атмосферных вод в значительной степени превышают бытовые стоки. Если дождевые стоки отводятся по открытым лоткам и канавам, тогда систему называют неполной раздельной.

Полураздельная система канализации предусматривает строительство двух раздельных сетей: производственно-бытовой и дождевой с перехватным общесплавным коллектором, по которому на очистку отводятся все бытовые, производственные и часть дождевых стоков. В местах пересечения дождевой сети с перехватывающим общесплавным коллектором устраивают раздельные камеры, в которых регулируется отведение дождевых вод на очистку или сброс в водоемы без очистки. Для повышения санитарных показателей данной системы можно предусмотреть локальные системы очистки дождевых вод.

Комбинированная система канализации допускает устраивать в отдельных районах города различные системы канализации: общесплавную, раздельную или полураздельную.

Наиболее распространенной является раздельная система канализации, которая удовлетворяет санитарным нормам. Строительство этой системы осуществляется в две очереди: сначала прокладывают бытовую с малым диаметром труб, а затем дождевую сеть, что обеспечивает экономию средств.

Схемы канализации населенных мест и их основные элементы:

Радиальная схема. Применяется в больших городах со сложным рельефом местности (Москва, Санкт-Петербург). В городе две независимые канализационные сети, которые собирают стоки от разных районов и очищают на разных очистных сооружениях.

Перпендикулярная схема. Сброс воды осуществляется перпендикулярно реке. В основном это присуще для ливневой канализации, когда сброс воды идет без очистки.

Параллельная схема.

Пересеченная схема.

Зонная схема. Применяется при сложном рельефе местности, когда невозможно собрать все стоки самотеком.

Факторы, влияющие на работу системы водоотведения:

Состояние трубопроводов:

1) материал труб и его качество,

2) наличие и качество изоляционного покрытия,

3) наличие или отсутствие защиты от электрокоррозии,

4) возраст трубопровода,

5) диаметр трубы,

6) наличие и глубина залегания подземных вод,

7) гидравлические показатели,

8) интенсивность потока,

9) глубина заложения труб,

10) количество произошедших аварий, повреждений на участке,

11) тип грунта,

12) качественные характеристики транспортируемой воды;

Наличие материальных и денежных средств у организации, занимающейся водоотведением;

Наличие и развитость нормативной базы, регламентирующей работу системы (СНиПы, СанПиНы, ГОСТы);

Рельеф местности;

Уровень выпадения осадков;

Наличие и тип промышленных предприятий;

Степень благоустройства;

Количество жителей и режим поступления сточных вод.

Система водоотведения, как и остальные системы инженерного обеспечения городов, имеет стратегическое значение для государства. Поэтому её деятельность должна регулироваться. Одним из рычагов регулирования является нормативно-законодательный, то есть издание законов и других нормативных актов.

1.2 Нормативно-законодательные и методические основы функционирования системы водоотведения

Как и все сферы жизнедеятельности и ЖКХ водоотведение имеет свою нормативно-законодательную базу.

Таблица 1 – Анализ нормативно-законодательных актов

Нормативный акт

ФЗ № 131 “Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации

Отнесение работы системы водоотведения к предметам ведения конкретных муниципальных образований (поселений, городских округов);

Указаны полномочия органов местного управления в данной сфере

Не указаны способы оценки эффективности работы органов местного самоуправления;

Не указаны штрафные санкции и меры наказания за нарушения органами местного самоуправления своих обязанностей в данной сфере

Водный кодекс РФ

Рассматривается водопользование, а именно сброс сточных вод в водные объекты;

Указаны права и обязанности собственников водных объектов;

Серьезное внимание уделено экологии охране водных объектов

Не указаны критерии оценки действий собственников водных объектов в плане создания очистных сооружений и охраны экологического состояния

Продолжение таблицы 1

Постановление Правительства РФ от 12.02.1999 № 167 “Об утверждении правил пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в РФ”

Указаны основные понятия, применяемые в данной сфере;

Рассмотрены договорные отношения между организацией водопроводно-канализационного хозяйства и абонентами, оплата абонентом услуг;

Указаны обязанности, права и ответственность организации

водопроводно-канализационного хозяйства и абонента

Не отражены действия организации и абонентов по обеспечению экологической безопасности

Постановление Правительства РФ от 31.12.1995 № 1310"О взимании платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов"

Обязывает Министерство строительства РФ, Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, Министерству финансов РФ и Министерству экономики РФ оказывать необходимую методическую помощь органам исполнительной власти субъектов РФ в определении порядка взимания платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов

Все полномочия по взиманию платы находятся у органов исполнительной власти субъектов РФ. Считаю, что нужно часть полномочий делегировать на местный уровень

Постановление Минтруда РФ от 16.08.2002 № 61"Об утверждении межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства"

Наличие данного нормативного акта как такового. Так как в нем отражены перечни опасных и вредных факторов, требования безопасности, требования к персоналу

Не указаны льготы для работников водопроводно-канализационного хозяйства

Градостроительный кодекс РФ

Отражены территориальное планирование и градостроительное зонирование, т.е. порядок подготовки, утверждения и реализации схем инженерного обеспечения городов

Не отражены конкретные особенности постройки и размещения зданий, относящихся к системе водоотведения

СНиП 2.04.01-85* “Внутренний водопровод и канализация зданий”;

СНиП 2.04.03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”;

СНиП 3.05.01-85 “Внутренние санитарно-технические системы”;

СНиП 3.05.04-85* “Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации”

Достаточно полные нормативные акт: отражены фактически все основные вопросы, касающиеся систем водоотведения

В своей совокупности дают возможность целостно рассмотреть функционирование системы водоотведения;

Рассмотрены основные виды сооружений, относящиеся к системе водоотведения и требования к ним

Не затронуты экология, новые более экономичные технологии;

Существуют проблемы организационного плана: Минюст РФ не регистрирует данные акты и требует их отменить, а Госстрой РФ не согласен с данным предложением, таким образом, имеет место неясность по поводу юридической силы СНиПов

Целый ряд ГОСТов, к примеру:

ГОСТ 23345-84 от 1985-01-01 Здания мобильные (инвентарные). Системы санитарно-технические. Общие технические условия;

ГОСТ 3634-89 от 1989-01-07. Люки чугунные для смотровых колодцев. Технические условия;

ГОСТ 22689.2-89 от 1989-10-01.

Не выявлено

В большинстве своем ГОСТы устарели

Продолжение таблицы 1

СанПиНы, к примеру:

СанПиН 4630-88. Санитарные Правила и Нормы охраны поверхностных вод от загрязнения;

СанПиН 2.1.4.544-96. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников;

СанПиН 2.1.4.027-95. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. Санитарные правила и нормы

Основное внимание уделено экологии

Нет СанПиНа, посвященного санитарным нормам и правилам труда рабочих в сфере канализационного хозяйства

Федеральный закон “О естественных монополиях”

Предусматривает прямое государственное вмешательство в деятельность субъектов естественных монополий и жесткое государственное регулирование их деятельности, что должно исключить произвол и недобросовестную конкуренцию со стороны монополий

Исключение из сферы действия Федерального закона ряда сфер естественной монополии и прежде всего такой сферы, как водопользование и канализация

Проект Федеральной программы “Обеспечение населения России питьевой водой

Отражено:

оценка существующего состояния систем питьевого водоснабжения и водоотведения (по данным МПР РФ и Госстроя РФ),

совершенствование правовой основы,

общие направления финансового оздоровления,

совершенствование организационных форм управления отраслью,

мероприятия по поддержанию качества воды в водоисточниках России,

основные направления технического перевооружения отрасли

Не выявлено

Проекта Федерального закона “О водоотведении”

Представляет собой общий технический регламент;

Указаны требования предъявляемые к водоотведению, требования к безопасности;

Рассмотрено осуществления контроля за соблюдением требований;

Присутствуют перечни загрязняющих веществ и показатели, характеризующие состав и свойства сточных вод

Не выявлено

1.3 Основные проблемы работы системы водоотведения

В работе системы водоотведения присутствует ряд проблем.

