Коммунальное хозяйство

Водоснабжение. Вода в коммунальном хозяйстве, главным образом, используется для питьевых и хозяйственных нужд населения и объектов административно-бытового назначения (бани, прачечные, школы, кинотеатры, больницы) и должна соответствовать ГОСТу «Вода питьевая» и требованиям СанПиН.

Современные системы водоснабжения городов и населенных пунктов представляют собой сложные технические системы, обеспечивающие прием природной воды, ее очистку с последующей подачей потребителям. Наиболее распространенны многофункциональные системы водоснабжения, предназначенные для хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водоснабжения городов и населенных пунктов.

Годовое использование воды в коммунальном хозяйстве в процентах от общего водопотребления составляет, (%): хозяйственно-питьевые нужды населения – 56, нужды административно-бытовых объектов – 17, нужды рабочих на промышленных предприятиях – 18, противопожарные нужды – 3, городские нужды (поливка улиц и зеленых насаждений) – 1, прочие нужды – 5.

Важным показателям потребления воды в коммунальном хозяйстве является норма водопотребления, т.е. расход воды на хозяйственно-питьевые нужды 1-го жителя в сутки.

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления зависят от степени благоустройства зданий, численности населения и климатических условий районов жилой застройки [ 1 ], представлены в табл. 4.

Таблица 4

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя

Степень благоустройства районов жилой застройки	Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах на одного жителя, q, л/сут
Застройка зданиями с централизованным горячим водоснабжением	350 – 230
Застройка зданиями с ваннами и местными водонагревателями	230 – 160
Застройка зданиями с внутренним водопроводом и канализацией без ванн	160 – 125

Для населенных пунктов, где водоснабжение осуществляется из водоразборных колонок, расход воды принимается 30…50 л/сут на 1-го жителя.

Потребители в населенном пункте расходуют воду неравномерно в течение года и суток.

Расчетный суточный расход воды (средний за год) на хозяйственно-питьевые нужды населения определяется, м³/сут:

Q_сут.ср = , (17)

где q - норма водопотребления, л/сут на 1-го жителя, (табл. 3); N - расчетное число жителей.

Максимальный и минимальный суточные расходы воды населением определяются, м³/сут:

Q_сут.max = К_сут.max Q_сут.ср, (18)

Q_сут.min = К_сут.min Q_сут.ср, (19)

где К_сут.max, К_сут.min - коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывают неравномерность использования воды в отдельные сутки в течение года.

Расчетный часовой расход воды (средний за сутки) потребителями определяется по формуле, м³/час:

Q_час.ср = , (20)

где Т – время водопотребления, Т = 8, 16, 24 час.

Максимальный и минимальный часовые расходы воды населением определяются, м³/час:

, (21)

, (22)

где K_час.max, K_час.min - коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, учитывают неравномерность использования воды в отдельные часы в течение суток.

Потребность человека в воде определяется путем статистической обработки данных, полученных на основе медико-гигиенических исследований. Результаты этих исследований представлены в табл. 5.

Установлено, что максимальная гигиеническая потребность человека в воде, согласно медико-гигиеническим исследованиям приходится на смыв бачка.

Таблица 5

Хозяйственно-питьевые и гигиенические потребности человека в воде

Наименование потребностей в воде	Хозяйственные потребности, л/сут чел	Гигиенические потребности, л/сут чел
Питьевые нужды	1,5	2,0
Приготовление пищи	3,4	4,6
Мытье посуды	8,7	10,7
Умывание, чистка зубов	7,0	11,0
Душ, ванна	20,7	26,6
Стирка	8,6	19,2
Смыв бачка	22,7	31,4
Уборка	5,0	5,5
Всего:	75,6	111,3

Для объектов административно-бытового назначения суточный расход воды определяется, м³/сут:

, (23)

где n - число мест на 1000 жителей; t - продолжительность работы объекта в сутки, t = 8, 16, 24 ч; q - норма расхода воды на 1 посетителя для различных объектов административно-бытового назначения.

Расход воды на пожаротушение в населенном пункте не включается в суточное водопотребление, так как является эпизодическим. Однако система водоснабжения населенного пункта должна обеспечить возможность подачи воды на пожаротушение в любое время.

В зависимости от размеров населенного пункта, расчетного числа жителей, степени огнестойкости зданий и сооружений устанавливается расчетный расход воды для тушения 1-го пожара, а также расчетное число возможных пожаров на территории города. Нормы расхода воды на тушение пожаров в населенных пунктах регламентируются в [ 1 ] и составляют: для зданий до двух этажей включительно - 10…25 л/сут на 1 пожар; для зданий три этажа и более 10…100 л/сут на 1 пожар. Расчетное число одновременных пожаров принимается в зависимости от количества жителей в населенном пункте и составляет от 1 до 3.

