В современных городах используется сплавная система водоотведения. Все сточные воды условно подразделяются на следующие группы:
♦ хозяйственно-бытовые сточные воды (в санитарном отношении самые опасные, так как содержат много болезнетворных бактерий);
♦ промышленные и производственные стоки – условно чистые (допускается выпуск в водоемы без специальной очистки), условно грязные (требуют специальной очистки на местных очистных сооружениях);
♦ дождевые и снеговые талые воды.
В зависимости от того, каким образом организован отвод сточных вод с территории города, различают следующие системы водоотведения:
♦ общесплавная система водоотведения предполагает отведение на очистные сооружения всех видов сточных вод по одной подземной сети труб и каналов;
♦ полураздельная система водоотведения предусматривает устройство двух сетей – производственно-бытовой и дождевой, в местах пересечения которых устраивают разделительные камеры – дождесбростные колодцы. При малых расходах дождевой воды весь ее объем смешивается в камерах с производственно-бытовыми стоками и поступает в главный коллектор. При больших расходах дождевой воды ее наиболее значительная часть, попадая в разделительные камеры, отводится в водоем без очистки;
♦ полная раздельная система водоотведения предусматривает две самостоятельные сети трубопроводов (коллекторов):
– для хозяйственно-бытовых и загрязненных производственных сточных вод,
– для отведения поверхностного стока и условно чистых производственных сточных вод строится отдельная система ливнестоков (ливневая канализация);
♦ неполная раздельная система водоотведения предусматривает сеть трубопроводов для отвода бытовых и загрязненных производственных сточных вод и устройство открытой (поверхностной) дождевой сети в виде уличных лотков, кюветов и канав;
♦ комбинированная система водоотведения предусматривает наряду с общесплавной системой элементы полной или неполной раздельных систем. Такая система водоотведения складывается в тех случаях, когда бытовые сети новых районов города присоединяют к общесплавным коллекторам существующей части города.
Выбор системы водоотведения зависит от климатических условий, рельефа города и требует экологических и технико-экономических обоснований.
Применение общесплавной системы целесообразно при наличии крупных проточных водоемов в районах, характеризующихся небольшим количеством атмосферных осадков, и в городах с высокой плотностью населения (многоэтажная застройка).
Применение полной раздельной системы без очистки дождевого стока нецелесообразно по экологическим соображениям. Полная раздельная система с локальными очистными сооружениями на 11–15 % дороже других систем. Применение полной раздельной системы с центральными очистными сооружениями поверхностного стока целесообразно в климатических районах с интенсивным выпадением дождей.
Применение полураздельной системы водоотведения значительно шире, так как она лишена ряда недостатков и ограничений, присущих общесплавной и полной раздельной системам.
В нашей стране наибольшее распространение получили: в крупных городах – полные раздельные системы, в малых городах – неполные раздельные системы.
При организации очистки сточных вод используются следующие виды:
♦ механическая;
♦ физико-химическая;
♦ биологическая.
Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования с помощью различного рода решеток, сит, песколовок, отстойников.
Физико-химические методы очистки заключаются в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт и флокулянт), которое вступает с различными примесями химического характера в реакции, заканчивающиеся выпадением примесей в осадок, который в дальнейшем удаляется.
Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах и являющихся для микроорганизмов и бактерий источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений. Для биологической очистки сточных вод используется два вида бактерий:
♦ аэробные, для жизнедеятельности которых необходим кислород;
♦ анаэробные, для которых необходим газ метан (устройство – метантенк).
Сооружения для биологической очистки сточных вод разделены на два основных типа:
♦ сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным, и которые включают сооружения, где происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации), и сооружения, представляющие собой водоемы (биопруды), заполненные протекающей очищаемой сточной водой;
♦ сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях, – аэротенки, биофильтры и аэрофильтры.
В этих сооружениях очистка протекает более интенсивно, чем на полях орошения, полях фильтрации и прудах, потому что искусственным путем создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.
Выбор типа сооружений для биологической очистки сточных вод зависит от целого ряда факторов:
♦ объема и требуемой степени очистки сточных вод;
♦ размера площади для очистных сооружений (наибольшая площадь требуется для устройства полей орошения, наименьшая – для аэротенков);
♦ характера грунтов;
♦ рельефа местности и т. п.
При выборе схемы организации очистных сооружений необходимо учитывать экономические показатели – строительную и эксплуатационную стоимость сооружений и устройств.
В городах управлением и эксплуатацией систем водоснабжения и водоотведения с территорий города занимаются муниципальные организации или акционерные общества «Водоканал», а в крупных городах наряду с ними организованы предприятия, эксплуатирующие ливневую канализацию, – «Водосток» или аналогичные.
Эти предприятия предоставляют услуги по водоснабжению (добыча, очистка или улучшение качества воды, подача питьевой воды потребителю, взимание платы с населения за водоснабжение) и водоотведению (сбор, транспортировка и обезвреживание сточных вод), а также осуществляют эксплуатацию, техническое обслуживание, ремонт водозаборных сооружений, сооружений очистки питьевой воды, магистральных и разводящих сетей водоснабжения и водоотведения.
Типовая организационная структура управления водопроводно-канализационного хозяйства города приведена на рис. 3.4.