Как уже отмечалось ранее все проблемы можно свести к двум фундаментальным, а именно экологической и экономической.

Недостаточно эффективна работа существующих канализационных очистных сооружений.

Наблюдается высокий износ основных фондов систем водоотведения, особенно магистральных сетей.

Слабо развита система водоотведения в сельских населенных пунктах.

В наше время наблюдается строительный бум. Необходимо понимать, что в соответствии с действующим законодательством хозяин обязан организовать водоотведение с территории новой постройки не только хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод (ХБСВ и ПСВ), но и поверхностных (ливневых, дождевых) сточных вод. Если сброс ХБСВ в местную сеть канализации, т.е. без очистки на локальных очистных сооружений (ОС), иногда возможен, то для сброса ливневых практически всегда необходимо строить локальные ОС. Отсюда следует, что в любом случае на вашей территории застройки должно быть предусмотрено, как минимум, место для размещения локальных ОС ПСВ с соответствующей защитной зоной с радиусом не менее 100 м. Решение вопроса “куда сбрасывать?” возможно в двух вариантах: действующая сеть местной канализации с последующей очисткой на местных ОС и сброс в ближайший поверхностный водоем или на рельеф местности. Однако для общероссийской практики характерна выраженная перегрузка местной канализации и ее ОС. Поэтому владельцы местных канализационных сетей разрешают подключение к ним новых источников сточных вод на таких условиях, что строительство собственных локальных ОС на собственном участке с последующим сбросом в ближайший поверхностный водоем или на рельеф местности оказывается более выгодным, несмотря на необходимость очистки до нормативов сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения. Для реализации водоотведения с объекта строительства необходимо получить в региональном Роспотребнадзоре технические условия на сброс всех видов сточных вод и согласовать место размещения ОС на участке. Эти данные предпочтительно получить даже до приобретения участка для строительства, так как есть вероятность, что очищенные сточные воды необходимо будет сбрасывать за десяток километров от участка, причем сбросной трубопровод придется вести через застроенные земли других частных владельцев, то вопрос об использовании такого участка для строительства становится весьма проблематичным.

Интенсивное развитие коттеджного строительства, фермерских и мелких подсобных хозяйств, поселков малоэтажной жилой застройки, не имеющих очистных сооружений, оказывает негативное влияние на состояние грунтовых вод и поверхностных водоемов. Это связано со спецификой водопользования индивидуальных жилых домов, когда водозаборное сооружение системы водоснабжения находится в непосредственной близости от системы водоотведения. Такого рода использование водных объектов противоречит ст. 133 и ст. 144 Водного кодекса Российской Федерации и СанПиН 2.1.4 027-95 в части создания надежных зон санитарной охраны водозаборных сооружений и запрещения сброса сточных вод в водные объекты в пределах зоны и округа санитарной охраны.

Одной из проблем, весьма актуальных в наше время, является необходимость реконструкции очистных сооружений, построенных в 70-х годах прошлого века. Применяемые на таких очистных сооружениях технологии и оборудование устарели, не соответствуют современным нормативам в области охраны окружающей среды и требуют замены. В то же время непосредственно емкость, в которой установлено оборудование, (как правило, железобетонная) после небольшого ремонта и модернизации может использоваться еще достаточно длительное время. В этом случае необходима разработка конструкторской документации и изготовление нестандартного оборудования, пригодного к установке именно в данную железобетонную емкость и соответствующего современным технологиям в области очистки сточных вод.

Коллекторы общесплавной системы канализации должны иметь большое сечение, поэтому их сооружение требует больших капитальных вложений. С целью уменьшения диаметра труб сети, объемов очистных сооружений и мощности насосных станций на коллекторах предусматриваются камеры с ливнеспусками и ливнеотводами, через которые часть дождевых вод в смеси с другими водами без очистки сбрасывается в водоемы во время сильных дождей.

Также одной из ярких проблем водоотведения является слабая пропускная способность и предрасположенность к засорению ливневой канализации. Это особенно наблюдается поздней весной, когда уже пошли дожди. Проявляется в огромных лужах на тротуарах, проезжей части, которые и не думают “уходить”.

Важнейшие проблемы систем водоотведения, которые предстоит решить в ближайшие годы:

Ликвидация имеющейся диспропорции в развитии городского водоснабжения и канализации;

Устройство канализации в малых населенных пунктах, которые не имеют, как правило, квалифицированных специалистов, материальной базы и достаточных денежных средств;

Повышение качества строительства новых водоотводящих сетей и реконструкция уже существующих;

Снижение материалоемкости и трудозатрат при строительстве систем водоотведения.

Самая серьезная проблема, глобальная – экологическая. В данном случае речь идет о загрязнении водных объектов бытовыми, дождевыми и производственными стоками. Степень загрязненности зависит, прежде всего, от эффективности работы очистных сооружений, однако немалое значение имеет и техническое решение самой водоотводящей сети. Например, в случае полной раздельной системы весь поверхностный сток может сбрасываться в водоем без очистки, в общесплавной системе во время сильных дождей сбрасывается смесь дождевых и бытовых стоков, а в полураздельной системе в водоем попадают только наименее загрязненные дождевые воды.

Ущерб от загрязнения водных источников представляет собой часть теряемого обществом национального дохода, выступающего в стоимостной и натурально-вещественной форме, как в сфере материального производства, так и в сфере обслуживания. В сферах материального производства и обслуживания потери трудовых затрат, материальные и финансовые ресурсы, связанные с ликвидацией последствий загрязнения водных объектов, определяются следующими основными факторами:

Увеличением расходов на подготовку воды для питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения;

Снижением продуктивности рыбного хозяйства;

Падением производительности сельского и лесного хозяйства;

Увеличением расходом в связи с переносом или ликвидацией водозаборов;

Недобором промышленной и сельскохозяйственной продукции в связи с увеличением заболеваемости трудящихся;

Ростом расходов на восстановление природного состояния водоемов;

Увеличением расходов на санитарное обслуживание населенных пунктов и мест массового отдыха;

Увеличением расходов на медицинское обслуживание в связи с увеличением заболеваемости населения.

Решение проблем, связанных с системой водоотведения, является одними из приоритетных направлений деятельности в сфере коммунального хозяйства для всех стран как для России, так и для зарубежных.

1.4 Российский и зарубежный опыт по решению проблем системы водоотведения

В России и других зарубежных странах очень актуальна проблема экологии, в частности улучшение методов очистки сточных вод при сбросе их в водоемы, активно разрабатываются способы повышения эффективности работы системы водоотведения.

