Сооружения на канализационных сетях

К канализационным сетевым сооружениям относятся колодцы различного назначения: дождеприемники, ливнеспуски на сетях общесплавной системы, разделительные камеры, регулирующие резервуары, дюкеры, переходы (под железнодорожными и шоссейными дорогами, водными протоками и оврагами, под мостами и пешеходными мостиками), выпуски, вентиляционные устройства.

На схеме канализации кроме того устраивают насосные станции, и очистные сооружения.

Колодцы. На канализационных сетях для наблюдения за их работой, а также для прочистки, промывки трубопроводов и ликвидации возможных засоров устанавливают колодцы. Они бывают линейными, поворотными, узловыми (рисунок 48). Колодцы устанавливают соответственно при повороте трассы, изменении диаметра и уклона труб, в месте присоединения притоков и при необходимости устройства перепадов. При соединении труб в колодце нужно следить, чтобы угол между притоком и основной магистралью был не больше 90 град.

а) б) в)

Рисунок 48 - Лотки смотровых колодцев

а - линейных, б - поворотных, в - узловых.

1 - стенки колодцев; 2 - лотки; 3 – трубы

Линейные колодцы устраивают на прямых участках сети на расстояниях, назначаемых в зависимости от диаметра труб:

Диаметр, мм	Расстояние, м
200... 450
500... 600
700... 900
1000...1400
1500...2000
более 2000	250...300

По форме в плане колодцы бывают круглыми и прямоугольными.

Круглые смотровые колодцы, устанавливаемые на трубопроводах диаметром до 600 мм, имеют внутренний диаметр рабочей части 1 м. Обычно их устраивают из железобетонных стандартных элементов заводского изготовления или изготовленных на полигоне. Выпускаются стандартные железобетонные кольца с внутренним диаметром 700, 1000, 1500 и 2000 мм и высотой 290, 590, 890 мм.

Внутри канализационных колодцев жидкость течет по открытым лоткам полукруглого сечения. Колодцы имеют горловину диаметром 700 мм и рабочую часть диаметром 1000... 2000 мм высотой 1,8 м.

Прямоугольные колодцы, устанавливаемые на трубопроводах диаметром 700 мм и более, имеют следующие внутренние размеры (в плане): длину на 0,4 м и ширину на 0,5 м большую внутреннего диаметра трубы или ширины коллектора. Колодцы этого типа можно устанавливать и на трубопроводах меньшего диаметра. В таком случае их длину и ширину принимают равной 1м.

Перепадные колодцы устраивают в местах присоединения к коллекторам притоков с меньшей глубиной заложения. Эти колодцы устраивают также и в тех случаях, когда коллекторы прокладывают по пересеченной местности с уклоном, превышающим максимально допустимый для труб данного диаметра. В первом случае перепады обычно выполняют в виде стояка из чугунных труб. Во втором случае, при диаметре трубопровода до 500 мм (включительно), перепады могут быть с наружным стояком из металлических труб или с внутренним вертикальным прямоугольным каналом. Перепады на трубопроводах диаметром 600 мм и более устраивают в виде водосливов практического профиля с водобоями, шахтных перепадов, быстротоков.

В тоннельных коллекторах глубокого заложения, построенных методом щитовой проходки, где глубина заложения сети обычно более 8 м и диаметры трубопроводов могут достигать 4,5 м, вместо колодцев делают шахты. В них могут устанавливаться перепады, по которым транспортируются сточные воды от сетей мелкого заложения в глубоко заложенный коллектор.

Рисунок 48 - Колодец из сборных железобетонных элементов	Рисунок 49 - Перепад с водосливом практического профиля

Коллекторы большого диаметра можно использовать в городах для сплава снега; в этом случае на сети устанавливают специальные шахты, через которые снег сбрасывается в канализационную сеть.

Дюкеры. Для транспортирования сточных вод через реки, овраги и при пересечении канализационной сети с подземными сооружениями служат специальные устройства - дюкеры. Дюкеры через реки устраивают не менее чем в две нитки. Он состоит из входной камеры, линий Дюрера (трубопроводов) и выходной камеры.

