> Техника, страница 50 > Канализация
Канализация
Канализация, метод ассенизации (смотрите), при к-ром сточные воды системой подземных труб направляются на очистительные сооружения для их обезвреживания. Благодаря тому, что сточные воды удаляются из зданий до загнивания и очищаются на специальных сооружениях, К. улучшает санитарные условия данного населенного места. Кроме того, К. представляет собою более дешевый способ удаления нечистот, чем вывозка. В настоящее время сеть канализованных городов в Зап. Европе и Америке развита весьма сильно. В СССР канализовано всего 38 городов, не считая 4 городов, в которых К. находится в периоде постройки. Одесса начала канализоваться в 1862 году, в Киеве К. действует с 1894 г., в Москве—с 1898 г., в Ростове-на-Дону—с 1906 г. и в Харькове—с 1914 года.
Системы канализации. К. служит для удаления следующих сточных вод: клозетных, хозяйственных (из кухонь, ванных, прачечных и прочие), банных, промышленных (с ф-к и заводов) и атмосферных. Если отводятся все перечисленные категории вод, то система К. носит название общесплавной, а если отводятся все воды за исключением атмосферных, то такая система К. называется раздельной. Если в последнем случае атмосферные воды отводятся особой независимой системой труб (водостоков), то система называется полной раздельной, в противном случае — неполной раздельной. Есть еще полураздельная система К., при которой существуют также две отдельные сети подземных труб; первая сеть отводит все грязные домовые и промышленные воды и первые загрязненные порции дождевых вод, а вторая—исключительно атмосферные воды, после того как начальная порция отведена первою сетью. Переключение дождевых вод делается при помощи особых приспособлений (щитов, особой конструкции каналов и прочие). На практике приходится иногда комбинировать в одном и том же населенном пункте различные системы К. В общесплавной системе, благодаря большому количеству воды, особенно дождевой, каналы, равно как и очистительные сооружения, получают большие размеры, нежели при раздельной. Эксплоатация общесплавных систем сложнее в технич. и санитарном отношениях, потому что каналы, рассчитанные на большие количества вод, во время засух отводят их весьма мало. Выбор системы
К. в каждом отдельном случае необходимо делать на основании конкретных санитарных и технич. условий. Неполная раздельная система дешевле общесплавной и применяется преимущественно для центрального района СССР. Где имеет место большое количество осадков, там общесплавная система может оказаться экономически выгоднее. Общесплавная система устроена в Одессе, Самаре и Тифлисе; раздельная—в Москве, Киеве, Харькове, Ростове-на-Дону, Саратове и др. городах.
По методу движения жидкости канализационные системы разделяются на сам о-сплавные, когда сточные воды движутся по проложенным с известным уклоном трубам под влиянием силы тяжести, механические, когда жидкость приводится в движение механическими приспособлениями—насосами различной конструкции, а также пневматическ. способом (сист. Лиер-иура или Шона), и смешанные, где доминирует самосплавная система, но часть жидкости гонится механич. способом.
Проектирование канализации. Чтобы определить количество сточных вод, к-рое будет отводиться К., поступают след, образом. Для определения количества фекальных и хозяйственных вод необходимо знать число жителей и плотность населения по районам города. При этом необходимо сообразоваться с приростом населения за тот период времени, на который канализационные сооружения проектируются. В общем для больших (100 000 жителей и выше) и средних (от 20 000 до 100 000 жителей) городов в СССР принимается прирост населения в 2—3%, для малых—1—11/2%5 но для правильного разрешения вопроса должен быть учтены все местные условия. Имгоф считает ежегодный прирост населения для промышленных городов до 10%. Плотность населения выражается числом жителей, приходящихся на 1 га площади данного района. Для составления проекта К. необходимо установить несколько градаций (обычно 2—3) плотности в различных районах. Э. Генцмер подразделяет плотность населения на три категории: большую—при 250 чел. и более на га, среднюю— при 125—250 чел. и малую—менее 125 чел. Для правильности расчетов следует остерегаться преувеличивать плотность. Примеры расчетных плотностей, принятых при составлении проектов К. в разных городах: Москва. 440 и 220 Самара. 300,200,150и100
Ленинград. 560, 440, Берлин. 800 и 500
330 И 220 Мюнхен. 470
Одесса. 440,220 и 132 Будапешт. 500
Харьков. 440 И 275 Кёльн. 400
Баку. 450 и 300 Кёнигсберг. 600
Расчетные периоды времени для отдельных частей канализационных сооружений в настоящее время рекомендуются следующие: для уличных труб—25—30 л., для главных коллекторов—15—20 л., для зданий насосных станций—15—20л., для их оборудования — 10 л., для очистных сооружений—10 л. Очистные сооружения и станции перекачки должен быть запроектированы с учетом их расширения. Запас земельного участка должен быть рассчитан не менее как на 40 л. Определив число жителей к концу расчетного периода, задаются нормами водоотведе ния в л на 1 жителя в сутки. Современные нормы для фекальных и домовых вод приведены в таблице 1. Количество сточных вод из
Таблица 1Н ормы отведения фекальных и хозяйственных вод.
