Система канализации — устройство, виды и принцип работы

Система канализации — одно из важнейших изобретений человечества, известное с древних времен, но нисколько не утратившее своей актуальности и значимости. Даже принцип изменился мало, обогатившись только специальными механизмами и приспособлениями.

Канализация — необходимая и крайне важная для людей система санитарно-технических сооружений. Как правило, она охватывает весь населенный пункт, поэтому напрямую касается всех его жителей. Рассмотрим этот вопрос внимательнее.

Что такое канализация

Канализационные сети — это одна из частей общей системы водоснабжения и водоотведения, выполняющая функции сбора и удаления сточных вод и органических отходов жизнедеятельности. Несколько упрощенно, это — разветвленная сеть трубопроводов, заходящих в каждое городское здание и обеспечивающее вывод стоков в специализированное сооружение. Несколько предвзятое отношение большинства людей к канализации совершенно незаслуженно, поскольку ее важность и ответственность невозможно преувеличить. Достаточно вспомнить, что все вспышки эпидемий приходятся на отсталые страны с полным отсутствием инфраструктуры.

Состав и схема работы комплексов могут быть различными. Это обусловлено величиной населенного пункта, количеством зданий и людей, проживающих в них. Для функционирования канализационной сети требуется вода, с помощью которой происходит транспортировка твердых отходов. Других способов не придумано, поэтому канализация входит в состав комплекса водоснабжения, являясь одной из приоритетных частей городской инфраструктуры. Условия работы системы достаточно жесткие, она функционирует круглый год и нуждается в защите от замерзания. Для этого трубопроводы помещают под землю, на глубину, превышающую уровень промерзания грунта в зимнее время. Учитывая, что сеть пронизывает весь город, заходя в каждый дом, можно вполне отчетливо представить объемы и степень распространение комплекса.

Канализационные сети

Самотечная

Чаще всего в автономных канализационных системах используется именно самотечный принцип. Работа самотечной канализации напрямую зависит от уклона трубопроводов, выполненного еще на этапе монтажа системы. Наличие уклона обеспечивает движение стоков своим ходом, при помощи гравитационной силы. На степень уклона влияют в первую очередь диаметры труб канализации.

Слишком маленький уклон приведет к тому, что отходы начнут забивать трубу – а это чревато ее прорывом, устранить который будет очень проблематично. Большой уклон делать также не стоит: стоки будут двигаться слишком быстро, что плохо повлияет на качество самоочищения трубопровода, да и хранилище отходов придется монтировать глубоко под землей.

Канализация с естественной транспортировкой отходов имеет массу достоинств.
Основные преимущества такой конструкции:

• удобство эксплуатации и монтажа;
• дешевизна обустройства;
• независимость от электроэнергии.

Минусом самотечной канализации является отсутствии возможности функционирования, если отстойник находится на большом удалении от здания.

История возникновения

История канализации насчитывает много веков. Самой старой из всех известных является система в древнем индийском городе Мохенджо-Даро, которая была обнаружена во время проведения раскопок. Ей насчитывается около 4600 лет. Известны системы в Древнем Риме (яркий пример — Большая Клоака, работает и в настоящее время, выполняя функции ливневой канализации) или Древнем Китае (в городе Линьцзы). Описание этих находок свидетельствует о

Средневековая Европа в этом отношении заметно отставала, поскольку нашествие варваров смело почти все остатки римских сооружений, обслуживать и вообще заниматься общественными системами стало некому. Повторное возникновение сети, произошедшее в конце XVII века, было вынужденным, вызванным эпидемиями инфекционных заболеваний, поставивших всю европейскую цивилизацию на грань вымирания.

В России история канализации похожа на европейскую. Системы отведения сточных вод были построены по римскому типу, но использование дерева вместо мрамора сделало их недолговечными, а во времена царствования Ивана Грозного они были заброшены. Это привело к вспышке чумы в конце XVIII века. Известно, что в Москве ни водопровод, ни канализация не были полноценным образом созданы до самого начала XX века.

В современном мире развитие канализационных систем, благодаря технологическим достижениям, доведено до совершенства. Появились новые сантехнические устройства, материалы, способы переработки и утилизации отходов. Выработаны нормы и требования по санитарному и техническому обеспечению систем, нарушение которых грозит серьезными штрафными санкциями или даже уголовным преследованием.

Коротко о главном

Внутренние системы водопровода и канализации вместе с наружными сетями канализации образуют единую систему, обеспечивающую комфорт проживания. Любая система жизнеобеспечения начинается с разработки. Проектирование ведется на основе нормативных документов: СП, СНиП, ГОСТ, СанПиН. Только в этом случае можно добиться бесперебойного функционирования всего комплекса в течение заданного срока эксплуатации.

Проектирование обеих жизнеобеспечивающих систем увязывается друг с другом, а также с рабочей документацией объекта. Для каждой системы выявляются факторы, влияющие на ее параметры, проводятся необходимые расчеты нагрузок, давления, скорости движения водотока, других параметров. Правильно спроектированная и смонтированная система справится с любыми нагрузками; большую роль для долгой эксплуатации играет грамотный подбор материалов для труб.