Дюкеры работают полным сечением. Сточные воды в них движутся под давлением столба воды, обусловленным разностью уровней во входной и выходной камерах дюкера (Н=Z₁ - Z₂). Значение Н должно соответствовать потерям напора в дюкере, который определяется по формуле:

H = I^. l + S z , (40)

где I - потери напора в трубопроводах дюкера на 1м погонной длины;

l - длина дюкера,м; z (дзэта) - сумма коэффициентов местных сопротивлений (на вход, выход и в закруглениях дюкера); v - скорость (средняя) движения сточных вод в трубопроводах дюкера (принимается не менее 1 м/с), м/с; g - ускорение силы тяжести, м/с².

Дюкеры обычно прокладывают из стальных труб, реже из чугунных раструбных. Камеры дюкера целесообразно устраивать из сборного железобетона.

Под железнодорожными и шоссейными дорогами, в зависимости от диаметра канализационного коллектора, сооружают переходы из стальных, чугунных или железобетонных труб. Их конструктивное оформление не отличается от оформления переходов водопроводных линий.

Рисунок 50 - Схема дюкера

1- камера входная; 2 - то же, выходная; 3 - стальной трубопровод

Выпуски. Для спуска сточных вод в водоемы устраиваются выпуски.

Они имеют разнообразные конструкции, могут быть сосредоточенными и рассеивающими. Последние устраивают с целью более эффективного смешения сточных вод с водой водоема. Дождевые воды и воды от ливнеотводов общесплавной канализации выпускают через сосредоточенные выпуски берегового типа. Во всех же других случаях оголовок выпуска выносят на некоторое расстояние от берега.

Вентиляция. Как правило, вентиляция бытовой канализационной сети осуществляется вытяжными устройствами внутридомовой канализации. Специальные вытяжные устройства предусматривают во входных камерах дюкеров, на перепадах. В отдельных случаях можно устраивать искусственную вытяжную вентиляцию.

Канализационные насосные станции служат для перекачивания сточных вод на очистные сооружения из заглубленных коллекторов, а также для подъема воды из коллекторов глубокого заложения в коллекторы с меньшим заложением.

В первом случае станции называются главными, а во втором - станциями подкачки (перекачки). Место расположения насосных станций определяется при проектировании сети.

По форме в плане станции бывают круглыми и прямоугольными. Круглые насосные станции устраивают в случае их глубоко заложения, высокого уровня грунтовых вод и сложных по строительным свойствам грунтов. Строят их обычно опускным способом. Прямоугольными, как правило, сооружают станции большой производительности, имеющие сравнительно малое заглубление.

При насосных станциях предусматриваются приемные резервуары (емкости). Эти емкости необходимы для выравнивания режима работы насосов, так как сточные воды поступают на станцию неравномерно. Резервуары устраивают совмещенными со зданием станции или отдельно стоящими.

Перекачку сточных вод насосами предусматривают лишь в крайних случаях, т.е. когда не удается осуществить их отвод самотеком. Для перекачки, в основном, используют центробежные насосы.

В зависимости от особенностей перекачиваемой жидкости к насосам предъявляются следующие требования:

а) они не должны засоряться отбросами, содержащимися в сточной жидкости;

б) конструкция насосов должна обеспечивать возможность прочистки рабочего колеса, корпуса и патрубков.

С учетом этих требований насосы имеют ряд конструктивных особенностей:

а) насосы изготовляют только одноколесными и без направляющих аппаратов;

б) рабочие колеса имеют всего две - четыре лопасти;

в) на корпусе насосов и на входном патрубке устраивают люки - ревизии.

Для перекачки сточных вод выпускаются насосы следующих марок: Ф, ФВ, НФ, НФВ. Можно применять насосы, рассчитанные на перекачку жидкостей с большим содержанием взвешенных частиц: землесосы, торфонасосы и др.