| Число жителей в городах | На 1 жителя л в сутки |
| В Германии: | |
| предместья и поселки. | 40— 60 |
| города: | |
| до 50 000 .. | 60— 90 |
| ОТ 50 000 ДО 100 000. | 80— 110 |
| свыше 100 000 .. | 100- 150 |
| В С. Ш. Λ.. | 400—1 000 |
| В СССР .. | 60— 80 |
промышленных предприятий, бань и проч. должно устанавливаться по действительному расходу, с учетом будущего расширения предприятий. Так как поступление сточной ятдкости меняется по временам года, дням и часам, то при расчете пользуются т. н. коэфф-тами неравномерности, представляющими собою отношение максимального часового расхода в сутки к среднему часовому за год. Для расчета сетей принимаются следующие коэфф-ты неравномерности: для труб диам. до 1 м—1,5—1,8; свыше 1 м—1,3—1,8; для насосных станций—
2—2,3; в случае спуска сточных вод промышленных заведений с большой неравномерностью расхода коэфф-ты м. б. повышены.
В основание исчисления расчетного расхода атмосферных вод следует брать умеренный ливень, повторяющийся в известной местности не чаще одного раза в год; иначе сооружения получат слишком большие размеры и потребуют чрезмерного вложения капитала (смотрите Водосток). Очистные сооружения при общесплавной системе рассчитываются ыа двойное или тройное количество хозяйственных вод в сухое время года.
Составлению проекта К. населенного пункта должен предшествовать целый ряд предварительных работ, собирание статистич. сведений о населении, характере застройки, ф-ках, з-дах, банях, прачечных, скотох и прочие, с указанием их продукции, количества и состава сточных вод, предполагаемого расширения, об общем потреблении воды населением, о выгребах, вывозимых нечистотах. Далее, должен быть произведено санитарное обследование населенного пункта и окру-ясающих селений в отношении заболеваемости и смертности,собраны сведения о химич., биологич. и бактериологич. свойствах водоема, куда предположено спускать очищенные сточные воды, о характере грунтов, расположении грунтовых вод и плывунов, об имеющемся главном водоеме, об атмосферных осадках, и получены данные для составления финансового плана. Кроме того, должен быть сделаны следующие планы: для эскизного проекта— общий план населенного места с окрестностями 1: 10 000 или 1:20 000, нивелирный план пункта и окрестностей, имеющих уклон по направлению к населенному месту от линии водораздела, с горизонталями не реже чем через 1 ж, в масштабе 1:5 000, с нанесением на него строительных кварталов,
ф-к, з-дов, бань, прачечных, скотобоен и прочие; планы и профили по трасе коллекторов в масштабах: 1:500—1:1 000 для планов и профилей, 1: 1 000—1:2 000 для горизонтального расстояния и 1:100—1:200 для вертикального расстояния; для детального проекта нужны те же общий и нивелирный планы и, кроме того, планы проездов 1:500 и профили их: 1:1 000—1:2 000 для горизонтального расстояния и 1:100—1:200 для вертикального расстояния и план участков, намеченных под постройку насосных и очистительных станций 1:500 с горизонталями через 0,25— 0,50 метров (для полей орошения—’масштаб 1:1000—1:2000 с горизонталями через 0,5 м). Для составления проекта желательно иметь проект перепланировки населенного места. Очевидно, что устройство водопровода, обеспечивающего населенный пункт водою, должно предшествовать устройству К. или, в крайнем случае, сопровождать его.
Канализационные сооружения. Такие сооружения разделяются на сеть (уличную, дворовую и домовую), водоподъемные сооружения и очистительные станции (смотрите Биологический способ очистки сточных вод).
