Канализация — это подземная система труб или туннелей для транспортировки сточных вод из домов и коммерческих зданий (но не ливневых вод ) на очистные сооружения или канализационные стоки.
Канализационные коллекторы являются типом гравитационной канализации и являются частью общей системы, называемой «системой канализации» или канализацией . Канализационные коллекторы, обслуживающие промышленные районы, могут также транспортировать промышленные сточные воды . В муниципалитетах, обслуживаемых системами канализации, отдельные ливневые стоки могут транспортировать поверхностный сток непосредственно в поверхностные воды. Преимущество систем канализации заключается в том, что они избегают переполнения объединенной канализации . Канализационные коллекторы, как правило, намного меньше в диаметре, чем объединенные коллекторы , которые также транспортируют городские стоки . Резервные копии неочищенных сточных вод могут возникать, если происходит чрезмерный приток ливневых вод или просачивание грунтовых вод из-за протекающих соединений, неисправных труб и т. д. в стареющей инфраструктуре.
Очистка сточных вод менее эффективна, когда бытовые отходы разбавляются ливневыми водами, а переполнение объединенной канализации происходит, когда сток от сильных осадков или таяния снега превышает гидравлическую мощность очистных сооружений . [1] Чтобы преодолеть эти недостатки, некоторые города построили отдельные санитарные канализации для сбора только муниципальных сточных вод и исключения ливневых стоков, которые собираются в отдельных ливневых стоках. Решение о строительстве объединенной канализационной системы или двух отдельных систем в основном основано на необходимости очистки сточных вод и стоимости обеспечения очистки во время сильных дождей. Многие города с объединенными канализационными системами построили свои системы до установки очистных сооружений и впоследствии не заменили эти канализационные системы. [2]
В развитых странах канализация — это трубы, идущие от зданий к одному или нескольким уровням более крупных подземных магистральных трубопроводов, которые транспортируют сточные воды к очистным сооружениям. Вертикальные трубы, обычно из сборного бетона , называемые люками , соединяют магистрали с поверхностью. В зависимости от места применения и использования эти вертикальные трубы могут быть цилиндрическими , эксцентричными или концентрическими . Люки используются для доступа к канализационным трубам для осмотра и обслуживания, а также в качестве средства для выпуска канализационных газов. Они также облегчают вертикальные и горизонтальные углы в других прямых трубопроводах. [4]
Трубы, транспортирующие сточные воды из отдельного здания в общую гравитационную канализационную линию, называются ответвлениями. Канализационные ответвления обычно проходят под улицами, получая ответвления от зданий вдоль этой улицы и сливаются самотеком в магистральные канализационные трубы через люки. В более крупных городах могут быть канализационные трубы, называемые перехватчиками , которые принимают сток из нескольких магистральных канализационных труб. [5] [6]
Проектирование и определение размеров санитарных канализаций учитывает население, которое будет обслуживаться в течение предполагаемого срока службы канализации, производство сточных вод на душу населения и пиковый расход от времени ежедневных процедур. Минимальные диаметры канализаций часто указываются для предотвращения засорения твердыми материалами, смываемыми в туалеты; градиенты могут быть выбраны для поддержания скоростей потока, создающих достаточную турбулентность для минимизации отложения твердых частиц в канализации. Коммерческие и промышленные потоки сточных вод также рассматриваются, но отвод поверхностного стока в ливневые стоки устраняет пики потока во влажную погоду неэффективных комбинированных канализаций. [7]
Напорная магистраль или подъемная магистраль [8] — это насосная канализация, которая может быть необходима там, где гравитационная канализация обслуживает районы, расположенные ниже, чем очистные сооружения, или отдаленные районы на схожих высотах. Подъемная станция — это канализационный отстойник, который поднимает накопленные сточные воды на более высокую высоту. Они также могут использоваться для заполнения перевернутого сифона, используемого для пересечения под реками или другими препятствиями. Насос может сбрасывать воду в другую гравитационную канализацию или напрямую на очистные сооружения. [6] Напорные магистрали обычно изготавливаются из сварной стали или полиэтилена высокой плотности , соединенных для сопротивления давлению внутри трубы. Напорные магистрали существенно отличаются от напорных канализаций , которые обслуживают отдельные объекты недвижимости или группы объектов недвижимости и обеспечивают средства впрыска сточных вод в местную гравитационную магистраль.