Место расположения насосных станций определяется при решении схемы канализации на основе технико-экономических расчетов. Как правило, насосные станции для перекачки сточных вод устраивают в самой пониженной части канализуемой территории с учетом санитарных, планировочных и гидрогеологических условий местности, наличия источников электроснабжения и возможности устройства аварийного выпуска.

	Наиболее широкое распространение получили насосные станции шахтного типа с наземным павильоном (рисунок 51). Насосная станция состоит из машинного отделения, в котором располагаются насосы, и приемного резервуара. Подземная часть насосных станций выполняется из бетона или железобетона, и надземная - из кирпича. Приемный резервуар оборудуют решетками и дробилками, которые служат для измельчения отбросов, задерживаемых решетками. Раздробленные отбросы обычно сбрасываются в поток сточный воды перед решеткой. Решетки, выполняемые из стальных стержней сечением 10х60 мм, устанавливают под углом 60-700 к горизонту.
Рисунок 51 - Канализационная насосная станция шахматного типа 1 – самотечный коллектор; 2 – решетка; 3 – приемный резервуар; 4 – электродвигатель; 5 – напорный трубопровод; 6 – насос
Ширина зазоров между стержнями назначается в зависимости от марки насоса. Перекачку дождевых вод производят сравнительно редко. Для перекачки применяют пропеллерные насосы.

В последние годы разработаны проекты насосных станций со шнековыми насосами, применение которых весьма эффективно для перекачки их небольшую высоту сточных вод, содержащих крупные включения.

Для перекачки небольшого количества сточных вод можно использовать пневматические эжекторы.

Обеззараживание. Даже при полной биологической очистке ликвидировать бактериальные загрязнения сточных вод не удается. В аэротенках можно задерживать до 95% бактерий. Окончательно уничтожить все бактерии можно лишь путем обеззараживания (дезинфекции) воды, поэтому при искусственной очистке сточных вод предусматриваются установки для их дезинфекции (обычно хлором). Доза хлора для отстоенных сточных вод предусматриваются установки для их дезинфекции (обычно хлором). Доза хлора для отстоенных сточных вод составляет 30 г на 1м³, а после полной биологической очистки - 10 г на 1 м³. Продолжительность контактов хлора со сточными водами составляет 30 мин. и осуществляется во вторичных отстойниках после биологических фильтров, без рециркуляции, или в специальных контактных резервуарах. С целью дезинфекции также могут использоваться озонирование, радиационные и другие методы обеззараживания.

Физико-химические методы (флотация, сорбция, эвапорация, экстрация, использование мембран, реагентов и др.) применяются в основном для очистки производственных сточных вод, но при высоких требованиях к качеству очищенных стоков, могут использоваться и для доочистки городских сточных вод.

В хозяйство очистной станции входят различные подсобные сооружения и помещения - котельная, насосные, мастерские, гараж, здание для обслуживающего персонала, газгольдер, лаборатория и др.

Размеры отводимых под очистные сооружения площадей зависят от принятого способа очистки и количества сточных вод, поступающих на очистные сооружения. Между жилыми кварталами населенного места или пищевыми предприятиями и площадкой очистных сооружений следует предусматривать санитарно-защитную зону, ширина которой зависит от состава очистных сооружений, преобладающего направления ветра и других факторов и принимается в соответствии со СНиП 2.04.03-85 не менее 150...500 м в зависимости от производительности сооружений.

Вопросы для самопроверки:

1. Что учитывается при трассировке канализационных сетей?

2. Перечислить основные сооружения на водоотводящей сети и их предназначение.

3. Перечислить основные элементы очистительного сооружения.

4. Начертить схему полной биологической очистки городских сточных вод.

5. Типы и краткая характеристика труб, применяемых при возведении водоотводящей сети.

6. Способы соединений труб канализационной сети.

7. Предназначение дюкеров и принцип их работы.

8. Требования к насосам, устанавливаемым в насосных станциях канализационной сети.