В настоящее время промышленными методами, прошедшими проверку на крупных действующих сооружениях очистки воды, являются хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое (УФ) облучение. Несмотря на технические сложности при транспортировке, хранении и дозировании хлор-газа, его высокую коррозионную активность, потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, процесс хлорирования широко применяется до настоящего времени. При всей распространенности метода хлорирования ему присущи и существенные технологические недостатки, в частности, недостаточная эффективность в отношении вирусов. Хлорирование сточных вод приводит к тому, что хлорпроизводные и остаточный хлор, попадая в естественные водоёмы, оказывают отрицательное воздействие на различные водные организмы, вызывая у них серьезные физиологические изменения и даже их гибель, что приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов. Образование хлораминов также является крайне нежелательным явлением. И, наконец, как уже было отмечено, существенным недостатком хлорирования является высокая токсичность хлора. В связи с этим в последние годы разработаны и утверждены нормативные документы, существенно ужесточающие требования, относящиеся к процессам, связанным с применением хлора. СаНПиН 2.1.4.027-95 увеличивает минимально допустимый размер санитарно-защитной зоны до жилых и общественных зданий до 300 м вместо 100 м, ранее установленных СНиП 2.04.02-84. Между тем, увеличение этих расстояний для действующих сооружений на практике часто не представляется возможным. Новые «Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении жидкого хлора» (ПБХ-93,99) определяют необходимость внедрения ряда отсутствовавших ранее организационных и технических мероприятий, направленных на повышение эксплуатационной надежности хлораторных. Выполнение комплекса дополнительных мероприятий требует реконструкции действующих хлораторных и, как следствие, необходимости существенных капитальных вложений и дополнительных эксплуатационных расходов на обслуживание.

В конце 70-х годов в ряде развитых стран Европы и Северной Америки были созданы программы по развитию альтернативных хлорированию технологий обеззараживания природных и сточных вод (например, Программа Агентства защиты окружающей среды США в 1976-1984 г.г.). В результате работы по этим программам на основе серьезных достижений в области свето- и электротехники было создано оборудование по обеззараживанию природных и сточных вод ультрафиолетовым излучением, по своим технико-эксплуатационным показателям приемлемое для станций большой производительности. В нашей стране также велись аналогичные работы За рубежом ситуация складывалась более благоприятно. Количество внедренных систем ультрафиолетового облучения для обеззараживания сточных вод растет с каждым годом.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет ряд преимуществ по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование). УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов. Обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. Достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс. Для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом.

В Университете Южной Австралии решили применить нанотехнологии для поиска новых способов очистки воды. Исследователи установили, что частицы кварца можно покрыть нанометровым слоем активного вещества, основанного на углеводороде с кремнесодержащим якорем (фиксатором). Опыты показали, что эти активные наночастицы способны избавлять воду от биологических молекул и патогенов, таких как вирус полиомиелита, кишечная палочка и криптоспоридиоз. Чтобы очистить воду, достаточно просто размешать наночастицы в загрязненной воде и потом отфильтровать жидкость, удалив нанопорошок. Эффект очистки воды, по словам ученых, достигается за счет электростатического притяжения патогенов к поверхности покрытых активным слоем наночастиц.

Габионы – объемные сетчатые конструкции, изготавливаемые из металлической оцинкованной сетки двойного кручения. Габионы имеют шестигранные ячейки с цинковым, гальфан или полимерным покрытием, которые заполняют камнем и другим материалом. Габионные конструкции, изготавливаемые по итальянской технологии, получили в последнее время широкое применение в России, особенно в московском регионе. Многолетний опыт применения габионных конструкций в зарубежном и отечественном строительстве подтвердил возможность их применения при решении задач, возникающих при строительстве инженерных сооружений, проведении рекультивации нарушенных земель, организации защиты территорий от опасных природных и техногенных процессов. Для водосбора и водоотведения использовались лотки, кюветы, канавы, выполненные из матрацев Рено и коробчатых габионов. Ливневые стоки отводятся в водопропускные сооружения, представляющие собой каскад водоёмов, выложенных матрацами Рено и разделённых переливными стенками из коробчатых габионов, предназначенные для их очистки от нерастворимых примесей. Данные сооружения применялись на следующих объектах: водопропускное отводящее фильтрующее сооружение в зоне отдыха "Битца", фильтрующее сооружение у моста через р.Яуза (пересечение с МКАД), устройство водоотведения в Братеево (Москва).

Таким образом, исследование показало. Система водоотведения – это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания. На эту систему влияет множество факторов. Важен выбор типа системы канализации. Что касается нормативно-законодательного и методического обеспечения, то оно неоднозначно. С одной стороны довольно четко проработаны конкретные методические указания (СНиПы, ГОСТы, СанПины), правда, не ясно их будущее, с другой – плохо общие, фундаментальны законы. Но работа в этом направлении идет – разрабатываются Федеральная программа, Федеральный закон. В сфере водоотведения достаточно проблем экологического и экономического плана. Довольно много методов решения этих проблем за рубежом. Постепенно эти методы перенимает и Россия, но из-за вечного “недостатка средств” неизвестно, когда они пойдут в массовую практику.


2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА НИЖНИЙ ТАГИЛ

2.1 Общая характеристика системы водоотведения г. Нижний Тагил

Нижний Тагил – город в России, административный центр Горнозаводского управленческого округа Свердловской области. Город расположен на восточном склоне Уральских гор, на высоте 200 м над уровнем моря. Площадь Нижнего Тагила составляет 4106 км², население – 375,7 тыс. чел. (2008), город занимает второе место по численности населения в Свердловской области. В районе нет мощных водных артерий. Главная река – Тагил с многочисленными притоками впадает в реку Туру Обь-Иртышского бассейна. Тагильский пруд протянулся на 16 км, наибольшая ширина 1,5 км, глубина до 12 метров. Помимо Тагила, в черте города протекает 13 рек и речек: Выя, Баранча, Большая Кушва, Малая Кушва, Леба, Иса, Ольховка, Ватиха, Лебяжка, Ежовка, Гальянка, Чёрная Катабка, Рудянка.

Предприятия Нижнего Тагила:

ВГОК – Высокогорский горно-обогатительный комбинат,

ВМЗ – Высокогорский механический завод,

НТМК – Нижнетагильский металлургический комбинат,

НТКРЗ – Нижнетагильский Котельно Радиаторный завод,

УВЗ – Уральский вагоностроительный завод

Водоотведением и канализацией основных магистральных сетей занимается “Водоканал – НТ” г. Нижний Тагил.

В 1939 году от первых зданий с водопроводом (гостиница, техникум, баня) впервые была проведена первая централизованная система канализации, которая существует и поныне. В 1946-1947 годах был пущен в эксплуатацию первый коллектор. Все коллекторы канализации укладывались с привязкой к строящейся канализационной насосной станции № 3, причем с перспективой на эксплуатацию в течение десятилетий. Так и получилось – коллекторы служат и в настоящее время.

Все насосные станции, как правило, в зависимости от рельефа местности строятся в пойме реки или водоема, проектами на всех станциях предусматриваются аварийные сбросы, которыми во избежание затопления станций пользуются довольно часто. Разумеется, по согласованию с санитарными органами. Но в середине 50-х годов система санитарно-охранного контроля еще не была поставлена на должный уровень, поэтому часто в ночное время по распоряжению стоки спускали в реку Тагил. Поэтому в начале 80-х годов санитарная инспекция и природоохранные органы запретили аварийные сбросы и, тем более, проектирование самой возможности сбросов.

В связи с реконструкцией и расширением НТМК, возникновением новых промышленных предприятий, улучшением жилищных условий горожан возникла острая необходимость очистки большого количества сточных вод.

"Уралводоканал" в 1968 году разработал проект цеха очистки сточных вод мощностью 145500 кубометров в сутки (Западные очистные сооружения).

С 1 февраля 2003 года, согласно постановлению главы города, Западная система очистных сооружений была передана ООО "Водоканал-НТ", который должен управлять всей системой водоснабжения и канализации города.

Цеху очистки сточных вод в 2008 году исполнилось 30 лет.

Сейчас на балансе ООО "Водоканал – НТ" находится 35 канализационных насосных станций (КНС), 525 км канализационных сетей, Западная система очистных сооружений, фактическая мощность которой составляет 180 тыс. куб.м./сутки.

