ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
молекулярных (простые органические молекулы, например, мочевины, глюко зы, сахарозы), ионных (большинство минеральных веществ, которые в воде способны диссоциировать в ионы). К тому же в сточные воды поступает боль шое количество микроорганизмов, в том числе патогенных и условно-патоген ных (так как среди населения всегда имеются здоровые носители возбудите лей некоторых инфекционных болезней, не говоря уже о больных), яиц гель минтов, цист простейших.
Характеризуя в общих чертах хозяйственно-бытовые сточные воды, сле дует заметить, что они имеют прозрачность до 5 см, слабощелочную реакцию с pH 7,2—7,6. Содержат значительные количества неорганических и органиче ских веществ во взвешенном, коллоидном и растворенном состоянии. Интен сивность запахов свежих, незагнивающих хозяйственно-бытовых сточных вод составляет 3—4 балла. Для хозяйственно-бытовых сточных вод характерно значительное бактериальное загрязнение. Это объясняется тем, что человек ежесуточно выделяет 4,48 • 1012 микробных тел. В зависимости от нормы водо снабжения, существующей в конкретной местности (например, 100 л/сут), об щая численность сапрофитных микроорганизмов (микробное число) таких сточных вод будет составлять 4,48 • 107КОЕ/мл. Титр бактерий группы кишеч ной палочки (коли-титр) таких сточных вод будет составлять Ю-5—10~8КОЕ/л. В сточных водах могут определяться десятки и сотни яиц гельминтов. Некото рые исследователи насчитывали их там до 1466 в і л . Даже в неэпидемический период в хозяйственно-бытовых сточных водах могут находиться патогенные кишечные бактерии и вирусы за счет поступления в канализацию экскремен тов людей (бактериоили заразоносителей, больных с невыраженной, или амбу латорной, формой кишечных инфекций, больных с инкубационный период) или недостаточно обеззараженных сточных вод инфекционных больниц и т. д. Известно, что в населенных пунктах количество "здоровых" и реконвалесцентных (переболевших инфекционными болезнями) бациллоносителей составля ет 1—2% всего населения.
Для немедленного постоянного удаления и транспортирования (преиму щественно самотеком) сточных вод от мест их образования до очистных со оружений предназначена сплавная система, получившая название канализации.
Канализация — это комплекс санитарных мероприятий и инженерных со оружений, обеспечивающих своевременный сбор сточных вод, образующихся на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, быстрое удаление (транспортирование) этих вод за пределы населенных пунктов, а так же их очистку, обезвреживание и обеззараживание1.
Гигиеническое и экологическое значение канализации бесспорно. После устройства канализации улучшается санитарное состояние населенного пунк та, резко снижается заболеваемость кишечными инфекциями. По нашим дан ным, благодаря канализации сельских населенных пунктов уровень кишечных инфекций и инвазий у сельского населения снизился в 12—13 раз. Кроме того,
Яковлев СВ., Карелин ЯЛ. Водоотведение и очистка сточных вод. — М.: Стройиздат, 1996. — 591с) .
241
РАЗДЕЛ И. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
устройство канализации в населенных пунктах является важным фактором гра достроения, так как дает возможность по-новому решать вопросы планировки и застройки городов.
Задачи по удалению бытовых отходов и их ликвидации на разных этапах развития общества решали по-разному. Наиболее простым и отвечающим са нитарно-гигиеническим требованиям является отведение сточных вод при по мощи подземной системы труб за пределы населенных пунктов (сплавная сис тема). Такой способ используют издавна. Так, впервые примитивные системы канализации были оборудованы в период рабовладельческого строя, когда на чали строить города. Во время раскопок в Египте обнаружили каналы для сто чных вод, сооруженные за 2500 лет до нашей эры. В древних городах Индии, Китая, Римской империи была подземная сеть каналов для отведения сточных вод за пределы города в водоемы или на поля орошения. В VI в. до н. э. в Риме построили знаменитый канал "cloaca maxima", который частично используют и ныне. В эпоху феодализма жидкие отходы из домов отводили непосредст венно на улицы, а оттуда — через проемы в городских стенах — во рвы. Такая система удаления жидких отходов создавала условия для загрязнения поверх ностных водоемов — источников водоснабжения, способствовала возникнове нию эпидемий кишечных инфекций. Значительное распространение кишеч ных инфекций и многочисленные эпидемии, охватившие Европу, обусловили необходимость в строительстве водопроводов, а со временем и канализации. Статистические данные свидетельствуют, что после строительства систем во доснабжения и канализации заболеваемость и смертность населения значитель но снизились. Особенно уменьшилось количество кишечных инфекций. Интен сивное строительство канализации началось в Европе в XIX в. вследствие раз вития промышленности и городов. Наибольший подъем наблюдался в Англии, где канализационные системы, хотя и не совсем совершенные, существовали в 1833 г. более чем в 50 городах. Значительно позже начали сооружать канали зацию в Германии (в Гамбурге — с 1843 г., в Штеттине — с 1862, во Франкфу- рте-на Майне — с 1867 г., в Данциге — с 1870 г., в Берлине — с 1873 г.). Более быстрыми темпами строили канализацию в городах США, где до 1902 г. были канализованы почти 1000 городов.