Уличная (городская канализационная) сеть состоит из: уличных труб, в которые сточная вода поступает из домовладений; коллекторов, в которые вода поступает из ряда труб, расположенных на известной территории (бассейн) населенного места, и каналов, принимающих воды из нескольких коллекторов. Иногда каналы носят название главных коллекторов, водоводов и магистралей. Расположение уличной сети зависит от рельефа местности, расположения водных протоков и от пункта, куда сточные воды направляются для их обезвреживания. По расположению коллекторов различаются следующие системы. Перпендикулярная система (фигура 1, а) направляет сточные воды через коллекторы, расположенные перпендикулярно к реке, в воды последней без очистки; эта система возможна, если местность имеет скат к водоему и количество сточных вод, поступающее в него, мало по сравнению с водоемом, то есть получается большое разжижение; на практике это встречается редко или же применяется исключительно для отвода атмосферных вод (Ленинград). Если, во избежание загрязнения реки, устья коллекторов перехватываются каналами, идущими вдоль берега, то получается п е-ресеченная система (фигура 1,6), при которой сточные воды спускаются в реку ниже города (Лондон, Париж, Киев, Самара, Сталинград и др.). Во избежание слишком сильного заглубления береговых коллекторов, что сопряжено с работой в насыщенных водою грунтах,применяется веерная, или параллельная, система (фигура 1, в) (Висбаден, Брюссель, Рига, Бреславль). При поясной (зональной) системе (фигура 1, г) каждая зона имеет свой независимый канал и может иметь дая-се особую систему К. (Франкфурт н/М., Кёльн, Стокгольм, Варшава, Днепропетровск, отчасти Москва). При радиальной системе (фигура 1, д) населенное место разделяется на особые участки, из которых каждый канализуется самостоятельно по направлению от центра к периферии (Берлин). На практике, в зависимости от рельефа местности, обычно приходится комбинировать различные системы.
Наименьшая глубина заложения уличной канализационной трубы определяется по формуле:
H=h+i(L+ ),
где h — глубина подвала или глубина промерзания в данном месте, г—уклон дворовой трубы, L—длина дворовой трубы, зависящая от глубины домового участка, и I—ширина улицы. Для средней полосы СССР наименьшая глубина h установлена в последнее
S д
время Всесоюзным водопроводным и санитарно-техническим съездом, в виду климати-ческ. условий, в 1,5 м, а в крайних случаях, при соответствуют;, утеплении труб,—0,7 метров В Москве глубина заложения делается не менее 1,7, в Киеве — 1,5, в Харькове—1,3 метров.
Трубам канализационной сети сообщают такие уклоны, чтобы скорости движения жидкости по ним не повреждали материала труб и в то же время не допускали осаждения взвешенных веществ из сточной жидкости (самоочищающиеся скорости). Практикой установлены следующие скорости, в зависимости от размеров труб: для труб диам. до 250 миллиметров—0,9 м/ск, для труб диам. до 450 миллиметров— 0,75 м/ск и для труб диам. от 500 миллиметров и выше— 0,60 м/ск. Сеть должен быть спроектирована т. о., чтобы скорость двизкения зкидкости постепенно возрастала от верховья трубы до ее устья, хотя на практике, в силу местных условий, приходится отступать от этого правила, так как приходится сообразоваться с уклоном местности, глубиной заложения труб и прочие В большинстве случаев при крутых уклонах местности трубы укладываются с перепадами.
Для труб дворовых сетей допускаются следующие уклоны:
Диам. 125 миллиметров..0,015—0,010
» 150 ».. 0,012—0,008
» 200 »..0,010—0,006
» 250 ».. 0,008—0,005
» 300 ».. 0,006—0,004
Цифры справа показывают минимальные уклоны. Что же касается максимальных уклонов, то, по герм, правилам 1926 г., уклоны больше 0,10 допускаются лишь в исклю-
чительных случаях. По московским правилам, уклоны более 0,15 не допускаются.