Оценок 0

Прочитать позже

Виды канализационных систем

Существуют различные виды канализации, действующие по собственному принципу или выполняющих специфические функции. По функционалу и расположению различают:

• внутренняя канализация. Объединяет все трубопроводы, подключенные к сантехническим устройствам (ваннам, раковинам, унитазам) и сведенным в единый канал;
• наружная канализация. Сеть подземных трубопроводов, по которым происходит перемещение сточных вод в отстойники;
• очистные сооружения. Выполняют осветление стоков, очистку от загрязнений и органических отходов и возврат в водоемы.

Пример внутреннего и наружного устройства

По выполняемым задачам канализационные системы бывают:

• бытовые (хозяйственно-фекальные). Обозначаются в документации К1;
• ливневые (К2);
• промышленные (К3).

Канализация К1 может быть:

• централизованная, т.е. трубопровод, выходящий из жилого помещения, подключен к общей структуре городской канализации;
• автономная. Стоки и органические отходы складируются и впоследствии вывозятся, или осветляются, перерабатываются и утилизируются в собственных очистных сооружениях малой мощности (септиках).

В основном, системы состоят из трубопроводов. Доля другого оборудования относительно невысока и сосредоточена на очистных сооружениях. Это насосы, сепараторы и другие устройства, производящие транспортировку, перекачку и утилизацию стоков. Технические характеристики и состав этих агрегатов зависят от объемов сточных вод и общих параметров системы.

Вам также может понравиться — Как устроена система канализации в многоквартирном доме

Выбор диаметра

Сортамент труб, использующихся для обустройства бытовых канализационных систем, довольно узок и укладывается в диапазон размеров от 40 мм до 220 мм. В соответствии с действующими строительными нормами, а так же рекомендациями производителей, применяются следующие диаметры:

• 50 мм – раковины, мойки (одиночные и спаренные);
• 75 мм – душевые поддоны, писсуары, ванные;
• 110 мм – унитазы, центральные канализационные стояки, выведение фанового клапана;
• 110-150 мм – разводка сложной системы канализации, выполняется в подвале;
• 160 мм – отвод от центрального стояка к внешнему септику.

Особо широкой номенклатурой типоразмеров отличаются полимерные трубы, что связано с технологичностью их изготовления ФОТО: ua.all.biz

Принцип работы системы канализации

Рассмотрим, как работает канализация общественного или индивидуального типа:

Централизованные сети

Конструкция и состав централизованных систем приблизительно понятны большинству пользователей, хотя детального представления не имеет почти никто. Состав сети имеет строгий порядок, хотя внешне может выглядеть хаотичным. Внутренняя канализация подключается к наружной части системы, которая состоит из нескольких групп:

• внутридворовые;
• уличные;
• коллекторы.

Наружные сети имеют безнапорную структуру, т.е. стоки передвигаются самотеком. Для этого все трубопроводы устанавливаются под определенным уклоном, определенным СНиП или ведомственными нормативами. Организация наружных сетей выполняется по разным типам:

• общесплавные. И бытовые, и ливневые стоки направляются в единый приемник;
• раздельные. Для ливневых и бытовых стоков используются собственные коллекторы, не объединенные в один комплекс;
• полураздельные. Используется общесплавной коллектор, но доставка стоков происходит по отдельным линиям.

Сточные воды содержат большое количество активных или агрессивных компонентов. Особенно это заметно на промышленных системах, где в состав стоков попадает большое количество отходов предприятия. Это выдвигает специфические требования к материалу трубопроводов и колодцев. В их производстве используются:

• чугун;
• полиэтилен;
• полипропилен;
• стеклопластик;
• поливинилхлорид;
• железобетонные трубы и кольца для коллекторов.

Встречаются трубы из других материалов, но они недолговечны и в настоящее время практически не используются.

Видео описание

О тонкостях систем водоотведения в следующем видео:

• Пескоулавливатель. Фильтрующая конструкция, на которой осаждаются взвешенный в воде песок из лотков.
• Смотровые (ревизионные) колодцы. Помогают контролировать и обслуживать элементы ливневой канализации.

Линейная КС, согласно требованиям СНиП для водопровода и канализации наружных сетей и сооружений, монтируется обязательно с небольшим уклоном в сторону коллектора. Если по каким-то причинам уклон нельзя обеспечить, то вода не сможет перемещаться самотеком; тогда систему дополняют насосом.

Расчет ливневой канализации сводится к определению ее диаметра, для чего используют следующие данные:

• Площадь стока. Учитывается площадь кровли, дорожек и площадок – всех поверхностей с водонепроницаемым покрытием.
• Расположение существующих подземных коммуникаций.
• Условия местности: особенности грунта и среднее количество осадков.

Монтаж ливневки частного дома Источник inservo.ru

Автономные системы

Появление автономных комплексов произошло относительно недавно, с развитием индивидуального строительства жилья. Устройство собственной канализации являлось привлекательной идеей, позволявшей создать современные и комфортные условия проживания в частном доме или коттедже. Изначально были популярны лишь внутренние линии, выводящие стоки в выгребные ямы или емкости. Но необходимость частого очищения и вывоза отходов создавала массу проблем, что заставило отказаться от старого метода и искать другие варианты. Основной вид автономной канализации, распространенный в настоящее время, называется септик. Он позволяет либо полностью отказаться от вывоза отходов и очистки коллектора, либо существенно увеличить интервал между этими действиями.