В России первые системы канализации построили в XI—XIV вв. в Новго роде Великом, Московском Кремле. В это же время появилась канализация в Киево-Печерской лавре. Но затем Россия отстала в этом отношении от других стран. В середине XVIII в. в Петербурге начали использовать каналы, в том чи сле и большие (3,8 х 3,6 м) для отведения атмосферных вод. В такие каналы попадали также и неочищенные бытовые сточные воды. Это способствовало загрязнению поверхностных водоемов и возникновению водных эпидемий ки шечных инфекций. Правительство России было вынуждено ускорить темпы строительства канализации, особенно в городах. И уже в 1832 г. Петербург опередил Париж. В конце XIX — в начале XX в. были канализованы многие города России. Причем в отдельных случаях городские стоки отводили на по ля орошения.
242
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
До 1980 г. на территории Советского Союза (нынешние страны СНГ) вве дены в строй свыше 270 тыс. км канализационных сетей. Пропускная способ ность очистных сооружений превышала 90 млн м3 в сутки, а объемы только промышленных сточных вод превышали 120 млн м3 в сутки.
В начале 1990 г. в Украине имели канализацию 90,8% городов, 49% посел ков городского типа и лишь 2,7% сельских населенных пунктов.
Канализацию как комплекс инженерных сооружений можно разделить на 3 части в зависимости от их назначения.
Внутренняя (домовая) канализация рассчитана на прием сточных вод в местах их образования (например, от санитарных приборов в жилых и общест венных зданиях) и отведения за пределы дома, в наружную канализационную сеть.
Наружная канализация — проложенная с уклоном разветвленная под земная сеть труб и каналов для отведения сточных вод самотеком к насосной станции, очистным сооружениям или в водоем. В зависимости от назначения, места расположения на территории населенного пункта или промышленного предприятия и размеров наружной канализации различают: а) дворовую — проложенную в пределах одного владения; б) внутриквартальную — про ложенную внутри квартала и объединяющую выпуски от отдельных зданий; в) производственную — проложенную на территории промышленного пред приятия и принимающую воды из его зданий и цехов; г) уличную — проло женную на улицах и проездах разветвленную систему канализационных тру бопроводов, принимающих сточные воды из дворовых, внутриквартальных и производственных сетей. Для контроля за работой дворовых, внутрикварталь ных и производственных сетей в конце их оборудуют смотровой колодец, ко торый называется контрольным. Участок сети, соединяющий контрольный ко лодец с уличной сетью, называется соединительной веткой.
Очистные сооружения предназначены для механической, биологической очистки, обезвреживания и обеззараживания сточных вод; выпуска очищен ных сточных вод в поверхностные водоемы без нарушения их естественного состояния согласно СанПиН 4630-88, также для обработки осадка сточных вод
сцелью дальнейшей его утилизации.
Впрактике канализации населенных пунктов приобрели распространение несколько систем канализации. Под системой канализации подразумевают об щее или раздельное отведение сточных вод трех категорий: хозяйственно-бы товых, производственных, ливневых (атмосферных). Различают общесплавную, раздельную (полную и неполную), полураздельную и комбинированную сис темы канализации.
Первая система — общесплавная. С ее помощью сточные воды (хозяй ственно-бытовые, производственные, ливневые) сплавляются одной общей се тью труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения.
Раздельная система канализации предусматривает отведение ливневых и условно чистых производственных сточных вод одной сетью труб и каналов, а хозяйственно-бытовых и загрязненных производственных сточных вод — другой (одной или несколькими). Раздельная система канализации может быть
243
РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
полной и неполной. Полная раздельная система предусматривает устройство нескольких самостоятельных канализационных сетей: сеть, с помощью кото рой отводят только ливневые или ливневые и условно чистые производствен ные сточные воды; сеть для отведения бытовых и части загрязненных производ ственных сточных вод, разрешенных к приему в бытовую канализацию; сеть для отведения загрязненных производственных сточных вод, которые не допус каются к общему отведению с бытовыми сточными водами. Неполная раздель ная система предусматривает отведение канализационной сетью только са мых загрязненных производственных и бытовых сточных вод. Ливневые воды отводятся в водоемы по кюветным проездам, открытым лоткам, канавам, таль вегам.
