Системы и схемы водоотведения населенных мест

ВВЕДЕНИЕ

В городах, населенных пунктах и на промышленных предприятиях образуется большое количество жидких и твердых отбросов.

Жидкие отбросы – это грязные (сточные) воды, образующиеся в жилых, административных и коммунальных зданиях в результате приготовления пищи, мытья посуды, уборки помещений, это физиологические выделения человека, грязная вода от бань, прачечных и т.д. (бытовые сточные воды); это грязные воды, образующиеся в результате технологических процессов на промышленных предприятиях (производственные сточные воды); это стекающие с территорий населенных мест и промышленных предприятий дождевые воды и воды от таяния снега и льда (атмосферные сточные воды).

Твердые отбросы – это домовой мусор, уличные сметки, отходы промышленных предприятий и т.д.

Образующиеся отбросы состоят из минеральных и органических веществ, а в ряде случаев содержат различные микроорганизмы, в том числе и патогенные бактерии; отходы некоторых промышленных предприятий содержат вредные и ядовитые примеси опасные для человека, животных и рыб.

Минеральная часть отбросов, накапливаясь, загромождает территории населенных мест и промышленных предприятий и затрудняет деятельность человека.

Органическая часть отбросов быстро загнивает, является питательной средой для различных микроорганизмов, в том числе и патогенных бактерий; при этом возможно заражение почвы, воды и воздуха, а через них и человека, что может привести к возникновению различных эпидемий.

Поэтому по санитарным соображениям все образующиеся на территории населенных мест и промышленных предприятий отбросы должны своевременно удаляться за их пределы и обезвреживаться.

Задача по удалению и обезвреживанию образующихся отбросов на различных этапах развития человеческого общества решалась по разному.

Для этого использовались вывозная и сплавная системы.

Вывозная система (система ассенизации) предусматривала сбор жидкой части отбросов в специальные водонепроницаемые приемники (выгребы), откуда отбросы периодически вывозились гужевым или автомобильным транспортом в специально отведенные места (на поля ассенизации), где они запахивались в грунт для обезвреживания. Эта система дорога и не удовлетворяет современным санитарным требованиям. В настоящее время такая система либо вообще не используется для удаления жидких отбросов, либо имеет весьма ограниченное применение, обычно в населенных местах с малой плотностью населения (до 25 – 50 чел/га), когда в зданиях отсутствует водопровод.

Вывозная система в настоящее время применяется в населенных местах только для удаления твердых отбросов на свалки или на заводы по переработке мусора.

В тех случаях, когда здания населенных мест оборудованы внутренним водопроводом и норма водоотведения составляет не менее 50 – 60 л/сут на 1 человека для удаления образующихся в них жидких отходов (сточных вод) в современных условиях используют сплавную систему, т.е. систему водоотведения.

Под современной системой водоотведения (водоотведением) понимают комплекс санитарных мероприятий и сложных инженерных сооружений и оборудования, обеспечивающих прием сточных вод в местах их образования, быстрый отвод их за пределы зданий, сбор сточных вод со всей территории населенных мест, быстрое отведение (транспортирование) их по подземным трубопроводам за пределы населенного пункта на очистные сооружения для их очистки, обезвреживания и обеззараживания; очищенные и обеззараженные сточные воды либо используются затем для каких-либо целей (либо в сельском хозяйстве для орошения полей, либо для промышленного водоснабжения), а при невозможности или экономической нецелесообразности такого использования, очищенные и обеззараженные стоки, сбрасывают в водные объекты.

Сооружения для отведения грязных (сточных) вод существовали уже в глубокой древности.

5 – 6 тысяч лет тому назад в Индии строили каналы для отведения атмосферных и жертвенных вод от храмов.

При раскопках в Египте обнаружены каналы, построенные за 2500 лет до нашей эры.

Более совершенные и грандиозные сооружения строили в Древней Греции и Риме: из камня и кирпича там строили полукруглые каналы, по которым отводили воды от общественных бань и купален в сады и огороды, где использовали их для орошения.