Принцип действия септика состоит в отстаивании стоков и переработке твердых отходов при помощи специальных бактерий. Как правило, септик представляет собой замкнутую емкость, разделенную на несколько (2-4) смежных отсеков. Попадая в первый отсек, сточные воды понемногу отстаиваются, твердые фракции оседают на дно. В верхней части отсека находится переливное отверстие. По мере наполнения через него в следующий отсек попадают частично осветленные стоки. Они проходят дальнейшее отстаивание и осветление во втором отсеке, пока он не наполнится доверху и начнет отдавать осветленную воду дальше. Конечным узлом является либо фильтрационный колодец, либо поле фильтрации.

Колодец представляет собой род коллектора, не имеющего дна. Как правило, он состоит из нескольких бетонных колец, установленных на подушку из слоя песка и гравия. Попадая в него, осветленная вода впитывается сквозь слой подсыпки в грунт, дополнительно очищаясь при этом.

Поле фильтрации — одна или несколько труб с множественными отверстиями по всей длине. Поступающая вода выводится из них в слой гравия и песка, доочищаясь и впитываясь в грунт. В отличие от колодца, трубы не надо закапывать на большую глубину, но для них надо отвести немалую площадь. Учитывая размеры земельных участков, предпочтение, отдаваемое колодцам, вполне объяснимо. Единственным ограничением являются ситуации, когда на участке отмечено высокое залегание грунтовых вод.

Более подробно о септиках в статье — Канализация в частном доме — поэтапное устройство своими руками

Каким образом подбирают комплексы?

Перед покупкой систем обязательно общаются со специалистами и менеджерами компании, в которой собираются заказать оборудование. Во время выбора необходимо учитывать такие важные факторы:

• глубину, на которой проложены коммуникации (трубопроводы);
• особенности окружающей среды;
• степень насыщенности в воде загрязняющих веществ;
• производительность существующих очистных сооружений.

Ливневые очистные сооружения должны справляться с нагрузкой и эффективно удалять из воды загрязнения. Как показывает практика, перед покупкой комплексов необходимо провести соответствующие вычисления. Например, нужно узнать расход стоков, норму атмосферных осадков по каждому месяцу и коэффициент СНиП, который определяет поверхность вод. Габариты комплекса во многом зависят от водосборной площади, от погодных условий, от особенностей объекта, где они будут установлены, и, естественно, от места сброса воды. Только после грамотных расчетов, проведенных специалистами, подбирается модель.

Дождевые и талые сточные воды

Дождевые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. Их подразделяют на дождевые и талые, получающиеся от та­яния льда и снега. Отличительной особенностью дождевого стока яв­ляются его эпизодичность и резкая неравномерность. Воды от мытья и поливки улиц, дренажей по качественной характеристике загрязняющих примесей близки к дождевым водам и удаляются совместно с ними.

Сточные воды

Сточными называются воды, использованные на бытовые, произ­водственные или другие нужды и загрязненные при этом дополнитель­ными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства. Дополнительно воды, стекающие с территории насел­ных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характерис* тики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории: бытовые[1] (хозяйственно-фекальные), производственные (промышлен­ные) и дождевые (атмосферные).

Доочистка сточных вод

Механический и биологический этапы очистки удаляют 90% загрязнителей, однако не избавляют воду от микроорганизмов, что опасно для окружающей среды. Поэтому необходима доочистка.

Биореакторы глубокой доочистки

Биореакторы используются для окисления неорганических веществ и превращения их в органические. Реакции происходят на поверхности специальных дисков. Автотрофные микроорганизмы нуждаются в кислороде, поэтому включается аэрация жидкости.

Фильтры доочистки сточных вод

Фильтрация происходит через песок. Сточные воды подаются снизу вверх. Сами фильтры расположены ниже других установок. Содержимое фильтров автоматически обновляется.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Для дезинфекции воды используется хлорирование, озонирование, гамма-облучение, переменный ток, ультразвук, ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовое облучение – эффективный способ, позволяющий уничтожать все болезнетворные микроорганизмы – бактерии, вирусы, простейших, грибки. Мутность снижает эффективность облучения, поэтому необходима большая мощность. Постепенно загрязнения оседают на УФ-лампе, и ее нужно чистить.

Виды хлорирования: суперхлорирование, двойное хлорирование, с предварительной аммонизацией. Ультрафиолетовое облучение имеет преимущество перед хлорированием – не оставляет запах и не вредит здоровью, не загрязняет окружающую среду.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды.

Очистка от фосфатов

Фосфаты содержатся в стиральных порошках и других моющих средствах. Они загрязняют окружающую среду, приводя к цветению водоемов. Для очистки от солей фосфорной кислоты используют уплотнители перед биологическим этапом очистки и песчаными фильтрами.