Предназначенная для приема и отведения ливневых вод канализационная сеть называется дождевой (ливневой), или водостоком. Если в такую канали зацию сбрасывают практически чистые производственные сточные воды, то ее называют производственно-дождевой сетью. Производственной называют канализационную сеть промышленного предприятия, предназначенную для приема и отведения только загрязненных промышленных сточных вод (при раздельном их удалении). Производственно-бытовой называют сеть для при ема и совместного отведения производственных и хозяйственно-бытовых сточ ных вод. Совместное отведение производственных и бытовых сточных вод до пускается только в тех случаях, когда это не нарушает работы канализацион ной сети и очистных канализационных сооружений.
Полураздельная система канализации состоит из тех же самостоятельных сетей, что и полная раздельная, и одного главного (перехватывающего) кол лектора, к которому подсоединены все сети. При помощи последнего на об щие очистные сооружения отводят хозяйственно-бытовые, производственные, талые воды, воды от мытья улиц и часть самых загрязненных ливневых вод.
Комбинированные системы возникли в результате расширения городов, имеющих общесплавную систему канализации. При этой системе к общеспла вной канализации из районов новой застройки подводят бытовую и производс твенную канализационные сети. Для ливневых вод устраивают самостоятель ные дождевые (ливневые) канализационные сети с выпуском воды в самый ближний водоем без очистки. Таким образом, комбинированная система пре дусматривает общесплавную (в старой части города), полную раздельную или неполную раздельную в районах новой застройки.
Преимуществом общесплавной системы является то, что она наиболее эко номичная при многоэтажной застройке, так как ее внутриквартальная и улич ная сети на 30—40% короче, чем при устройстве двух самостоятельных сетей полной раздельной системы канализации. В то же время, с гигиенической точ ки зрения, общесплавная система имеет определенные недостатки. Во-первых, на главных и отводных коллекторах этой системы оборудуют ливневые спус ки. Во время сильного дождя через такие ливневые спуски смесь дождевых и сточных вод сбрасывается в водоемы без очистки. Это приводит к загрязне нию водоема в пределах населенного пункта. Во-вторых, в населенных пунктах с малоэтажной застройкой канализационная сеть заполняется не полностью,
244
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
особенно летом. Это способствует выпадению и загниванию в сети осадка сточ ных вод. Во время интенсивного дождя сеть переполняется в результате подпо ра воды, что приводит к затоплению подвалов жилых и общественных домов.
Раздельная система канализации имеет то преимущество, что все ее элеме нты работают равномерно, поскольку рассчитаны только на расходы бытовых или промышленных сточных вод. Недостатком ее является то, что необходимо устраивать две раздельные сети (производственно-бытовую и ливневую). Кро ме того, при раздельной системе канализации сброс всех ливневых вод проис ходит в поверхностные водоемы без предварительной очистки.
Полураздельная система канализации, с гигиенической и экологической точек зрения, считается наилучшей по сравнению с предыдущими (общесплав ной и раздельной), ведь во время дождя в поверхностные водоемы поступает минимальное количество загрязнений.
С эколого-гигиенической и технико-экономической точек зрения, комби нированная система канализации занимает промежуточное положение между общесплавной и раздельной.
По проектной и фактической мощности канализацию разделяют на боль шую и малую. Большая канализация рассчитана на прием, отведение и очист ку сточных вод от населенных пунктов с водоотведением свыше 10 000 м3/сут. Малая канализация рассчитана на прием, отведение и очистку сточных вод от населенных мест и отдельно расположенных объектов с водоотведением до 10 000 м3/сут.
Термин "малая канализация" включает все разновидности очистных кана лизационных сооружений, при помощи которых можно отвести по централи зованной или децентрализованной схеме и очистить сточные воды малых на селенных пунктов (села, поселки городского типа, города с количеством жи телей до 50 тыс., отдельно расположенные объекты — больницы, санатории,
кемпинги, базы отдыха, детские оздоровительные заведения, дачи, виллы, кот теджи и др.).
Под очистными сооружениями малой канализации следует понимать со вокупность очистных сооружений, так называемых местных, рассчитанных на незначительные объемы сточных вод — до 25 м3/сут, и малых, рассчитанных
на 25 м3/сут и более — до 10 000 м3 сточных вод в сутки.
Применение очистных сооружений "малой канализации" целесообразно: 1) для канализации сельских населенных пунктов по централизованной,
децентрализованной, смешанной или частичной схемам;
2)для канализации рабочих и дачных поселков;
3)при размещении объекта канализации далеко за пределами населенного пункта (кемпинги, санатории, специализированные больницы и др.), когда не
возможно или экономически нецелесообразно подсоединять объект к канали зационной сети населенного пункта;
4)при сложном рельефе местности;
5)в населенных пунктах для временной канализации определенных объек тов на период до введения в действие первой очереди канализации населенно го пункта.
245