Форма поперечного сечения канализационных труб бывает весьма разнообразна (фигура2) в зависимости от характера отводимых вод (домовых или атмосферных), расхода их, скорости движения и различных местных условий (подземные сооружения, ширина улиц и прочие). Наиболее употребительны круглая и яйцевидная формы (а, б). Там где имеются сильные колебания расходов сточных вод, например при общесплавной системе, яйцевидное сечение имеет преимущество перед круглым, так как в первом случае при малых расходах получается большая скорость, чем при втором. Когда почему-либо желают выиграть в высоте, применяют сжатые лотковые сечения (фигура 2, е, з), например для ливнеспусков. В некоторых случаях, если трубы или канал будут заложены неглубоко, применяют сжатые профили с плоским перекрытием (фигура 2, г и д). Иногда применяются банкетные сечения (фигура 2, ж), где жидкость течет по среднему лотку, а банкеты служат для прохода рабочих. На фигуре 3 показаны наиболее часто употребляющиеся яйцевидные (овоидальные) сечения (Филлипса—· справа и обыкновенное—слева).
Наименьшие размеры круглых уличных труб—150 миллиметров (Москва, Киев, нек-рые англ, и америк. города). При выборе минимальных диаметров круглых труб следует иметь в виду могущие быть засорения труб от попадающих в них при небрежном пользовании К. крупных предметов. Поэтому в последнее время в нек-рых городах СССР в качестве
минимального принимается диам. в 200 миллиметров, но в этом случае следует считаться также и с расходами сточной жидкости, т. к. при малых расходах может получиться недостаточное наполнение труб и малая скорость течения, в силу чего на стенках будут оседать взвешенные вещества, засоряя трубы. Диаметры труб различаются между собою на 25—50 миллиметров. Минимальная высота яйцевидного (овоидального) сечения—700 миллиметров.
Расчет канализационных труб производят по эмпирич. ф-лам, причем при раздельной системе во внимание принимают не полное сечение трубы, а лишь часть его, т. к. перед полагается лишь частичное наполнение труб во избежание их переполнения в нек-рые моменты. Наполнение труб при раздельной системе принимается: для круглых труб 0 150-1-300 миллиметров—0,5 диам., 0 350-1-450 миллиметров— 0,6 или 0,66 диам., 05000600мм—0,66 диам., свыше 600 миллиметров — 0,66 или 0,75 диам.; для овоидальных труб высотой от 750 миллиметров — 0,66 высоты.
Расчетных ф-л для канализационных сетей существует весьма много, но все они м. б. приведены к основному типу ф-лы III е з и:
V=с У Яг,
где V—скорость жидкости в трубе в м/ск;
F
R=p—гидравлич. радиус, то есть отношение площади, занятой водой (живого сечения), к смачиваемому периметру; i—гидравлический уклон, то есть уклон на единице длины поверхности протекающей по каналу жидкости, а не дна канала (при малых расходах воды в канале этот уклон можно принять равным уклону дна канала); с—некоторый численный коэфф-т трения (или скорости, как его иногда называют). Значение с различными авторами дается неодинаковое. Ф-лы, которые наиболее приняты в настоящее время для расчетов, следующие. Т. н. старая формула К у т т е р а:
V =
1001/д
• J/М,
1 + j/д где т—коэффициент шероховатости, имеющий, по Куттеру, следующие значения:
Тонко отполированные материалы.0,10—0,15
Чистый (очень хорошо заглаженный) цемент и очень тщательно выстроганное дерево 0,15
Хорошо пригнанные доски, большие железные и железобетоппые водоводы. . 0,20
Обыкновенные доски, тщательно выложенные кирпичные и чисто обработанные стенки из тесаного камня, чистые керамические каналы.. 0,25
Кирпичные стенки и стенки из толстых досок, находившиеся в употреблении, каменные стенки и каналы из цементных труб, гладкие кирпичные каналы, не очень широкие железные трубы, клепа ные поперек и в длину..0,30—0,35
В СССР (наиболее часто)..0,25—0,30
В Германии 0,35
Формула Б азе на:
87/д Y+V R
• уш.
Коэфф. γ для очень гладких стенок (заглаженный цемент, строганое дерево)—0,06; для гладких (камен. стенки, кирпичи, кладка)— 0,16 и негладких (бутовая кладка)—0,46. Формула Π. Ф. Горбачева:
_ 70/д
~~ ъ+ | д
• ]/Ш,
где коэфф. шероховатости Ь для керамич., бетонных, кирпичных и чугунных труб и каналов равен 0,10.
В СССР широкое применение прежде имела сокращенная формула Г а и г и л ь е и К у т т е р а, которая для метрических мер выражается так:
V —
Уш,
23П +j/д где коэффициент шероховатости п имеет следующие значения.
