Кіріспе
Қалдық сулар – канализация немесе канализация жүйесі арқылы канализациялық суларды немесе жер бетінен ағып келетін суларды (жаңбыр суларын, қар суларын, еріген суларды) тасымалдайтын инфрақұрылым. Оған құбырларды қабылдау, адам тесіктері, сорғы станциялары, дауылдық ағын және біріктірілген немесе санитарлық канализацияның камералары кіреді. Канализация ағынды суларды тазарту қондырғысына кіргенде немесе қоршаған ортаға шығарылғанда аяқталады. Бұл канализациялық суларды немесе жаңбыр суларын тасымалдайтын құбырлар, камералар, адам тесіктері немесе инспекциялық камералар жиынтығы. Көптеген қалаларда канализациялық сулар (қалалық канализациялық сулар) жаңбыр суларымен бірге біріктірілген канализация жүйесі арқылы ағынды суларды тазарту қондырғысына жеткізіледі. Ал кейбір қалалық аймақтарда канализациялық сулар жеке санитарлық канализация арқылы, ал көшелерден ағып түсетін сулар – дауылдық дренаж арқылы тасымалданады. Бұл жүйелерге техникалық қызмет көрсету үшін әдетте адам тесігі арқылы кіруге болады. Көп жауын-шашын жауған кезде канализация жүйесінде біріктірілген канализацияның немесе санитарлық канализацияның ағып кетуі мүмкін, бұл тазаланбаған канализациялық суларды тікелей су қабылдағышқа ағызуға мәжбүрлейді. Бұл халық денсаулығына және айналағы ортаға қауіп төндіруі мүмкін. Ағылшын тілінде бұл жүйе канализация немесе канализация жүйесі деп аталады, ал американдық ағылшын тілінде – канализация жүйесі немесе су өткізу жүйесі деп аталады.
Infrastructure that conveys sewage or surface runoff using sewers
Sewerage (or sewage system) is the infrastructure that conveys sewage or surface runoff (stormwater, meltwater, rainwater) using sewers. It encompasses components such as receiving drains, manholes, pumping stations, storm overflows, and screening chambers of the combined sewer or sanitary sewer. Sewerage ends at the entry to a sewage treatment plant or at the point of discharge into the environment. It is the system of pipes, chambers, manholes or inspection chamber, etc. that conveys the sewage or storm water. In many cities, sewage (municipal wastewater or municipal sewage) is carried together with stormwater, in a combined sewer system, to a sewage treatment plant. In some urban areas, sewage is carried separately in sanitary sewers and runoff from streets is carried in storm drains. Access to these systems, for maintenance purposes, is typically through a manhole. During high precipitation periods a sewer system may experience a combined sewer overflow event or a sanitary sewer overflow event, which forces untreated sewage to flow directly to receiving waters. This can pose a serious threat to public health and the surrounding environment. The system of sewers is called sewerage or sewerage system in British English and sewage system or sewer system in American English.
Тарих
Әбден жағымсыз иістерден құтылу қажеттілігі, адам қалдықтарының денсаулыққа зиянды екенін түсінуден гөрі, алғашқы тиімді кәріз жүйелерінің құрылысына себеп болды. Көптеген елді мекендер табиғи су арналарының жанында өркендеді, онда латриналардан шығатын қалдықтар оңай құйылып отырды, бірақ ірі қалалардың пайда болуы осы тәсілдің жеткіліксіз екенін көрсетті. Бабылдіктер сияқты ежелгі өркениеттер үйлерінде еден деңгейінен төмен шұңқырлар қазып, жаңбыр суын кетіру үшін қарапайым дренаж жүйелерін жасады. Алайда, б.з.д. 2000 жылы Инд өзені цивилизациясында ғана үйлерден қалдықтарды шығару үшін көшелер бойына нақты кірпішпен қапталған кәріз желілері салынды. Көше жағындағы үйлердегі дәретханалар осы кәріздерге тікелей қосылып, таза сумен қолмен шайылатын болды. Ғасырлар өткен соң Рим және Константинополь сияқты ірі қалалар күрделі, желілі кәріз жүйелерін салды, олардың кейбіреулері бүгінге дейін қолданылып келеді. Кәріз жүйелері салынғаннан кейін ғана адамдар денсаулыққа қауіптің азайғанын түсінді.