В состав очистных сооружений входят:

Механическое звено очистки (решетки, песколовки, первичные, отстойники с насосной станцией);

Биологическое звено очистки (аэротенки, вторичные радиальные отстойники, контактные резервуары);

Участок обезвоживания осадка с установленными центрифугами;

Иловые поля, площадью 32 га;

Химическая лаборатория, осуществляющая ежедневный технологический контроль сточных вод и осадка. Химической лабораторией отбирается свыше 18000 проб и проводится 42000 исследований сточной воды по 21 химическому показателю. Сточную воду очищают до 20 разновидностей микроорганизмов и различные бактерии.

Стоки Дзержинского района транспортируются для очистки на Восточные очистные сооружения Уральской химической компании.

Таблица 2 Тарифы для юридических и физических лиц на 2009 год (утверждены Постановлением Главы города №1028 от 24 ноября 2008 г.)

Таблица 3 Нормы потребления (утверждены постановлением главы города №1268 от 15 декабря 2004 г.)

Водоотведение (полный комплекс)

Норм. л/сут. На 1 чел.

Норм. м 3 /мес. На 1 чел.

Размер платы, руб. (с НДС)

С полным благоустройством

С горячим водоснабжением, без ванн

С газовыми водонагревателями, без ванн

С газовыми водонагревателями, с ванн

С водонагревателями на твёрдом топливе и ваннами

Общежитие, душ на этаже

Общежитие с душевыми с блок-секциями

Общежитие без душа

Общежитие с умывальником и душем в жилом помещении

Общежитие с умывальником в жилом помещении

2.2 Проблемы системы водоотведения г. Нижний Тагил

Как уже отмечалась в теоретической части, одной из основных проблем системы водоотведения города является её негативное влияние на экологию. Не обошла она и Нижний Тагил.

Прокурорской проверкой, проведенной совместно со специалистами Роспотребнадзора и Росприроднадзора, установлено, что действительно в деятельности предприятия ООО «Водоканал – НТ», являющегося владельцем гидроузлов, через которые подается вода во все районы г. Нижнего Тагила, имеются нарушения правил водопользования.

В частности, превышаются нормативы временно согласованных сбросов по нефтепродуктам и взвешенным веществам в Черноисточинское водохранилище, ручей Безымянный и реку Тагил.

Проблема также в том, что на территории Нижнего Тагила и Пригородного района находится несколько десятков неисправных канализационных коллекторов, чьих хозяев не могут установить вот уже около двух лет. В результате, несмотря на то, что налицо факт загрязнения окружающей среды, санкции применить не к кому. В 1998 году Госкомэкологии уже обращались в администрацию Нижнего Тагила с предписанием установить хозяев коллекторов, в феврале 2000 года в мэрию обращались по этому вопросу повторно, однако реакции городских от властей не последовало никакой. Проблема неочищенных стоков затрагивает не только Нижний Тагил. Дело в том, что в стоках содержится превышающий норму в 50 раз аммонийный азот, который попадает в реку Тагил. Тагил, в свою очередь, впадает в Обь, где, кроме всего прочего, ведется промысел рыбы.

Ливневой канализацией в городе обеспечено примерно процентов 40 дорог. Причем по квалификации это в основном не дороги, а улицы. Ведь при дороге предполагаются водоотводные каналы, а улица обрамляется бордюрами, и без колодцев воде действительно деваться некуда. Долгое время эта система находилась в запустении – работало порядка тридцати колодцев. Еще 784 обнаружили работники предприятия «Тагилдорстрой», когда взяли на содержание городские дороги. Многие из водостоков были засыпаны, заасфальтированы, залиты бетоном или просто забиты мусором. Ведь раньше все дороги числились на балансе предприятий, где-то следили за канализацией, где-то нет, контроля было недостаточно. На обслуживание ливневки проводили отдельный конкурс, но заявка была одна – от ООО «Тагилдорстрой». Других желающих очищать от мусора и грязи дорожные колодцы не нашлось, да и специалисты есть только на этом предприятии. Помимо регулярной ревизии действующих колодцев, они занимаются и восстановлением. В основном это происходит во время капитального ремонта. Средства на реконструкцию дорог заложены в «Комплексной муниципальной программе по благоустройству города» и в программе «Безопасность дорожного движения», которая на сегодняшний день не принята. И действительно, финансирование будет урезано по многим пунктам. Однако это не должно отразиться на качестве реконструкции, только на объемах работ: вместо трех дорог в год отремонтировать только две или одну. Но там, где необходимо заново проложить ливневку – это будет сделано. Во дворах лужи стоят, прежде всего, из-за неблагоустроенности: дороги в ямах, на теплотрассах землю постоянно перекапывают. Когда дворы и проезды нормальные, и уклоны предусмотрены, воду можно отвести в газон или на ту же дорогу магистральную к колодцу. А когда этого нет, “спасает” только обычная канализация, ведь колодцы водоканала, в отличие от ливневых, всегда работают. Но это, безусловно, не выход. Нельзя направлять поток с улицы в канализацию: это лишние объемы воды, песка и грязи, которые приходят на очистные сооружения, да и на состоянии подземных коммуникаций такой сброс сказывается негативно.

Ещё одна проблема свойственная Нижнему Тагилу, как и другим российским городам, – открытые канализационные люки. Ежегодно крадутся сотни таких крышек, а предприятия несут значительные убытки, если учесть, что один люк стоит порядка 2-3 тыс. руб. Самое страшное, что действия люкокрадов зачастую приводят к самым печальным последствиям. Только в Свердловской области за последний год было зафиксировано несколько случаев падения людей в открытые колодцы. И чаще всего жертвами безалаберности воров становятся дети. Объяснение этому – воровство, вандализм. В основном их сдают в пункты приема металлолома. Хотя их прием и запрещен законом. В условиях кризиса количество краж будет только увеличиваться. Первый снег еще увеличит количество открытых колодцев. Дело в том, что владельцы машин не торопятся менять летние шины на зимние. Поэтому, чтобы машина не скользила, в багажник кладется снятый люк. Он тяжелый и не дает машине идти юзом.

Перестройка в 1991-2000 годах сказалась и на состоянии очистных сооружений, которые после стольких лет эксплуатации потребовали к себе повышенного внимания.

В 1996-2002 годах была произведена замена фильтросных пластин в аэротенках на фильтросные трубы – 3000 метров, что значительно улучшило процесс аэрации в коридорах секций и уменьшило число аварийных ситуаций. Ведется чистка иловых карт. Идет замена центрифуг на ленточные пресс-фильтры. Привлечена организация "Уралпромсервис" для ремонта подводящего лотка. В течение лета 2003 года отремонтированы крыши двадцати зданий и сооружений цеха, два вторичных и два первичных отстойника.

Несмотря на принимаемые меры, большинство водопроводных сетей находятся в аварийном состоянии и требуют полной замены. Аварийность на сетях водоснабжения продолжает оставаться высокой. Повреждения на сетях канализации ООО «Водоканал – НТ» увеличились с 1376 в 2002 году до 4848 в 2006 году.

Рисунок 1 – Динамика аварийности на сетях канализации ООО «Водоканал-НТ»

Причина неудовлетворительного технического состояния инженерной инфраструктуры была заложена в период 90-х годов, когда вся инфраструктура в короткие сроки была передана в муниципальную собственность и перед муниципальными образованиями была поставлена задача сохранить системы жизнеобеспечения города в период финансового кризиса. На момент передачи имущества средний износ фондов составлял от 70 до 90 %. строительство канализационных и водопроводных сетей в городе начато в 40-х годах. Порядка 60 % канализационных сетей построено в 60-80 годах, то есть эксплуатируются от 20 до 40 лет, а 25 % (около 125 км) сетей эксплуатируются уже более 40 лет. Сети построены в основном из керамических и асбестоцементных труб, срок эксплуатации которых 30 лет. Кроме того, в результате допущенных при строительстве сетей нарушений СНиП, в частности несоблюдение нормативных уклонов, наблюдается заиливание сетей, что ведет к образованию многочисленных засоров.