Притертый цемент, тщательно выстроганные доски 0,010
Дощатые стенки, цемент с песком. 0,012
Тесаный камень, кирпич с тщательно расшитыми швами, тощий бетон. 0,013
Обыкновенная кирпичная кладка. 0,015
Бутовая кладка.. 0,017
Керамич. трубы..0,012—0,013
(Коэфф. 0,012 приблизительно соответствует коэфф. т=0,25 в старой формуле Куттера.)
Степенная формула Маннинга:
i πϊ·4
V=Ri.
Формула А. Я. М и л о в и ч а:
V=80 В0·7!05 и др.
Для расчетов весьма важное значение имеет также секундный расход жидкости Q, то есть количество воды (в ж3 или л), протекающее через данную площадь живого сечения в 1 ск.; он равняется Q=Fv.
Расчет по ф-лам представляет собою довольно кропотливое дело, в виду чего для упрощения работы и сбережения времени пользуются специальными таблицами, составленными по различным ф-лам для различных коэффициентов и наполнений труб. Кроме того, на практике пользуются также графич. методами (номограммами, диаграммами и прочие). Графич. изображение зависимости между величиной наполнения, площадью живого сечения F, скоростью v и расходом Q в круглом сечении дано на фиг .4, а для обыкновенного овоидального сечения на фигуре 5. При общесплавной системе К. в основание исчисления расчетного расхода берется умеренный ливень, повторяющийся не чаще
Диаметр
одного раза в год в данной местности, а также коэфф-ты стока и замедления стока (смотрите Водосток).
Материалы, из которых устраиваются канализационные сети, должны удовлетворять, кроме требований прочности, еще следующим условиям: они не должны разрушаться от химии. и механич. воздействий сточной жидкости, долиты быть непроницаемыми и обладать гладкой внутренней поверхностью, не представляющей препятствий движению сточной жидкости. Наиболее часто применяются трубы керамические (каменно-керамические), кирпичные, бетонные, железобетонные и металлические.
Керамические трубы имеют очень большое применение при К. населен, мест, и большая часть протяжения сети состоит из таких труб. Так, в Москве 533,48 км, 91,4% всего протяжения сети, в Харькове
Диаметр
77 км, или 86,4%, состоят из керам. труб. Эти трубы отличаются хорошими гидравлич. свойствами и дешевизной. В настоящее время в СССР установлен обязательный сортамент, по ОСТ 68 — 73 (табл. 2). Трубы в
Таблица 2. — Стандарты керамических канализационных труб (ОСТ).
Продольный разрез керамических канализационных труб
i
| D | е | Di | L |
| 125 | 18 | 161 | 800—1000 |
| 150 | 19 | 188 | 800—1000 |
| 200 | 22 | 244 | 800-1000 |
| 250 | 25 | 300 | 800—1000 |
| 300 | 28 | 358 | 800—1000 |
| 350 | 30 | 410 | 800—1000 |
| 400 | 32 | 464 | 800 |
| 450 | 35 | 520 | 800 |
| 500 | 38 | 576 | 800 |
| 550 | 40 | 630 | 800 |
| 600 | 43 | 686 | 800 |
500 миллиметров и более укладываются в бетонном стуле. Из фасонных частей нормированы: тройники с углами в 45 и 6Q°, отводы в 30 и 45° для труб0125,150 и 200 миллиметров, переходы: 125×150, 125 х 200 и 150×200 миллиметров, муфты и
пробки (заглушки) для труб ^125, 150 и 200 миллиметров. Керамич. трубы и фасонные части должен быть круглого сечения с равномерной толщиной стенок, машинной формовки, хорошо и однородно обожжены; глазурь доля-сна равномерно и без пропусков покрывать обе поверхности трубы, быть гладкой, без недоливов, наплывов, пузырей и трещин. Трубы доля-сны впитывать не более 4% воды. Труба вместе с раструбом должна на 1 метров строительной длины выдерживать внешнюю нагрузку не менее: 2 000 килограмм при 0 125, 150, 200 и 250 миллиметров, 2 500 килограмм—при 0 300, 350 и 400 миллиметров и 3 000 килограмм—при 0 450, 500, 550 и 600 миллиметров. Гидравлическое давление они доляшы выдерживать не ниже: 4 atm при 0 125— 250 миллиметров и 3 atm при 0 300 миллиметров и выше. Серная или соляная к-та, а также едкий натр или кали не доляшы разрушать глазури или тела трубы. При кипячении в воде черепка трубы глиняная масса должна поглощать неболее 9% воды. Соединение керамич. труб друг с другом делается посредством заделки одной половины зазора между трубами смоленой прядью, а другой—асфальтовой массой (асфальтовый стык). В последнее время наиболее часто применяется асфальтовый стык. Заливка стыков портландским цементом не рекомендуется, т. к. стык теряет в этом случае упругость и труба при осадке земли может разрушиться.