Сақтау және қалпына келтіру
Ағынды су жүйесіне қатаң шектеулер қойылады, бұл мерзімінен бұрын нашарлауына әкелуі мүмкін. Оларға тамырлардың өсуі, қосылыстардың орын ауысуы, жарықтар мен ойыстардың пайда болуы жатады, бұл қоршаған орта мен халық денсаулығына қауіп төндіретін үлкен көлемдегі судың ағып кетуіне алып келеді. Мысалы, Германияда жылына 500 миллион м3 ластанған су топыраққа және жер асты суларына сіңіп кетуі мүмкін. Зақымдалған кәрізді қалпына келтіру және ауыстыру өте қымбат. Лос-Анджелес округіндегі жылдық жөндеу жұмыстарына шамамен 400 миллион еуро жұмсалады, ал Германияда бұл шығын 100 миллион еуроға бағаланады. Күкірттегіш сутек (H2S) биогендік сульфидтің коррозиясына тікелей себеп болады, сондықтан кәрізді жөндеу жұмыстары қажет. Иелеріне қолжетімді жөндеу опцияларының көптеген түрлері бар, олардың құны мен беріктігі әртүрлі. Бір опция – тот басқан құрылымды тазалағаннан кейін, тозған материал мен ластаушыларды жойып, берік, дөңгелек және таза беткейді ашыққа шығару үшін кальций алюминат цементіне негіделген цементті материалды қолдану. Конкреттің жағдайына және ластану деңгейіне байланысты тазалау қарапайым жоғары қысымды сумен (200 бар) шаюдан бастап, нағыз гидродемонтажға (2000 бар) дейін жетеді. Конкрет бетінің дұрыс тазартылғанын қамтамасыз етудің бір жолы – беткейдің pH деңгейі 10-нан жоғары екенін тексеру. Кез келген бетон жөндеу жұмысында қазіргі заманғы ережелерді сақтау қажет. Осы тазалау кезеңінен кейін, цементті материал қаныққан, бірақ құрғақ беткейге төмен қысымды ылғалды шашырату арқылы қолданылады: Бұл әдіс ең көп таралғаны, себебі ол шаң тудырмайды және материалдың кері секіруі жоққа шығарылады. Ол нарықта оңай қол жетімді классикалық фасадты роторлық сорғыны пайдаланады. Басты кемшілігі – сорғылау қашықтығының 75 метрден аспауы. Айналмалы баспен ылғалды шашырату: Бұл әдіс алғашқы әдіске ұқсас, бірақ қолмен шашыратудың орнына айналмалы бас қолданылады, ол жөнделетін бетке ерітіндіні шашыратады. Бұл әдіс жылдам және әсіресе цилиндрлі кеңістіктерге, мысалы, кәріз шұңқырларына қолайлы. Егер құрылымның тозуы соншалықты күшті болса, адам кіруі қауіпті болса, айналмалы баспен қолдану шұңқырды адамсыз нығайтуға мүмкіндік береді. Жоғары қысымды құрғақ шашырату: Бұл әдіс, сондай-ақ "shotcrete" немесе "gunite" деп аталады, жөндеу жылдамдығын арттыруға және бір рет қолдану арқылы қалың қабатты жағуға мүмкіндік береді. Құрғақ шашыратудың басты артықшылығы – ерітіндіні ұзақ қашықтыққа сорғылау мүмкіндігі, бұл қол жеткізу қиын нүктелерге жақын болғанда қажет. Мүмкін, құрғақ шашыратудан жасалған ең ұзақ қашықтық 2014 жылы Австралиядағы құрылыс алаңында тіркелді, онда 100% кальций алюминат ерітіндісі 800 метрден астам қашықтыққа жеткізіліп, шашыратылды. Құрғақ шашыратудың басты кемшілігі – шаң мен кері секірудің пайда болуы; оларды тиісті шаралармен (алдын ала ылғалдандыру сақинасы, ірілігі реттелген инертті материал, тәжірибелі оператор, су тұманымен жабдықталған қабырғалар және т.б.) шектеуге және бақылауға болады.
