Для сбора и удаления жидких отходов применяется сплавная система (канализация). Канализацией называют совокупность инженерных сооружений, предназначенных для приема сточных вод, отведения их по сети подземных труб за пределы города к очистным сооружениям, а также для очистки их на этих сооружениях. Устройство систем канализации должно соответствовать требованиям Строительных норм и правил СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".

Различают следующие виды канализаций: хозяйственно-бытовую, обслуживающую жилую застройку и здания общественного назначения военного городка; промышленную, предназначенную для отвода технических сточных вод предприятий; ливневую, отводящую дождевые и талые воды. Хозяйственно-бытовая и ливневая канализации могут быть объединены в систему общесплавной канализации.

Сооружения общесплавной канализации включают домовые канализационные приборы (унитазы, раковины, ванны), канализационная (домовая и уличная) сеть, канализационные коллекторы и насосные станции перекачки, сооружения для очистки и обезвреживания сточных вод.

Домовые канализационные приборы предназначены для сбора и удаления сточных вод. Для предупреждения проникновения газов из канализационной сети в жилые помещения все домовые приборы оборудуются водяными затворами. Вода в затворах сменяется при каждом пользовании прибором.

Канализационная сеть представляет собой последовательно соединенные домовые, внутриквартирные и уличные трубопроводы. Сеть должна быть прочной, не проницаемой для грунтовых вод, не засоряющей, не загрязняющей сточными водами здания и почву. В канализационной сети жидкость движется самотеком (в отличие от водопроводной сети), и это создает возможность приема сточных вод из канализованных зданий. Любой участок канализационной сети, поскольку засорение ее не исключается, должен быть доступен для осмотра и очистки, поэтому по ходу канализационной сети устраивают смотровые колодцы. Смотровые колодцы устанавливаются на расстоянии не более 50 м друг от друга, во всех местах присоединения внутриквартальной канализации к уличной сети.

В домах отводы от канализационных приборов по наклонной трубе присоединяются к вертикальному стояку, который под полом нижнего этажа впадает в ближайший смотровой колодец внутриквартальной или уличной сети. Чтобы предупредить случайные повреждения, трубы домовой канализации делают из чугуна и прокладывают без заделки в стене , т.е. они должны быть доступны для осмотра и ремонта.

В наружной канализационной сети применяются керамические, бетонные, железобетонные и асбестоцементные трубы. Их укладывают под таким уклоном, чтобы скорость движения жидкости была не менее 0,6-0,75 м/с. Эта так называемая самоочищающая скорость, при которой предотвращается оседание в трубах взвешенных веществ и песка из сточной жидкости. Для предупреждения заторов в канализационной сети необходимо вести постоянный надзор за ее состоянием, а на некоторых участках (малые уклоны, периодический подпор воды в трубах) производится профилактическая промывка или, если этого недостаточно, механическая очистка.

В санитарном отношении очень важно, чтобы взаимное расположение канализационной и водопроводной сетей не угрожало загрязнением последней при авариях. Канализационную сеть укладывают ниже водопроводной на расстоянии не менее 1,5-3 м в зависимости от сечения водопровода. В местах пересечения канализационные трубы должны быть чугунными, а водопроводные - стальными и иметь защитный футляр. Воздух в канализационной сети может содержать дурнопахнущие газы (сероводород, аммиак) и даже взрывоопасные (метан). Однако скорость движения жидкости в сети велика, поэтому процессы гниения, сопровождающиеся образованием газов, не успевают начаться. Тем не менее для безопасности работ на сети и предотвращения взрывов канализационная сеть оборудуется вентиляцией. вытяжка производится через стояки, выводимые под крышей здания, а приток свежего воздуха - через специальные вентиляционные трубы, установленные на тротуарах и соединенные воздушными трубами с ближайшим смотровым колодцем.

Нередко на крупных канализационных коллекторах устанавливаются насосные станции перекачки - в местах, где рельеф местности неровный и не обеспечивает движение сточной жидкости самотеком. Перед насосной станцией устанавливается приемный резервуар, откуда сточные воды перекачиваются в напорный трубопровод, впадающий затем в самотечный коллектор. Поскольку в приемном резервуаре происходит частичное выпадение в осадок взвешенных веществ, возникает опасность засорения канализационных насосов, перекачивающих сточную воду. Для предотвращения этой опасности между резервуаром и насосом устанавливаются специальные решетки с просветом 2,5-3 см. Насосная станция обязательно имеет аварийный выпуск сточных вод в водоем или ливневую канализационную сеть, который в нормальных условиях должен быть опечатан.

Очистные канализационные сооружения предназначены для очистки и обеззараживания сточных вод перед сбросом в водоем.

Рис.10.3 Схема решетки простейшего типа решетка настил (дырчатое корыто).