В VI в. до нашей эры в Риме был построен знаменитый канал «Клоака Максима», отдельные части которого сохранились и использовались в канализации Рима до начала 20-го столетия н.э..

В эпоху средневековья вопросы гигиены отошли на второй план; образующиеся отбросы оставались на местах, не удалялись; это приводило к возникновению опустошительных эпидемий.

В период капитализма началось интенсивное строительство городов, росла плотность населения, строились промышленные предприятия, а совершенных систем водоотведения не было, это приводило к возникновению опустошительных эпидемий. Поэтому очень остро встал вопрос о необходимости строительства систем водоснабжения и водоотведения; однако интенсивное строительство этих систем началось лишь в 19 в. и прежде всего в Англии, где раньше всех началось промышленное развитие.

К 1833 г. в Англии системы водоснабжения и водоотведения имели уже 50 городов; в Германии к 1870 г. было канализовано более 50 городов; в США к 1902 г. было канализовано около 1000 городов.

Медленнее строилась канализация во Франции; хотя строительство водоотводящих каналов в Париже началось ещё в 14 в., их протяженность к 1824 г. составляла всего 32 км.

Первоначально в 19 в. строили только водоотводящие сети (каналы), по которым сточные воды отводили в водоемы и сбрасывали их туда без какой-либо очистки. Это приводило к загрязнению водоемов, из которых воду брали для целей водоснабжения. Раньше всех последствия загрязнения водоемов сточными водами почувствовала Англия, реки которой были маловодны, а развитие городов и промышленности значительным. Поэтому в 1861 г. в Англии впервые был принят закон об очистке сточных вод перед сбросом их в водоемы, а в 1870 – 1876 г.г. специальной комиссией были разработаны нормы очистки сточных вод в зависимости от разбавления их при сбросе в водоемы.

Первые водоотводящие сооружения в России были построены также в глубокой древности: в 11- 12 в. была построена дренажная система для Новгородского Кремля, а в 1367 г. - канал для отвода грязных вод от московского Кремля.

В Петербурге строительство водоотводящих каналов началось в середине 18 в; для отвода атмосферных вод строили открытые каналы размерами 1,2х0,9м; в 1843 г. (под Конногвардейским бульваром) был построен канал размерами 3,8х3,6 м; в эти каналы отводились не только атмосферные, но и бытовые воды; к 1832 г. протяженность водостоков Петербурга составила уже 95 км и превышала протяженность сетей Парижа.

В Москве к 1825 г. были построены крупные Самотечный и Неглинный каналы, которые служили для отвода атмосферных вод и стоков от жилых зданий. В 1829 г. было начато строительство канализации в г.Старая Русса, затем была построена канализация в ряде других городов: Феодосия (1840 г.), Одесса и Тифлис (1874 г.), Царское Село (1880 г.), Гатчина (1882 г.), Ростов на Дону и Киев (1893 г.), Москва (1898 г.), Саратов и Севастополь (1910 г.), Харьков (1914 г.), Нижний Новгород (1916 г.). Уже в то время некоторые города (Москва, Одесса, Киев) имели не только водоотводящие сети, но и достаточно совершенные очистные сооружения – поля орошения.

Однако к 1917 г. в России было канализовано всего 18 городов, т.е. 3% от существующего количества их, а общая протяженность водоотводящих сетей составила 1500 км; при этом канализовались обычно лишь центральные районы городов, на окраинах городов канализация отсутствовала; отсутствовала канализация также в Средней Азии, в Сибири и на Дальнем Востоке.

В последующие годы в нашей стране шло более интенсивное строительство систем водоснабжения и водоотведения, строились не только водоотводящие сети, но и совершенные сооружения для очистки сточных вод; были построены системы водоотведения в таких крупных городах, как Баку, Брянск, Екатеринбург, Новосибирск, Владивосток, Иваново, Тула, Тверь, Астрахань и др.