После столь длительного срока эксплуатации сооружений необходимы большие вложения, чтобы вывести работу очистных сооружений на современный уровень.

Негативное влияние на состояние инженерной инфраструктуры оказывает также отсутствие отработанной системы формирования инвестиционной составляющей для коммунальных предприятий и механизмов возврата кредитных ресурсов, взятых для реконструкции и развития производства, что не дает предприятиям возможностей для развития.

Недостаточность доходной части бюджета по причине существующих межбюджетных отношений и методик формирования бюджета муниципального образования и отсутствие инвестиций в необходимых объемах тормозят развитие инженерной инфраструктуры и дорожного хозяйства в городе и препятствуют своевременному ремонту и реконструкции.

В начале 2008 года в Нижнем Тагиле началась коренная модернизация систем водоснабжения и водоотведения. Эти работы будут осуществляться в рамках разработанной ООО «Водоканал – НТ» инвестиционной программы «Развитие систем водоснабжения и водоотведения водопроводно-канализационного хозяйства города Нижний Тагил на 2008-2018 годы», которая была утверждена Нижнетагильской городской Думой в феврале 2007 года. Программа оценивается в 1,704 млрд. руб.

Также разработана муниципальная целевая программа «Развитие и модернизация объектов коммунальной инфраструктуры города Нижний Тагил на 2009-2011 годы». Одной из задач программы является модернизация систем водоснабжения и водоотведения. В результате реализации мероприятий программы ожидается: ежегодное обновление не менее 15 км сетей водоснабжения и водоотведения для обеспечения города бесперебойным и качественным водоснабжением и водоотведением. Одним из ожидаемых результатов реализации программы является Обеспечение города бесперебойным и качественным водоснабжением и водоотведением.

Таблица 4 План мероприятий по реализации муниципальной целевой программы «Развитие и модернизация объектов коммунальной инфраструктуры города Нижний Тагил на 2009-2011 годы»

Мероприятия

Основные исполнители

Сроки исполнения

Объемы и источники финансирования (тыс. руб.)

Област-ной бюджет

Местный бюджет

Област-ной бюджет

Местный бюджет

Областной бюджет

Местный бюджет

Задача "Модернизация систем водоотведения"

Капитальный ремонт системы сброса и очистки хозяйственно – бытовых сточных вод Черноисточинского гидроузла

КГХ, МУ "НТУКС"

Техническое перевооружение газовой котельной Западной системы очистных сооружений

КГХ, МУ "НТУКС"

Модернизация системы механического обезвоживания осадка сточных вод с заменой оборудования

КГХ, МУ "НТУКС"

Модернизация сооружений механической и биологической очистки Западной системы очистных сооружений

КГХ, МУ "НТУКС"

Реконструкция очистных сооружений со строительством напорного канализационного коллектора МУЗ "Детский психоневрологический санаторий № 2"

КГХ, МУ "НТУКС"

Модернизация канализационных очистных сооружений в поселке Уралец

КГХ, МУ "НТУКС"

Таким образом, анализ состояния системы водоотведения г. Нижний Тагил показал, что ей присущи основные проблемы систем водоотведения городов России, а именно:

Состав сбрасываемых сточных вод не соответствует нормативам, в частности по содержанию нефтепродуктов, взвешенных веществ, аммонийного азота;

Слабая обеспеченность города ливневой канализацией, воровство канализационных люков;

Сильный износ основных фондов, в частности трубы рассчитаны на 30 лет, а эксплуатируются уже более 40.

Решение этих проблем связано с большими финансовыми затратами. Но в настоящее время недостаточно развито финансирование коммунальных предприятий.


Теоретическая оценка основ работы системы водоотведения города и анализ состояния системы водоотведения г. Нижний Тагил показали, что существуют проблемы. В соответствии с этим в курсовом проекте предлагается ряд рекомендаций.

Во-первых, необходимо решить проблему несоответствия качества сбрасываемых сточных вод нормативам. Для этого предлагается воспользоваться следующей технологией очистки городских сточных вод.


Рисунок 2 – Технологическая схема

Основной технологический процесс очистки сточных вод, реализованный на установке, основан на использовании биологических методов очистки. Сточные воды поступают в приёмную камеру КНС, предварительно пройдя грубую очистку на решётке. Далее сточная вода погружными насосами подается на первичный отстойник 1. Загрязняющие вещества с плотностью больше, чем у воды удаляются простым отстаиванием. В процессе отстаивания происходит снижение величины БПК за счет удаления из сточной воды незначительной части нерастворимых органических веществ. Помимо этого, из сточных вод удаляются значительные количества плавающих веществ. Для повышения эффективности работы отстойника он оснащен тонкослойными элементами, в которых процессы осаждения взвеси протекают в слоях небольшой высоты. Выпавший осадок периодически под давлением гидростатического столба жидкости выводится в соответствующую секцию КНС. Всплывающие загрязнения удаляются при помощи сетчатых черпаков.

Далее осветленная сточная вода поступает в блок биологической очистки – биореактор 2, в котором с участием специализированного биоценоза активного ила происходит минерализация азотсодержащих органических веществ. Сложные органические соединения благодаря биохимическим процессам, проходящим при помощи ферментов активного ила, подвергаются распаду. При аэробных процессах (в присутствии кислорода воздуха) происходит окисление органических веществ, содержащих углерод, азот, серу, фосфор до минеральных солей, углекислого газа и воды. Подача технологического воздуха в биореактор осуществляется компрессорами 6 и распределяется внутри биореактора через аэраторы из перфорированных труб, засыпанных мраморной крошкой. Воздух, забираемый компрессором, обязательно должен быть очищен от механических примесей и капельной жидкости. Очистка воздуха происходит на воздушных фильтрах (сетчатых и картриджного типа). Для подогрева технологического воздуха в зимний период времени на всасывающей линии воздуходувок установлен калорифер.

Для интенсификации процесса биологической очистки и обеспечения высокого и стабильного качества очищенной воды, блок биологической очистки оснащен загрузкой типа "ерш", на котором развивается прикрепленный (иммобилизованный) биоценоз. Это позволит исключить опасность потери биомассы адаптированных микроорганизмов вследствие изменения седиментационных свойств активного ила (его "вспухание") под воздействием поступления токсических веществ или нарушения режима подачи стоков на очистку.

По окончании процесса биоочистки иловая смесь отделяется от сточной воды во вторичном отстойнике 2. Процесс осаждения интенсифицируется с помощью тонкослойных модулей. Активный ил из отстойной зоны с помощью эрлифта возвращается в "голову" биореактора. Смесь избыточного ила и сырого осадка подвергается обезвоживанию и последующим отводом на иловые карты.

Обеззараживание сточной воды, прошедшей полную биологическую очистку подвергается доочистки на фильтре 4 и обеззараживание ультрафиолетовым излучением, получаемого с помощью непогружной ртутной лампы 5, в специальном кварцевом чехле (воздействие ультрафиолета раскрыто в теоретической части, пункт 1.4). Для предотвращения неприятного запаха воздух от компрессоров проходит фильтр с угольными кассетами.

Данная установка направлена на снижение содержания БПК, взвешенных веществ, аммонийного азота, нитратного азота, фосфатов.

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов рекомендована установка блока доочистки (БДО) сточных вод, прошедших предварительную очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на типовых очистных сооружениях. Особенностью этого блока является использование в качестве фильтрующего и сорбционного природного материала – шунгитовой породы (ШП), содержащей 25-30% углерода, менее 55% оксида кремния, 4% оксида алюминия и различные примесные соединения.