Рис.10.4. Схема горизонтальной песколовки круговые лотки гидроэлеваторы

Рис.10.5. Схема двухъярусного отстойника осадочные желоба труба для выпуска ила нейтральный слой иловая часть

Задача очистки и обезвреживания сточных вод состоит в таком улучшении их свойств и состава, чтобы они не содержали возбудителей инфекций, не вызывали изменений ни в составе воды, ни в общем режиме функционирования водоема. Вещества фекально-хозяйственных сточных вод находятся в различном физическом состоянии (твердая, дисперсная, коллоидная, жидкая фазы), что позволяет расчленить весь процесс очистки на два этапа:

1 - механическая очистка - выделение из сточной воды взвешенных веществ;

2 - биологическая очистка - минерализация органических веществ, находящихся в коллоидном и растворенном состоянии.

Для механической очистки в основном используются обычные приемы задержания взвеси в отстойниках различной конструкции:

• решетки и сита, удаляющие из сточной жидкости плавающие и наиболее крупные взвешенные частицы (рис. 10.3);
• песколовки, отделяющие наиболее тяжелые механические частицы (рис.10.4);
• отстойники, предназначенные для удержания механических частиц, способных сравнительно быстро осаждаться (рис.10.5). Механическая очистка сточных вод происходит на ряде последовательно расположенных сооружений, конструкция которых рассчитана на задержании различных фракций взвесей.

Решетки представляют собой ряд параллельных железных прутьев, скрепленных вместе и поставленных поперек канала, по которому сточная вода проходит к очистным сооружениям. На решетках осадок, выпадающий в отстойниках, освобождается от грубых примесей и, кроме того, они предохраняют от засорения насосы и трубы для перекачки сточной жидкости и осадка.

Песколовки предназначены для задержки тяжелой минеральной примеси до поступления сточной воды в отстойник. Принцип работы песколовки основан на том, что поток сточной воды замедляется, тяжелый песок оседает, а мягкая органическая примесь поступает в отстойник. Песколовки чаще бывают горизонтального типа, дно их дренируют, чтобы обезводить осадок и тем самым облегчить его удаление и подсушивание.

Отстаивание сточных вод имеет целью задержать основную массу взвешенных веществ до сооружений биологической очистки.

Отстойники для сточных вод разделяются на две группы: только для задерживания взвеси (горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники); для задержания взвеси и переработки выпавшего осадка (септики, двухъярусные отстойники).

Горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники называются соответственно тому направлению, в каком движется в них вода. Горизонтальные отстойники представляют собой резервуары прямоугольной формы. Поступающая в них сточная вода движется к выходному отверстию, находящемуся в противоположном конце. Вертикальные отстойники имеют цилиндрическую или четырехугольную форму с дном в виде конуса или опрокинутой пирамиды и трубой в центре. Вода сверху поступает в центральную трубу, опускается на дно, поток ее поворачивается в резервуаре на 180 град., медленно движется вверх, переливается через борт кольцевого желоба и уходит по трубе. Радиальные отстойники имеют круглую форму (диаметр от 16 до 40м) с равномерным уклоном дна к центру, глубина слоя воды в среднем 2-2,5 м. Вода, подаваемая сверху, движется с убывающей скоростью от центра к периферии, где переливается через отверстия в верхней части борта в наружный круговой желоб.

Септик - сооружение для механической очистки сточных вод отстаиванием с анаэробным сбраживанием их осадка (рис.10.6).

Рис.10.6. Схема трехкамерного септика.

Септик имеет форму прямоугольного резервуара с двумя или тремя отделениями, через которые последовательно движется сточная вода. Объем септика рассчитан на пребывание в нем сточной воды в течение 6-12 ч. и осадка - не менее полугода. Достоинством септика является простота конструкции и эксплуатации, поэтому его можно использовать при канализации отдельных зданий. В качестве единственного приема очистки септик непригоден. Он должен дополняться биологической очисткой.

Двухъярусный отстойник отличается от септика тем, что процессы отстаивания сточных вод и сбраживания выпавшего осадка совмещены, но протекают в конструктивно раздельных объемах. Двухъярусные отстойники представляют собой железобетонные цилиндрические резервуары глубиной до 12 м. Диаметрально отстойники пересекаются в верхней части осадочным желобом, на дне которого устроена щель. Верхняя часть емкости, в которой происходит выпадение осадка, отделена от скопляющегося на дне ила. Задача такого устройства - отделить от осадка вновь подаваемую сточную воду и предотвратить насыщение сточной воды продуктами распада. Преимущество двухъярусного отстойника перед септиком в том, что сбраживание осадка идет с образованием менее вредных и менее пахнущих конечных продуктов.

