Введение

Подземные трубы для транспортировки сточных вод, современная канализационная система для отвода отходов.

Санитарная канализация – это подземная система труб или туннелей для транспортировки сточных вод из жилых и коммерческих зданий (но не дождевых вод) на очистные сооружения или для их утилизации. Санитарные канализации относятся к гравитационным канализационным системам и являются частью общей системы, называемой "канализационной сетью" или канализацией. Санитарные канализации, обслуживающие промышленные районы, могут также транспортировать промышленные сточные воды. В населенных пунктах, где есть санитарная канализация, ливневая канализация может отводить поверхностный сток непосредственно в водоемы. Преимуществом санитарных канализационных систем является отсутствие сбросов смешанных сточных вод. Санитарные канализации, как правило, имеют значительно меньший диаметр, чем коллекторы, которые транспортируют как бытовые, так и ливневые стоки. Обратные токи неочищенных сточных вод могут происходить при избыточном поступлении дождевых вод или инфильтрации грунтовых вод из-за протечек в соединениях, дефектов труб и т.д. в устаревшей инфраструктуре.

Цель

Обработка сточных вод менее эффективна, когда бытовые сточные воды разбавляются дождевой водой, а переполнение комбинированной канализации происходит, когда объем стока от сильных дождей или таяния снега превышает пропускную способность очистных сооружений. Чтобы решить эти проблемы, некоторые города построили отдельные канализационные сети для сбора только коммунальных сточных вод, исключая дождевой сток, который собирается в отдельных ливневых канализационных сетях. Решение о строительстве комбинированной или раздельной канализационной системы в основном зависит от необходимости очистки сточных вод и стоимости обеспечения очистки во время сильных дождей. Многие города с комбинированными канализационными системами построили их до установки очистных сооружений и впоследствии не стали заменять эти системы.

Обычные гравитационные канализации

В развитых странах канализация представляет собой систему труб, соединяющих здания с одним или несколькими уровнями крупных подземных коллекторных трубопроводов, которые транспортируют сточные воды на очистные сооружения. Вертикальные трубы, как правило изготовленные из сборного железобетона, называемые смотровыми колодцами (или люками), соединяют коллекторы с поверхностью. В зависимости от условий эксплуатации и назначения, эти вертикальные трубы могут быть цилиндрическими, эксцентричными или концентрическими. Смотровые колодцы используются для доступа к канализационным трубам с целью инспекции и обслуживания, а также для отвода канализационных газов. Они также обеспечивают изменение направления трубопроводов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Трубы, отводящие сточные воды от отдельного здания к общей гравитационной канализационной линии, называются ответвлениями. Обычно, уличные канализационные сети прокладываются под дорогами, принимая ответвления от зданий, расположенных вдоль улицы, и самотеком сбрасывая их в коллекторные трубопроводы в смотровых колодцах. В крупных городах могут существовать перехватывающие коллекторы, принимающие стоки из нескольких коллекторных канализаций. При проектировании и определении размеров санитарных канализационных сетей учитывается численность населения, которое будет обслуживаться в течение предполагаемого срока службы сети, объем сточных вод, образующихся на душу населения, и пиковые значения расхода, обусловленные режимом дня. Минимальные диаметры канализационных труб часто задаются для предотвращения засорения твердыми отходами, смываемыми в унитазах; уклоны могут выбираться таким образом, чтобы поддерживать скорость потока, создающую достаточную турбулентность для минимизации осаждения твердых веществ в трубах. Также учитываются сточные воды от коммерческих и промышленных предприятий, но отвод поверхностного стока в ливневую канализацию позволяет избежать пиковых нагрузок во время дождей, характерных для неэффективных комбинированных канализационных систем.

Силовые сети

Силовой канал или напорный коллектор — это напорная канализация, которая может потребоваться в случаях, когда самотечные канализационные сети обслуживают районы, расположенные ниже уровня очистных сооружений, или отдаленные районы на сопоставимой высоте. Насосная станция — это канализационный приямок, предназначенный для подъема скопившихся сточных вод на более высокий уровень. Они также могут использоваться для создания напора в перевернутом сифоне, применяемом для прокладки под реками или другими препятствиями. Насос может нагнетать сточные воды в другой самотечный коллектор или непосредственно на очистные сооружения.

Упрощенная канализация

Упрощенные канализационные сети состоят из труб малого диаметра, обычно около , часто прокладываемых на относительно пологих уклонах (1:200). Хотя капитальные затраты на упрощенные канализационные сети могут быть примерно вдвое меньше, чем на традиционные, требования к их эксплуатации и обслуживанию, как правило, выше. Упрощенные канализационные сети наиболее распространены в Бразилии и также используются во многих других развивающихся странах.