Лабораторные исследования свойств ШП при очистке растворов, содержащих различные концентрации нефтепродуктов (дизельное топливо, отработанное машинное масло, керосин), показали. Этот материал можно использовать в фильтрах двойного назначения: как фильтрационную загрузку в насыпном фильтре, заменяющую кварцевый песок на последнем этапе предварительной очистки воды от свободно плавающих нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных веществ (размер частиц >3 мкм), и как сорбент для извлечения истинно-растворенных нефтепродуктов.

Возможность применения фильтра с ШП на завершающем этапе первой стадии очистки определяется наличием алюмосиликатного каркаса и относительно высоким удельным весом породы. Сорбционные свойства ШП связаны с наличием на поверхности слоя сорбционно-активного углерода в форме шунгита. Высокие сорбционные характеристики ШП, не уступающие аналогичным показателям сорбции на активных углях, обеспечивают эффективность глубокой доочистки низкоконцентрированных растворов нефтепродуктов.

Также администрации г. Нижний Тагил необходимо найти ответственных за бесхозные неисправные канализационные коллекторы.

Во вторых необходимо решить проблему ливневой канализации.

Для этого в первую очередь необходимо восстановить имеющиеся неисправные колодцы: раздолбить бетон, прочистить от мусора; благоустроить дворовые территории.

Для прочистки забитых трубопроводов ливневой канализации рекомендуется использовать метод пневмоимпульсов.

При данном методе на отложения воздействуют ударные волны (пневмоимпульсы), которые генерирует независимый источник возмущения. Накачиваемый компрессором воздух через рукав высокого давления поступает в пневмоснаряд, где преобразуется в пневматические импульсы определенной частоты и мощности. Созданная таким образом ударная волна "отбивает" отложения со стенок трубы.

Использование пневмоснарядов разного типоразмера позволяет прочищать трубопроводы диаметром 50 – 1500 мм с производительностью 0,2 – 3,0 м/мин в зависимости от диаметра трубы и характера отложений. Сменные пневмоснаряды позволяют не только разрушить имеющиеся отложения любой твердости и толщины, но и удалить их из рабочего пространства трубопровода. Материал прочищаемого трубопровода существенного значения не имеет.

Так как отводными каналами ливневой канализации обеспечено всего лишь 40 % дорог, то необходима прокладка дополнительной системы поверхностного водоотвода, рекомендуемой немецкой фирмы Hauraton, серии Recyfix Super DN 300. В данную систему включаются: пластиковый канал, решетки для каналов, пластиковый пескоуловитель.

Каналы серии Super используются для организации линейного водоотвода в местах интенсивного движения грузового транспорта. Каналы изготовлены из полиэтилена высокой плотности «ПЭВП» (рабочая температура от -40 до +60), чрезвычайно легкие и прочные. Основная идея пластиковых каналов заключается в большом количестве вертикальных и горизонтальных ребер жесткости. Особенностью каналов данной серии является наличие стального канта, придающего каналу дополнительную прочность и удерживающего решетку при вертикальных и горизонтальных нагрузках (разгон-торможение). Также каналы серии Super снабжены системой безболтового крепления side-lock, благодаря которой экономится более 90% времени при обслуживании систем водоотвода. До класса нагрузки F900 включительно.


Рисунок 3 – Пластиковые каналы DN300 Hauratun (Германия)

Решение проблемы воровства чугунных канализационных люков предложили на ОАО "Нижнетагильский котельно-радиаторный завод". Для этого на НТКРЗ были разработаны и пущены в производство специальные антивандальные люки. Суть антивандального люка заключается в следующем: крышка люка крепится к основанию с помощью специального ушка. Благодаря этому креплению просто так снять крышку и унести ее уже невозможно. Более того, на заводе планируется ставить усиленную антивандальную защиту. То есть такое же ушко, но уже с замком, ставится с другой стороны. Таким образом, крышку люка нельзя будет не только унести, но и открыть без ключа.

3.3 Модернизация устаревшего трубопровода

В-третьих, важно решить проблему сильного, в отдельных случаях 100 %, износа основных фондов. Износ, в первую очередь, касается магистральных трубопроводов.

Старые трубы (в основном чугунные, керамические, асбестоцементные) необходимо заменять на новые, полимерные.

Достоинства полимерных труб:

высокая коррозийная и химическая стойкость, долговечность (гарантированный срок эксплуатации от 25 лет),

незначительная вероятность образования отложений на внутренней поверхности трубы;

низкий коэффициент шероховатости, равный 0,01,что в среднем в 20 раз меньше, чем у стальных и примерно в 40-50 раз меньше, чем у чугунных);

в 5-7 раз легче стальных, что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях (небольшие перемещения их при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов), и удешевляет доставку;

низкая теплопроводность материала, снижающая тепловые потери и уменьшающая образование конденсата на наружной поверхности труб;

отсутствие необходимости в обслуживании и катодной защите;

стыковая сварка полиэтиленовых труб дешевле, проще, занимает меньше времени, не требует дополнительных расходных материалов; возможность многократного монтажа и демонтажа при низких затратах;

высокая надежность сварных швов соединений в течение всего срока эксплуатации трубопроводов;

ремонтопригодность, позволяющая быстро ликвидировать механические повреждения;

низкая вероятность физического разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба увеличивается в диаметре, а затем, при оттаивании жидкости, приобретает прежний размер;

практически отсутствует опасность физического разрушения трубопровода от гидроударов вследствие сравнительно низкого модуля упругости. Стандартный запас прочности полимерных труб – 50-60% сверх расчетного рабочего давления;

возможность поставки длинномерными отрезками (бухтами), что сокращает сроки и стоимость монтажа и прокладки трубопровода, гибкость труб позволяет проходить повороты трассы трубопровода без использования фасонных деталей;

являются морозоустойчивыми;

возможность использования полимеров для ремонта (фактически для восстановления) стальных трубопроводов. Протяжка профилированных полиэтиленовых труб внутри изношенных стальных незначительно изменяет диаметр водопровода, что позволяет сохранить в нем давление. Профилированная труба восстанавливает свою первоначальную форму и плотно прилегает к стенкам трубы под воздействием пара. Протяжка применима для реконструкции водопроводов диаметром от 100 до 500 мм. Существующая труба используется как футляр. Это напрямую уменьшает объем земляных работ, затраты на капитальный ремонт, сокращает сроки работ;

экологическая чистота. Трубы из ПВХ являются безвредными и не опасны для здоровья человека. В процессе их эксплуатации не происходит выделения токсичных соединений,

в традиционной системе стальных трубопроводов в воду попадают ионы железа и размножаются бактерии. Использование труб из ПВХ исключает первую и снижает вторую составляющую такого загрязнения.

Уже разработана муниципальная целевая программа, предполагающая ежегодное обновление 15 км сетей.

Таким образом, разработан ряд проектных рекомендаций по решению основных проблем системы водоотведения г. Нижний Тагил:

Несоответствие сбрасываемых сточных вод нормативам – применение новой установки очистки сточных вод, основанной на применении биологического метода очистки и ультрафиолета, применения фильтров с использованием шунгита;

Проблема ливневой канализации – очистка труб методом пневмоимпульсов, пркладка дополнительного поверхностного водоотвода;

Воровство канализационных люков – применение антивандального варианта;

Сильный износ магистрального трубопровода – замена старых труд на новые полимерные трубы.


4 РАСЧЕТ НЕОБХОДИМЫХ РЕСУРСОВ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРОДА

Расчеты ведутся согласно формулам и таблицам.