К 1987 г. в бывшем СССР был канализован 1851 город (85,1% от общего числа городов) и 2132 поселковых населенных пунктов (53,4% от общего числа поселков); в РСФСР к этому времени было канализовано 938 городов (91,1% от общего числа городов) и 1297 поселков (59,6% от общего числа поселков).

Благодаря принятым в стране усилиям основная часть наших городов, населенных пунктов и промышленных предприятий уже имеют к настоящему времени совершенные системы водоотведения. Однако не все эти системы имеют совершенные и эффективные очистные сооружения или пропускная способность существующих очистных сооружений недостаточна.

В последние годы темпы строительства в городах и населенных пунктах продолжают нарастать, это приводит к увеличению объемов отводимых с их территорий сточных вод. Поэтому особую актуальность в новых условиях приобретают вопросы охраны окружающей природной среды, вопросы охраны водоемов от загрязнения и истощения. Этим вопросам в нашей стране постоянно уделялось большое внимание.

Так, например, в 1960 г. в СССР был принят закон «Об охране природы» и Постановление «О мерах по упорядочению использования и усилению охраны водных ресурсов», которые запрещали ввод в действие объектов жилищного и промышленного строительства без строительства очистных сооружений для очистки сточных вод. Для контроля за выполнением этих решений в стране были созданы Госсанинспекции, бассейновые инспекции и рыбнадзор. В 1970 г. был принят закон «Об основах водного законодательства…», который запрещал сброс сточных вод в водоемы, если их можно было использовать для каких-либо целей, а при невозможности или экономической нецелесообразности такого решения, сточные воды перед сбросом в водоемы должны были подвергаться обязательной предварительной очистке с доведением качества сбрасываемых в водоем стоков до требуемых пределов, которые устанавливались «Правилами охраны водоемов от загрязнения и истощения» (1974 г.). Были приняты и другие законы и постановления («О защите оз.Байкал», «О защите бассейнов Волги и Урала», «О защите бассейнов Азовского и Черного морей», «Об охране Ладожского озера, р.Невы и Невской губы», «О защите бассейна Балтийского моря» (1984 г.) и др.).

После распада СССР в России приняты новые законы: «Об охране окружающей природной среды» (19.12.1991 г.) и «Об основах градостроительства в Российской Федерации» (14.07.1992 г.), в которых сформулирован ряд требований, касающихся создания систем водоотведения (статья 44.2).

Громадную роль в развитии водоснабжения и водоотведения в нашей стране и их научных основ сыграли научно-исследовательские институты и организации (ВНИИ ВОДГЕО, Академия коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова, Московский научно-исследовательский институт санитарии и гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана, МИСИ, ЛИСИ и др.), а также специализированные проектные и строительные организации (Союзводоканалпроект, Гипрокоммунводоканал и др.); именно в этих организациях были проведены научные и проектные работы по усовершенствованию существующих и разработке новых, более эффективных способов очистки сточных вод и решению других проблем в области водоснабжения и водоотведения.

В создании дисциплины «Водоотведение (канализация)» большие заслуги принадлежат отечественным профессорам В.Е.Тимонову и В.Ф.Иванову, написавшим первые капитальные труды по канализации населенных мест.

Ценный вклад в развитие гидравлического расчета водоотводящих систем внесли академик Н.Н.Павловский, профессора П.Ф.Горбачев, Н.Н.Белов, А.А.Сурин и др.

Крупные исследования в области очистки сточных вод были выполнены профессорами А.А.Фадеевым, Н.Н.Худяковым, Я.Я Никитинским, Н.А.Базякиной, М.М.Калабиной, а в области санитарии и гигиены - профессорами Ф.Ф.Эрисманом и А.Н.Сысиным.

Большие заслуги в деле подготоки кадров и специалистов в области водоотведения принадлежат профессорам Н.А.Алексееву, П.С.Белову, Б.О.Ботуку, З.Н.Шишкину, А.И.Жукову, А.А Сурину, С.М.Шифрину, Н.Ф.Федорову, Г.Г.Шигорину и др.

СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