Системы сточных вод, также называемые системами сточных вод с септическими резервуарами (STED) или системами канализации без твердых частиц (SFS), имеют септики , которые собирают сточные воды из жилых домов и предприятий, а сточные воды, которые выходят из резервуара, отправляются либо на централизованную установку очистки сточных вод , либо на распределенную систему очистки для дальнейшей очистки. Большая часть твердых частиц удаляется септическими резервуарами, поэтому очистные сооружения могут быть намного меньше типичных. Кроме того, из-за значительного сокращения твердых отходов для перемещения сточных вод можно использовать насосную систему, а не гравитационную систему. Трубы имеют небольшой диаметр, обычно от 1,5 до 4 дюймов (от 4 до 10 см). Поскольку поток отходов находится под давлением, их можно прокладывать чуть ниже поверхности земли вдоль контура земли. [ требуется цитата ]
В случаях, когда невозможно или нецелесообразно сбрасывать сточные воды с объекта в гравитационную санитарную канализацию, альтернативным способом соединения может стать напорная канализация. Измельчающий насос в насосной скважине, расположенной недалеко от объекта, выбрасывает сточные воды через трубу высокого давления небольшого диаметра в ближайшую гравитационную канализацию. [9]
Упрощенные санитарные канализационные системы состоят из труб небольшого диаметра, обычно около 100 миллиметров (4 дюйма), часто проложенных под довольно пологим уклоном (1 к 200). Хотя инвестиционные затраты на упрощенные санитарные канализационные системы могут составлять около половины стоимости обычных канализационных систем, требования к эксплуатации и обслуживанию обычно выше. Упрощенные канализационные системы наиболее распространены в Бразилии и других развивающихся странах. [ необходима цитата ]
В низинных населенных пунктах сточные воды часто транспортируются вакуумной канализацией . Диаметр труб варьируется от 125 мм (4,9 дюйма) до 280 мм (11 дюймов). Системы вакуумной канализации используют перепад атмосферного давления для перемещения жидкости к центральной вакуумной станции. [10]
Переполнение канализационных систем может произойти из-за засорения или поломки канализационных линий, инфильтрации избыточных ливневых вод или неисправности насосов. В этих случаях неочищенные сточные воды сбрасываются из канализационных систем в окружающую среду до попадания на очистные сооружения. Чтобы избежать таких переливов, требуется техническое обслуживание. Также могут потребоваться кампании или правила по предотвращению засоров (например, требование использования жироуловителей некоторыми клиентами).
Требования к обслуживанию различаются в зависимости от типа канализационной системы. В целом, все канализационные системы со временем изнашиваются, но инфильтрация и приток являются проблемами, присущими только канализационным системам, поскольку как общесплавные, так и ливневые стоки рассчитаны на перенос этих стоков. Поддержание инфильтрации на приемлемом уровне требует более высокого уровня обслуживания, чем необходимо для обеспечения структурной целостности общесплавных канализационных систем. [11] Для предотвращения ненадлежащего подключения подвальных, дворовых и кровельных водостоков к общесплавным канализационным системам требуется комплексная программа строительного контроля. [12] Вероятность ненадлежащего подключения выше, когда общесплавные и общесплавные канализационные системы находятся в непосредственной близости, поскольку строительный персонал может не заметить разницы. Во многих старых городах по-прежнему используются общесплавные канализационные системы, в то время как прилегающие пригороды были построены с отдельными общесплавными канализационными системами.
В течение десятилетий, когда трубы канализации трескались или получали другие повреждения, единственным вариантом были дорогостоящие раскопки, удаление и замена поврежденной трубы, обычно требующие последующего ремонта дорожного покрытия. В середине 1950-х годов был изобретен блок, в котором два блока на каждом конце со специальной цементной смесью между ними тянулись от одной крышки люка к другой, покрывая трубу цементом под высоким давлением, который затем быстро затвердевал , герметизируя все трещины и разрывы в трубе. [13] Сегодня подобный метод с использованием эпоксидной смолы используется некоторыми муниципалитетами для повторной облицовки старых или поврежденных труб, эффективно создавая «трубу в трубе». Эти методы могут быть непригодны для мест, где для передачи ожидаемых потоков требуется полный диаметр исходной трубы, и могут быть неразумными инвестициями, если можно ожидать больших потоков сточных вод из-за роста населения, увеличения потребления воды или новых подключений к услугам в течение ожидаемого срока службы ремонта.
Другой популярный метод замены старых или поврежденных линий называется разрывом трубы , при котором новая труба, обычно из ПВХ или АБС-пластика, протягивается через старую трубу с помощью «расширительной головки», которая разрушает старую трубу, в то время как новая протягивается за ней.
Эти методы наиболее подходят для магистральных канализационных сетей, поскольку ремонт линий с ответвлениями осложняется необходимостью принятия мер по приему боковых потоков без учета нежелательной инфильтрации из недостаточно герметичных соединений.
В некоторых канализационных системах есть высокие вентиляционные трубы, чтобы выпускать зловонные газы далеко от людей. Распространенные названия этих труб — вонючая труба, вонючий столб, вонючая труба и вентиляционная труба канализации. [14]
.jpg/1280px-Kanaliza%C4%8Dn%C3%AD_p%C5%99%C3%ADpojka,_rekonstrukce_(001).jpg)
Санитарные канализационные системы произошли от комбинированных канализационных систем, построенных там, где было много воды. Фекалии животных скапливались на городских улицах, в то время как транспорт на животной тяге перевозил людей и товары. Накопления фекалий животных способствовали сбросу ночных горшков на улицы, где ночной сбор нечистот был нецелесообразен. [15] Комбинированные канализационные системы были построены для использования поверхностного стока для смывания отходов с улиц и перемещения их под землю в места, удаленные от населенных пунктов. Очистка сточных вод стала необходимой по мере роста населения, но увеличение объемов и мощности насосов, необходимых для очистки разбавленных отходов из комбинированных канализационных систем, обходится дороже, чем очистка неразбавленных сточных вод. [16]
Сообщества, которые урбанизировались в середине 20-го века или позже, как правило, построили отдельные системы для сточных вод (бытовая канализация) и ливневых вод, поскольку осадки вызывают сильно различающиеся потоки, снижая эффективность очистных сооружений. [17]
В Великобритании термин «foul sewer» также использовался для обозначения канализационной трубы.
Медиа, связанные с санитарными канализационными сетями на Wikimedia Commons (сеть санитарных канализаций)