В течение 10 минут тушение пожара производится из водопроводной сети, а затем с помощью пожарных машин.

Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений в населенном пункте принимается в зависимости от типа покрытия территории, способа ее поливки, вида растений и насаждений, местных климатических условий. Для поливки улиц и зеленых насаждений в коммунальном хозяйстве в целях экономии используется вода не питьевого качества, но не содержащая бактериальных загрязнений.

Механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей составляет 0,3…0,4 л/м²; поливка городских зеленых насаждений - 3…4 л/м². Число поливок в сутки принимается в зависимости от местных климатических условий.

Сокращение расходов воды в коммунальном водоснабжении возможно за счет оснащения водопроводных систем современной и качественной арматурой и оборудованием, установкой водомерных приборов, проведения профилактического осмотра труб и арматуры, своевременного ремонта повреждений элементов водопроводных систем.

Водоотведение. В процессе жизнедеятельности человека вода загрязняется веществами минерального, органического и бактериологического происхождения. Такие загрязненные воды называются сточными. Сточные воды подразделяются на виды: бытовые – поступающие от населения и административно-бытовых объектов; дождевые – образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков и таяния снега; производственные – образующиеся от технологических процессов на промышленных предприятиях.

Сточные воды служат благоприятной средой для развития различных микроорганизмов, в том числе патогенных, являющихся возбудителями инфекционных заболеваний. Загрязняя окружающую среду, сточные воды создают условия для возникновения эпидемий. Наиболее опасными в санитарном отношении являются бытовые сточные воды, содержащие в своем составе выделения людей и животных.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенный для сбора, отвода, очистки и выпуска сточных вод в водоем называется водоотводящей системой.

Сточные воды отводятся от населенного пункта по трубопроводу самотеком – такая система отведения стоков называется сплавная. Отличие загрязнения по составу и свойствам бытовых, производственных и дождевых сточных вод обусловливает разные методы их очистки, а также необходимость раздельного их отведения. Возможны различные варианты решения системы отведения стоков: полная раздельная система; неполная раздельная система; общесплавная система; полураздельная система (рис. 4). Каждая из систем водоотведения имеет свои достоинства и недостатки.

Выбор оптимальной системы водоотведения стоков представляет сложную экономическую и экологическую задачу, решение которой позволяет обеспечить наиболее безопасное санитарное состояние, как самого населенного пункта, так и водоема, предназначенного для спуска сточных вод.

С санитарно-гигиенической точки зрения наилучшей является полураздельная система водоотведения. Полная раздельная и общесплавная системы водоотведения в санитарно-гигиеническом отношении примерно одинаковы. Неполную раздельную систему следует рассматривать как первую очередь полной раздельной системы.

Рис. 4. Системы отведения стоков:

а - полная раздельная система; б – неполная раздельная система; в - общесплавная система; г - полураздельная система водоотведения.

1 - очистный сооружения; 2 - трубопровод отвода бытовых и производственных сточных вод; 3 – трубопровод отвода дождевых вод; 4 – открытые лотки и канавы; 5 – трубопровод отвода бытовых, производственных и дождевых вод; 6 - ливнеспуски; 7 – трубопровод отвода стоков в водоем; 8 - трубопровод отвода дождевых вод; 9 - главный коллектор; 10 - соединительные камеры.

С экономической точки зрения самой дорогой является полураздельная система водоотведения, а самой дешевой неполная раздельная система.

Система водоотведения характеризуется сбросом загрязняющих веществ в водоем. Приведенная масса годового сброса загрязнений определяется, усл.т/год:

, (24)

где n - число видов загрязняющих веществ; А_i – показатель относительной опасности сброса i-го загрязняющего вещества в водоем; m_i – общая масса годового сброса i–го загрязняющего вещества, т/год.

Для каждого загрязняющего вещества величина А определяется, усл.т/т:

, (25)

где С_i - исходная концентрация i–го загрязняющего вещества, г/м³; С_ПДКi - предельно допустимая концентрация i–го загрязняющего вещества, г/м³.

Ущерб природной среде от сброса сточных вод в водоем определяется, руб/год:

У = γσ М, (26)

где γ – константа, определяющая ущерб от загрязнения, руб/усл.т; σ –

константа, характеризующая состояние водоема; М – приведенная масса

годового сброса загрязняющих веществ, усл.т/год.

К основным мероприятиям, которые способствуют улучшению санитарного состояния водоемов, относятся: строительство канализационных очистных сооружений, глубокая очистка сточных вод, использование очищенных сточных вод для орошения сельскохозяйственных угодий.