Биологическая очистка сточных вод представляет собой технологические процессы, основанные на способности биологических организмов разлагать загрязняющие вещества. Основная цель биологической очистки - обезвредить, минерализовать коллоидные и растворенные органические вещества сточной воды, которые нельзя извлечь механическим путем. Биологическая очистка в основном протекает по типу аэробного окислительного процесса, в котором участвуют органические вещества сточной воды, микробы и кислород воздуха. Сооружения и приемы биологической очистки могут быть разделены на две группы:

- почвенные (поля фильтрации, поля орошения, биологические фильтры);

- вводные (биологические пруды, аэротенки).

Поля фильтрации и поля орошения представляют собой земельные участки, на которых сточная вода подводится, равномерно распределяется, фильтруется через слой почвы и в процессе фильтрации подвергается биологической очистке (рис.10.7).

Рис.10.7. Разрез поля фильтрации с закрытым дренажем.

Поля орошения отличаются от полей фильтрации тем, что их используют для выращивания сельскохозяйственных культур.

Биологические фильтры (рис.10.8) представляют собой резервуары, заполненные твердым кусковым материалом (шлак, кокс, щебенка, керамзит), через который фильтруется поступающая на поверхность загрузки сточная вода.

Рис.10.8. Биологический фильтр.

Поверхность всех частиц загрузки покрывается сплошной биологической пленкой за счет адсорбции микробов из сточной воды и последующего их размножения. Биологическая пленка играет роль основного активного агента в очистке воды.

Биологические пруды - водоемы для биологической очистки сточных вод в естественных условиях. Сточная вода поступает в них после отстаивания и разбавления в 3-5 раз речной водой. Вода медленно протекает через пруд в течение 2-3 суток, однако энергичные окислительные процессы идут только летом, т.к. при температуре 6°С они замирают.

Аэротенк для очистки сточных вод представляет собой прямоугольный резервуар для биологической очистки сточных вод с аэрацией воздухом (рис.10.9).

Рис.10.9. Схема устройства аэротенков.

А. С пневматической аэрацией

В. С механической аэрацией

Распад органических веществ происходит в нем в самой толще воды за счет искусственного интенсивного насыщения воды воздухом и образования активного ила в виде хлопьев, заменяющих биологическую пленку на фильтрах.

Из всех приемов биологической очистки наибольшие преимущества имеют поля орошения: надежность и высокий результат обезвреживания, простота эксплуатации и возможность использовать сточную воду для удобрения и орошения в интересах народного хозяйства. При выборе наиболее интенсивных приемов очистки следует учесть, что аэротенки требуют сравнительно сложного оборудования и квалифицированного технического обслуживания, поэтому уместнее их применять на крупных очистных станциях. На средних и малых станциях незаменимы биологические пруды.

Очистные сооружения располагают с подветренной стороны для господствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой застройке, ниже военного городка по течению реки и на определенном расстоянии от жилой зоны. Величина санитарно-защитной зоны для различных очистных сооружений - от 15 до 1000 м.

Эффективность очистки определяется по степени уменьшения содержания веществ в сточных водах на основании лабораторных анализов и сравнения результатов их с показателями, проведенными в табл.10.9.

При отсутствии канализации в военном городке для сбора жидких отходов оборудуются дворовые уборные и помойницы, которые должны иметь водонепроницаемые и защищенные от доступа мух выгребы. Дворовые уборные должны быть удалены от жилых домов не менее чем на 20 м, а от колодцев - не менее 50 м. Выгребы должны очищаться специальным транспортом не реже чем раз в полгода. Жидкие отходы из выгребов вывозятся на поля ассенизации или поля запахивания.

Поля ассенизации используются для обезвреживания нечистот и посевов сельскохозяйственных культур на основе севооборотов. На полях запахивания нечистоты обезвреживаются без использования в сельском хозяйстве.

Таблица 10.9. Эффективность очистки сточных вод на различных очистных сооружениях и этапах очистки

Тип сооружений или этап очистки	Процент снижения					Наличие раств. О2
	Взв. в-ва	БПК	Ок-ть	Бакт.	Гельм.
Решетки и песколовки	5-10	5-10	-	5-15	-	-
Септики после 2-суточного отстаивания	70-98	30	36	5-6	80-100	-
2-ярусные и горизонтальные отстойники	50-70	25-30	-	25-50	70-90	-
Биологические фильтры и аэротенки	70-92	80-90	70-75	90-95	-	около 4
Поля фильтрации	90-98	95	80-90	95-99	100	4

Примечание:

• взв.в-ва - взвешенные вещества;
• БПК - биохимическая потребность в кислороде;
• ок-ть - окисляемость;
• бакт.- бактерии;
• гельм. - гельминты.