Очень распространенным материалом для кладки канализационных каналов является кирпич. Он должен быть хорошего качества и обяшга. Процент всасывания воды должен быть не более 13 при нахождении в воде в течение суток. На кирпич не должны оказывать разрушающего действия в течение суток серная и соляная кислоты, едкое кали и аммиак, крепостью 1 %. Временное сопротивление на раздавливание должен быть не менее 80 килограмм/см2. Кладка ведется на портландском цементе, к-рый должен соответствовать технич. условиям НКПС. Кладка каналов ведется на растворе 1:3 или 1:4. Внутри каналов швы расшиваются цементным раствором 1:1 или 1:2. Штукатурить каналы изнутри не следует, т. к. подобная штукатурка часто обваливается. Если каналы прокладываются в водоносных грунтах, то во избежание проникновения в них грунтовых вод наружная поверхность каналов штукатурится цементным раствором 1:1 или 1:2. Обычно кладка каналов ведется концентрическими рядами, причем между ними делается смазка из
Фигура 6.
цемента. Часто применяется фасонный кирпич. В зависимости от условий работы кирпичные каналы должны подвергаться стати-ческ. расчету. Иногда, для придания лотку каналов большего механич. сопротивления, применяют особые подошвенные камни, изготовленные из каких-либо естественных твердых пород, или делают облицовку обожженными керамиковыми плитками или кирпичом-железняком; ранее делались для этой цели специальные керамиковые фасонные части, но они не оправдали себя на практике. Кирпичные коллекторы имеются в Москве, Харькове, Самаре, Риге, Варшаве. На фигуре 6 показано несколько типов кирпичных коллекторов московской канализации.
Для устройства уличных сетей применяются также трубы малого диаметра из порт-ландского цемента с песком и большого диаметра—из бетона. Применению таких труб способствует их сравнительная дешевизна, возможность придания им любой формы игладкой поверхности. Однако, употреблять такие трубы в канализационной практике следует с большой осторожностью, т. к. из заграничной и русской практики известны случаи разрушения бетонных труб от химического воздействия сточной жидкости, газов, выделяющихся из нее, а также грунтовых вод.
По последним научным данным, бетон представляет собою коллоидальную массу кремнезема, пронизанную кристаллами гидрата окиси кальция (гашеной извести), сросшимися согласно кристаллографическим силам сцепления. Эти кристаллы извести обладают также большим механическим сцеплением с песком и определяют те механич. свойства, к-рыми отличается бетон. Чистая вода, растворяя гидрат окиси кальция, нарушает прочность бетона, а вода, содерша-щая поваренную соль, растворяет известь еще более, т. к. поваренная соль физически ускоряет процесс растворения извести. Если в воде содержатся магнезиальные соли, то гидрат окиси кальция, взаимодействуя с ними, образует бессвязную массу гидрата окиси магния. Сернокислые соли, а особенно сернокислый кальций, образуют с бетоном соли Деваля, что сопровождается увеличением объёма и появлением больших напряжений, разрушающих бетон. Если через стенки бетонных труб фильтруется вода, заключающая углекислый газ, то вся углекислота остается возле поверхности, а чистая вода проходит в бетон, растворяет гидрат окиси кальция и, выходя в виде насыщенного раствора гашеной извести, под влиянием углекислоты воздуха, образует натеки углекислого кальция на стенках водоводов. К-ты и щелочи вредно действуют на бетон. Рекомендуется ряд способов для придания стойкости бетону, например применение цемента с добавками пуццолановых или трассовых пород, глиноземистого цемента, покрытие поверхностей различными флюатами, торкретирование и прочие, но одни из этих способов весьма дороги, другие еще недостаточно изучены. Поэтому до применения бетона следует точно изучить состав сточной жидкости, а также состав грунтовых вод. Применение бетбнных труб для водостоков, отводящих атмосферные воды, сопряжено с меньшим риском.