Вакуумная канализация

В низменных населенных пунктах сточные воды часто транспортируются с помощью вакуумной канализации. Диаметр трубопроводов варьируется от труб диаметром в до в. Системы вакуумной канализации используют разницу атмосферного давления для перемещения жидкости к центральной вакуумной станции.

Содержание

Переполнение санитарной канализации может произойти из-за засоренных или поврежденных канализационных линий, инфильтрации избыточных дождевых или талых вод, либо неисправности насосов. В этих случаях неочищенные сточные воды сбрасываются из санитарной канализации в окружающую среду до достижения очистных сооружений. Для предотвращения таких переполнений требуется техническое обслуживание. Также могут потребоваться кампании или нормативные акты по предотвращению засоров (например, требование к некоторым потребителям использовать жироуловители). Требования к техническому обслуживанию варьируются в зависимости от типа санитарной канализации. В целом, все канализационные сети изнашиваются с возрастом, однако инфильтрация и приток являются проблемами, характерными именно для санитарных канализаций, поскольку комбинированные и ливневые канализационные сети рассчитаны на прием этих объемов. Поддержание инфильтрации на приемлемом уровне требует более высокого уровня технического обслуживания, чем необходимо для обеспечения структурной целостности комбинированных канализационных сетей. Необходима комплексная программа строительного контроля для предотвращения неправильного подключения подвальных, дворовых и водосточных труб к санитарной канализации. Вероятность неправильных подключений выше в местах, где комбинированные и санитарные канализационные сети расположены близко друг к другу, поскольку строительный персонал может не распознать разницу. Многие старые города до сих пор используют комбинированные канализационные сети, в то время как прилегающие пригороды были построены с раздельными санитарными канализационными сетями. На протяжении десятилетий, когда канализационные трубы трескались или получали другие повреждения, единственным решением была дорогостоящая раскопка, удаление и замена поврежденной трубы, что обычно требовало последующего восстановления дорожного покрытия. В середине 1950-х годов был изобретен агрегат, состоящий из двух секций на каждом конце со специальной цементной смесью между ними, который протягивали из одного колодца в другой, покрывая трубу цементом под высоким давлением, который затем быстро затвердевал, герметизируя все трещины и разрывы в трубе. Сегодня некоторые муниципалитеты используют аналогичный метод с применением эпоксидной смолы для восстановления изношенных или поврежденных труб, фактически создавая "трубу в трубе". Эти методы могут быть непригодны для участков, где требуется полный диаметр исходной трубы для транспортировки ожидаемых потоков, и могут быть неразумными инвестициями, если в течение ожидаемого срока службы ремонта прогнозируется увеличение объема сточных вод из-за роста населения, увеличения водопотребления или новых подключений. Другой популярный метод замены старых или поврежденных линий – это бестраншейная замена труб, при которой новая труба, обычно из ПВХ или АБС-пластика, протягивается через старую трубу за "расширяющей головкой", которая разрушает старую трубу по мере продвижения новой. Эти методы наиболее подходят для магистральных канализационных сетей, поскольку ремонт линий с боковыми подключениями усложняется необходимостью обеспечить прием боковых потоков без попадания нежелательной инфильтрации из неплотно заделанных соединений.

Вентиляция

Иногда в канализационной системе есть высокая вентиляционная труба, предназначенная для отвода неприятных газов на безопасном расстоянии от людей. Распространенные названия: вонючий стояк, вонючая труба, зловонная труба и труба вентиляции канализации.

История

Санитарные канализации развились из комбинированных канализационных систем, строившихся в местах с достаточным количеством воды. На городских улицах накапливались экскременты животных, в то время как транспорт, запряженный животными, перевозил людей и товары. Накопление этих экскрементов стимулировало слив ночных горшков прямо на улицы, где вывоз нечистот был затруднен. Комбинированные канализационные системы были созданы для смыва отходов с улиц с помощью поверхностного стока и перемещения их под землю, вдали от населенных пунктов. По мере роста населения необходимость в очистке сточных вод стала очевидной, однако увеличение объемов и мощности насосов, требуемых для обработки разбавленных отходов из комбинированных систем, обходится дороже, чем очистка концентрированных сточных вод. Населенные пункты, которые развивались в середине XX века или позже, как правило, строили раздельные системы для бытовых сточных вод (санитарных канализаций) и ливневых стоков, поскольку осадки вызывают значительные колебания потока, снижая эффективность очистных сооружений. В Великобритании для обозначения санитарной канализации также использовался термин "грязная канализация".