4.1 Водоснабжение

Расходы воды по городу на хозяйственно-питьевые нужды населения.

1-ый район:

170 ∙ 1100 = 187000 (чел.);

,

q – норма водопотребления, определяется по таблице 1 с учетом климатических условий, л/чел.∙сут.;

т.к. t о = -10 о С, → климат жаркий;

160 ∙ 187000 / 1000 = 29920 (м 3 /сут.);

29920 ∙ 1,1 = 32912 (м 3 /сут.);

29920 ∙ 0,7 = 20944 (м 3 /сут.);

32912 / 24 = 1371,333 (м 3 /ч.);

1371,333 ∙ 1,42 = 1947,293 (м 3 /ч.);

– коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый по таблице 2 28 ;

1,2 ∙ 1,183 = 1,42;

1,2 – [(1,2 – 1,15) / (50 – 20) ∙ (29,92 – 20)] = 1,183;

1371,333 ∙ 0,213 = 292,094 (м 3 /ч.);

0,4 ∙ 0,533 = 0,213;

0,5 + [(0,6 – 0,5) / (50 – 20) ∙ (29,92 – 20)] = 0,533.

2-ой район:

340 ∙ 700 = 238000 (чел.);

350 ∙ 238000 / 1000 ∙ 0,6 = 49980 (м 3 /сут.),

при централизованном горячем водоснабжении среднесуточный расход определяется с коэффициентом 0,6;

49980 ∙ 1,3 = 64974 (м 3 /сут.);

49980 ∙ 0,9 = 44982 (м 3 /сут.);

64974 / 24 = 2707,25 (м 3 /ч.);

2707,25 ∙ 1,564 = 4234,12 (м 3 /ч.);

1,4 ∙ 1,117 = 1,564;

1,15 – [(1,15 – 1,1) / (100 – 50) ∙ (83,3 – 50)] = 1,117;

2707,25 ∙ 0,4 = 1082,9 (м 3 /ч.);

0,6 ∙ 0,667 = 0,4;

0,6 + [(0,7 – 0,6) / (100 – 50) ∙ (83,3 – 50)] = 0,667.

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия.

N г.ц. = 0,6 ∙ 6300 = 3780 (чел.);

N г.ц. = 6300 – 3780 = 2520 (чел.);

;

Q сут . = (25 ∙ 3780 + 45 ∙ 2520) / 1000 = 207,9 (м 3 /сут.);

Q ч. = (2,5 ∙ 25 ∙ 2220 + 3 ∙ 45 ∙ 1480) / (8 ∙ 1000) = 42,32 (м 3 /ч.);

2220 ∙ 0,3 = 666 (чел.);

1480 ∙ 0,6 = 888 (чел.);

666 / 7 = 94 (шт.);

888 / 5 = 178 (шт.);

Q душ.сут. = k ∙ 500 n c / 1000 ;

Q душ.сут. = 3 ∙ 500 ∙ (94 + 178) / 1000 = 408 (м 3 /cут.).

Расходы воды по городу на полив территории.

;

Q пол.сут. = ∙ 10000= 20070 (м 3 /сут.);

N 1 = 1800 ∙0,2 = 360 (га);

N 2 = 1800 ∙ 0,1 = 180 (га);

N 3 = 1800 ∙ 0,05 = 90 (га);

N 4 = 1800 ∙ 0,07 = 126 (га).

Расходы воды по городу на пожаротушение.

N = 187000 + 238000 = 425000 (чел.);

N > 25000, F > 150 га, → 4 случай;

,

Q нар. – расход воды на наружное пожаротушение, принимается согласно пунктам 2.22, 2.23 и таблицам 5, 7, 8 , л/с,

Q внутр. – расход воды на внутреннее пожаротушение, принимается по таблицам 1, 2 , л/с;

3 ∙ 80 = 240 (л/c);

– не предусмотрено;

– не предусмотрено;

2 ∙ 2,5 = 5 (л/c);

– не предусмотрено;

Q пож. = 240 + 5 = 245 (л/c).

Режим водопотребления в городе.

1-ый район:

Т ср. = 10 ч.;

Т max = (24 – T ср. ) ∙ (1 – k ч min ) / ( k ч max k ч min ) ;

T max = (24 – 10) ∙ (1 – 0,213) / (1,2 – 0,213) = 9 (ч.);

T min = 24 – Т ср. – Т max ;

T min = 24 – 10 – 9 = 5 (ч.);

Q max = T cp. ∙ q cp. ч . + Т max ∙ q max ч . + Т min ∙ q min ч . ;

32912 ≠ 10 ∙ 1371,333 + 9 ∙ 1947,293 + 5 ∙ 292,094;

= 32912 – 32699,437 = 212,563 (м 3 /сут.);

1371,333 + 212,563 / 10 = 1392,5893 (м 3 /сут.);

2-ой район:

Т ср. = 10 ч.;

T max = 14 ∙ 0,6 / 1,167 = 7 (ч.);

64974 ≠ 27072,5 + 29638,84 + 7580,3;

2775,486 м 3 /ч.;

Предприятие:

Q сут. = 207,9 м 3 /сут.;

207,9 / 16 = 12,99375 (м 3 /ч.);

Q душ.сут. =408 м 3 /сут.;

408 / 2 = 204 (м 3 /сут.).

Полив территории:

20070 м 3 /сут.;

20070 / 4 = 5017,5 (м 3 /ч.).

Таблица 5 – Режим водопотребления в городе

Водопотребление

1 район, м 3 /ч.

2 район, м 3 /ч.

Предприятие

хозяйственно-питьевые

Таблица 6 – Определение расчетных расходов подачи воды насосами и потребление воды в городе

Потребление, %

Подача насосной станции II подъема, %

Подача в бак, %

Расход из бака, %

Остаток в баке, %

Продолжение таблицы 6


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретическая оценка показала.

Система водоотведения города – это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания. Эта система является одной из важнейших сфер жизнеобеспечения города и имеет стратегическое значение для государства. Ее функционирование тесно связано с системой водоснабжения города. На канализацию воздействует множество факторов: природные, административные, экономические и др.

Деятельность системы водоотведения города должна полностью регламентироваться нормативными актами, но в российском законодательном обеспечении этой деятельности больше минусов, чем плюсов.

Системе водоотведения города присущ ряд проблем, который условно можно разделить на экономические и экологические проблемы. К экономическим можно отнести сильный износ фондов и нехватка средств на их реконструкцию и модернизацию. К экологическим: несоответствие сбрасываемых сточных вод нормативам, что приводит к отрицательной экологической обстановке в стране.

В мире накоплен большой опыт по решению проблем, связанных с водоотведением.

Анализ показал, что работе системе водоотведения г. Нижний Тагил присуще следующие основные проблемы:

Сильный износ фондов, особенно трубопроводов (почти на 100 %);

Сброс в водоемы неочищенных стоков (прокуратурой города было заведено дело в отношении Водоканала);

Ливневая канализация находится в плачевном состоянии.

Для решения выявленных проблем были разработаны рекомендации. Среди них: монтаж новых современных систем очисток; замена старых труб на новые, более эффективные; прочистка ливневых коллекторов; монтаж дополнительных поверхностных водосборов и др.

Также, в конце, был произведен расчет необходимых ресурсов жизнеобеспечения города.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Википедия свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/. – 26.04.2009.

2 Словари и энциклопедии на Академике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/. – 26.04.2009.

3 Кузнецов Е.П. Техника и технологии отраслей городского хозяйства: Учеб. пособие / Е.П. Кузнецов, А.М. Дыбов, Н.М. Сутырин. – СПб.: СПбГИЭУ, 2005. – 494 с.