К. из бетонных труб выполнена во многих городах Германии и других стран Европы, в Америке, а в СССР—в Одессе, Алупке, Ялте, Н.-Новгороде, Перми, Оренбурге, на всех группах ских минеральных вод. К. из бетонных труб для отвода хозяйственных и атмосферных вод строится в настоящее время в Ленинграде (на Васильевском о-ве с 1925 г.). На фигуре 7 показан поперечный разрез траншеи для прокладки бетонной трубы в Ленинграде с теми креплениями, которые применялись возле высоких домов.
Все сказанное о бетонных трубах справедливо и для железобетонных. Они применяются гл. обр. при общесплавной системе для главных коллекторов и ливнеспусков. Применение металлическ. (чугунных, железных и стальных) труб для прокладки в земле сравнительно ограничено. Они употребляются как напорные трубы для обхода препятствий, в виде сифонов и дюкеров. В домовладениях чугунные асфальтированные тру-
бы применяются для дворовых сетей в следующих случаях: если они проходят ближе 2j-Ut от стен зданий, погребов и ледников; если трубы проходят близ колодцев, служащих для питья; если труба лежит ниже уровня грунтовых вод, и там, где предполагается большая осадка земли. Для прокладки в земле целесообразно применять чугунные трубы водопроводн. типа.
Глубине до дно траншеи 7,00метра Г-4,20 -*
Лесой
Уродень грунтовых Вод
Фигура 7.
Р в ы для прокладки канализационных труб и каналов роются обычно, в виду ограниченности места, с вертикальными стенками. При этом, во избежание обвалов земли, стенки укрепляются распорами (смотрите Земляные работы). Если при копании канав встречается грунтовая вода, то горизонтальные распоры доводят обычно до уровня ее или немного ни-__ же, а нижнюю часть кана-"" вы обделывают вертикальными досками, которые по I !.·»* ·.< мере углубления капав забиваются ручными бабами. В плывучих грунтах вдоль - стенок канав забивают дощатые шпунтовые ряды (фигура 7). Деревянная обделка стенок канав служит предохранением про-г тив осадки почвы и повре-f’ ждения зданий. При глу-- бине,превышающей 8—Юл, может оказаться экономически выгодным тоннельный способ работ.
Для удобства осмотра, промывки и прочистки сетей устраиваются смотровые колодцы в местах соединения отдельных канализационных линий, на поворотах, в точках переломов уклонов труб, в ме
стах соединения дворовых труб с выпусками из зданий и на прямых участках труб. В этом случае, для удобства прочистки труб, они ставятся на расстоянии не более 50 метров друг от друга, а в дворовых сетях даже не более 40 м; на больших же каналах, через которые можно проходить стоя, это расстояние увеличивается до 100—150 м
Фигура 11.
Фигура 9.
и более. Смотровые колодцы имеют круглое, квадратное, овальное или иное сечение и делаются из кирпича, толщиною в 1/2—1 кирпич, или из бетона, толщиною 10—15 см. При небольших каналах в них помещают иногда задвижки и специальные клапаны для промывки труб. Сверху колодцы закрываются чугунными люками с крышками; для возможности спуска в них в стенки заделываются в шном порядке чугунные или железные скобы на расстоянии 0,3— 0,4 метров друг от друга. На улицах с большим движением колодцы помещают часто в стороне и соединяют с каналами особыми гал-лереями. На фигуре 8 и 9 изображены смотровые колодцы (на круглой и яйцевидной трубах) в Москве, на фигуре 10 дан несколько иной тип (ские минеральные воды, Сталинград
Фигура ю. и др.). На фигуре 11 показан смотровой колодец из бетонных колец для дворовых сетей. В днище колодцев для сточной жидкости делается особое углубление, соответствующее диаметру трубы, т. н. лоток.
Соединение больших канализационных коллекторов между собою производитсят.о., чтобы ось бокового канала была касательной к оси главного, для того чтобы струи протекающей сточной жидкости не перебивали друг друга, не уменьшали этим скорости течения и не способствовали отложению осадков. На фигуре 12 показано соединение трех каналов, перекрытое трубчатым сводом; здесь
По DC
Фигура 12.