Low pressure wet spray: this method is the more common because it does not produce dust and virtually no material is lost by rebound. It utilizes classical facade rotor pump, easily available in the market. The main drawback is the limited pumping distance that cannot exceed 75 meters. Spinning head wet spray: this method is similar to the first, but the manual spraying is replaced by a spinning head projecting the mortar onto the repaired surface. This method is fast and especially suited for cylindrical chambers such as manholes. When a structure is so severely corroded that human entry is a risk, spinning head application permits an “un manned” consolidation of the manhole. High pressure dry spray: this method, also called “shotcrete” or “gunite” is allowing a faster rate of rehabilitation, and also to make a thicker application in a single pass. The main interest of dry shotcrete is the capacity to pump the mortar over a long distance and this is needed when the access points are distant. Perhaps the longest dry shotcrete distance is a job site in Australia in 2014, where 100% calcium aluminate mortar was air transported over 800 meters before being sprayed. The main drawback with dry shotcrete is the generation of dust and rebound; these could be limited and controlled with appropriate means (pre moisture ring, adapted aggregate grading, experienced nozzleman, water mist cut off walls, etc. ).
Су деңгейі
Канализация жүйесінің инфрақұрылымы көбінесе су деңгейін төмендетеді, әсіресе тығыз қоныстанған аймақтарда, онда жаңбыр суы (үй шатырларынан) топыраққа сіңірілмей, тікелей жүйеге жіберіледі. Кейбір аймақтарда бұл су деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкеп соқты. Мысалы, Бельгияда су деңгейі 100 метрге дейін төмендеген. Жүйеде жиналған тұщы су теңізге құбырлар арқылы тасымалданады. Мұндай мәселе туындаған жерлерде, олардың аз тереңдікте орнатылу мүмкіндігіне байланысты, вакуумдық канализация қолданылуы мүмкін.
Инфрақұрылымның жетіспеушілігі
Көптеген төмен кірісті елдерде, кейбір жағдайларда канализация жүйесі болмағандықтан, ағынды су тікелей су объектілеріне құйылуы мүмкін. Бұл судың ластануына себеп болуы мүмкін. Патогендер түрлі ауруларды қоздыруы мүмкін. Кейбір химиялық заттар өте төмен концентрацияда да қауіпті болуы мүмкін және жануарлар мен адам тіндерінде биоаккумуляция нәтижесінде ұзақ мерзімге дейін қауіпті болып қалуы мүмкін.
Ережелер
Көптеген еуропалық елдерде азаматтар үйдегі санитарлық жүйелерді мүмкіндігінше ұлттық канализация жүйесіне қосуға міндетті. Осының нәтижесінде халықтың үлкен бөлігі жүйеге қосылған. Мысалы, Нидерландыда халықтың 99% жүйеге қосылған, ал 1% жеке кәріз жүйесі немесе тазарту жүйесін пайдаланады, мысалы, септик. Басқа елдердегі көрсеткіштер сәл төмен (бірақ бәрібір маңызды), мысалы, Германияда 96%.
Тенденциялар
Кәрізді басқарудың қазіргі тәсілдеріне жер бетінен ағатын суларды кәрізден бөлек қарастыру, жуындау суларын қара судан (жалғағыш унитаздар) бөлек өңдеу, сондай-ақ төтенше жағдайлармен (мысалы, қалыптыдан тыс ауа райынан туындаған су көлемінің артуы) тиімдірек күресу кіруі мүмкін.