4 Журнал «Строительный инжиниринг» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.stroing.ru/articles/675. – 26.04.2009.

5 Каждан А. Проблемы водоснабжения и водоотведения нового строительства / А. Каждан, Е. Марголин. – ЖКХinfo информационно-аналитический журнал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.zhkh.info/content/view/2046/69/. – 26.04.2009.

6 Организационные проблемы водоотведения. – Гидроаудит группа компаний [Электронный ресурс]. – http://www.hydroaudit.ru/vodootv_org. – 27.04.2009.

7 Водоотводящие системы и сооружения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ges.ru/book/book_water_otbod/. – 27.04.2009.

8 Применение метода ультрафиолетового облучения для обеззараживания сточных вод. – Очистные сооружения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.1os.ru/content/subs/doc28. – 27.04.2009.

9 Нанотехнологии очистки воды. – Эко Септик [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ecoseptic.ru/post_1203673040.html. – 27.04.2009.

10 Ваш дом.RU интернет-портал “все для строительства и ремонта” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vashdom.ru/articles/strom_lb1.htm. – 27.04.2009.

11 ООО “Водоканал – НТ” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://voda-nt.ru/. – 28.04.2009.

12 Комитет “Город без коррупции” г. Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mzde.net/lavnaya/2008/6/24/1782/. – 28.04.2009.

13 “Свердловская область. Канализационные стоки Нижнего Тагила загрязняют Обь” [Режим доступа]. – Режим доступа: http://my.online.ru/misc/newsreg/00/04/04_768.htm. – 28.04.2009.

14 Дягиль И. Когда воде деваться некуда / И. Дягиль. – городской информационный сервер Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ntagil.ru/?m=tagilworker&id=297. – 28.04.2009.

15 Решения и постановления Нижнетагильской городской Думы. – городской информационный сервер Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ntagil.ru/?m=resh_post_duma&type=r&id=457. – 28.04.2009.

16 Технологии очистки воды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gsp-bmt.ru/services/1/17.html. – 28.04.2009.

17 ФГУП ВИМС им. Н.М. Федоровского [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vims-geo.ru/. – 29.04.2009.

18 ООО ”Пневматик” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://pnevmatic.ru/main/index.html?id=117&parent_id=2. – 29.04.2009.

19 ООО “Драйтек” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.drytech.ru/catalog/drainage/rcsuper/. – 29.04.2009.

20 Якино И. В Нижнем Тагиле появятся антивандальные канализационные люки и скамейки / И. Якино. – Домострой. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dom-s.org/news/2008/04/16/v_nizhnem_tagile_pojavjatsja_antivandal_nye. – 29.04.2009.

22 Диса О.С. Инженерное обеспечение городов: методические указания по выполнению курсовой работы / О.С. Диса. – Новокузнецк, 2004. – 25 с.

23 СНиП 2.04.02-84: Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госкомитет по делам строительства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 131с.: табл.

24 СНиП 2.04.01-85: Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госкомитет по делам строительства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1995. – 35с.: табл.

25 СНиП 2.04.03-85: Канализация. Наружные сети и сооружения / Госкомитет по делам строительства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 72с.: табл.

26 СНиП 2.04.08-87: Газоснабжение / Госкомитет по делам строительства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1995. – 66с.: табл.


Википедия свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Система

Словари и энциклопедии на Академике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/75181/Водоотведение

Словари и энциклопедии на Академике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ecolog/226

Кузнецов Е.П. Техника и технологии отраслей городского хозяйства: Учеб. пособие / Е.П. Кузнецов, А.М. Дыбов, Н.М. Сутырин. – СПб.: СПбГИЭУ, 2005. – 198-201 с.

Журнал «Строительный инжиниринг» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.stroing.ru/articles/675

Каждан А. Проблемы водоснабжения и водоотведения нового строительства / А. Каждан, Е. Марголин. – ЖКХinfo информационно-аналитический журнал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.zhkh.info/content/view/2046/69/

Организационные проблемы водоотведения. – Гидроаудит группа компаний [Электронный ресурс]. – http://www.hydroaudit.ru/vodootv_org

Кузнецов Е.П. Техника и технологии отраслей городского хозяйства: Учеб. пособие / Е.П. Кузнецов, А.М. Дыбов, Н.М. Сутырин. – СПб.: СПбГИЭУ, 2005. – 199 с.

Водоотводящие системы и сооружения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ges.ru/book/book_water_otbod/2.htm

Водоотводящие системы и сооружения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ges.ru/book/book_water_otbod/17.htm

Применение метода ультрафиолетового облучения для обеззараживания сточных вод. – Очистные сооружения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.1os.ru/content/subs/doc28

Нанотехнологии очистки воды. – Эко Септик [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ecoseptic.ru/post_1203673040.html

Ваш дом.RU интернет-портал “все для строительства и ремонта” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vashdom.ru/articles/strom_lb1.htm

Википедия свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Нижний_Тагил

ООО “Водоканал – НТ” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://voda-nt.ru/vodootv.html

ООО “Водоканал – НТ” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://voda-nt.ru/zos.html

Комитет “Город без коррупции” г. Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mzde.net/lavnaya/2008/6/24/1782/

“Свердловская область. Канализационные стоки Нижнего Тагила загрязняют Обь” [Режим доступа]. – Режим доступа: http://my.online.ru/misc/newsreg/00/04/04_768.htm

Дягиль И. Когда воде деваться некуда / И. Дягиль. – городской информационный сервер Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ntagil.ru/?m=tagilworker&id=297

Решения и постановления Нижнетагильской городской Думы. – городской информационный сервер Нижний Тагил [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ntagil.ru/?m=resh_post_duma&type=r&id=457

Технологии очистки воды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gsp-bmt.ru/services/1/17.html

ФГУП ВИМС им. Н.М. Федоровского [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vims-geo.ru/

ООО ”Пневматик” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://pnevmatic.ru/main/index.html?id=117&parent_id=2

ООО “Драйтек” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.drytech.ru/catalog/drainage/rcsuper/

Якино И. В Нижнем Тагиле появятся антивандальные канализационные люки и скамейки / И. Якино. – Домострой. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dom-s.org/news/2008/04/16/v_nizhnem_tagile_pojavjatsja_antivandal_nye

Диса О.С. Инженерное обеспечение городов: методические указания по выполнению курсовой работы / О.С. Диса. – Новокузнецк, 2004. – 13-22 с.

СНиП 2.04.02-84: Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госкомитет по делам строительства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985

Диса О.С. Инженерное обеспечение городов: методические указания по выполнению курсовой работы / О.С. Диса. – Новокузнецк, 2004. – 21 с.
лексика русского языка с точки зрения сферы ее употребления
Русский язык, как и любой другой, имеет свою лексическую систему, которая формировалась на протяжении не просто столетий, а даже тысячелетий. Состав лексики имеет различное происхождение. Выделяют в нем и Грамматическая лексика и происхождение слов изучаю
Теория потребительского поведения
Заключение Список литературы Введение Потребительское поведение - это процесс формирования спроса покупателей, осуществляющих выбор товаров с учетом цен и личного бюджета, т.е. собственных денежных доходов. Известно, что денежные доходы оказывают
Сложносочинённые предложения в литературе: примеры и типы
Служащая для передачи какой-либо информации, сообщения и т.д. Строится предложение по своим определённым законам и правилам; не всякий набор слов можно назвать предложением. Для него характерны грамматическое и смысловое единство его частей, а также особа
Операции по банковскому счету
Специальные счета предназначены для учета денежных средств, находящихся в аккредитивах, чековых книжках, на текущих, особых счетах. Для учета каждого вида денежных средств открывается счет 55 «Специальные счета в банке». К данному счету могут быть открыты
 
 
Рекламодателям | Контакты