виден также смотровой колодец. Для уменьшения количества смотровых колодцев в прежнее время устраивались т. и. ламповые колодцы, представляющие собою керамич. или бетонную трубу, соединяющуюся с канализационной трубой. Ламповый колодец перекрывался чугунной крышкой на особом фундаменте во избежание порчи трубы. Для осмотра трубы в ламповый колодец опускали горящую лампу, а из смотрового колодца рабочий при помощи зеркала просматривал трубу. В последнее время ламповые колодцы стали применяться как вентиляционные отверстия.
При общесплавной К. для приема атмосферных вод на улицах, площадях и во дворах владений устраивают особые колодцы круглого, квадратного, прямоугольного или овального сечения с решетками —· т. н. дождевые приемники. Они бывают кирпичные, бетонные, керамические, а при небольших размерах, для дворов домовладений.—и чугунные. Решетки делают с прозорами в 15— 25 миллиметров. С канализационными трубами приемники соединяются обыкновенно керамическ. трубами диаметром 100 — 150 миллиметров. Для того чтобы газы из сети не выходили наружу, дождевые приемники снабяшются гидравлическими затворами (сифонами). В колодцах делаются отстойники для осаждения песка и тяжелых веществ, и для более удобной очистки (при диаметре 0,45—0,25 м) в них ставят ведра из оцинкованного железа толщиною 3 миллиметров. Площадь стока, приходящаяся на один колодец, принимается в 400 — 700 м2. На фигуре 13 изображен немецкий тип дождеприемника (Гейгера).
Если бы каналы при общесплавной К. рассчитывались на воды ливней, бывающих всего несколько раз в году и продолжающих
ся обычно недолго, то каналам пришлось бы придать очень большие размеры. В виду этого на каналах или в колодцах устраивают особые отверстия—л ивнеспуски, от которых идут кратчайшим путем в водный проток особые каналы—л ивнеотводы. Назначение ливнеспусков состоит в том, чтобы сточные воды из каналов, значительно разжиженные дояедевой водой, отводить кратчайшим путем в реку. На фигуре 14 показан ливнеспуск и начало ливнеотвода. Конструкция ливнеспуска зависит, во-первых, от разницы между горизонтом сточной жидкости в подводящем канале на уровне водослива (порога) ливнеспуска и горизонтом воды в водном протоке. Эта разница уровней бывает иногда значительной, иногда весьма малой, а в иных случаях она может равняться нулю или даже быть отрицательной (например во время высоких вод в реке); во-вторых, она зависит от коэффициента р а з ж и ж е-ния, то есть числа объёмов ливневой воды, которые должен быть смешаны с 1 объёмом домовых вод в часы максимального поступления последних, при учете всех местных условий и без вреда с санитарной точки зрения.
Средние величины для этого коэфф-та то—в пределах города 4—5, вне пределов 1,5—2; во всяком случае в каждом данном месте этот вопрос должен быть согласован с санитарным надзором. Нек-рыми городами приняты следующие величины то:
| Варшава. | 0,5 | Бреславль.. | |
| Висбаден. | 5 | Эмден. | 7 |
| Данциг. | .2-8 | Гамбург. | 3,4 |
| Самара. | 4-6 | Мюлыаузен. | 8,8 |
| Кельн. | Франкфурт. н/М. | 4 | |
| Берлин. | 6,4 | Штеттин. | 9.5 |
Для определения высоты от дна канала, на которой следует располояшть порог ливнеспуска, мояшо, определив максимальный секундный расход домовых вод, притекающих к ливнеспуску, умножить его на (те + 1) и определить глубину наполнения канала, пользуясь графиками фигура 4 и 5, что и будет соответствовать искомой высоте порога. Ширина ливнеспуска определяется обычно по ф-лам гидравлики для расхода через неза-топленный (совершенный) водослив, если истечение совершается свободно в водный проток, и через затопленный (несовершенный) водослив, если уровень воды в протоке выше порога водослива, но ниже уровня воды в канале. Для первого случая ширина водослива определяется по ф-ле
Q=0,5 bh ]/2 gh,
где Q—расход воды в 1 ск. через водослив, h—высота слоя воды, сливающейся через порог, Ь — ширина водослива и <7=9,81 m/ck2. Для второго случая служит формула Q=Ь (0,53 h + 0,6 а) ]/2 gh,
где а—высота слоя воды между порогом водослива и уровнем воды в ливнеотводе. Ливнеотводы рассчитываются как обыкновенные каналы; сечение их имеет по большей части лоткообразную или круглую форму.
В нек-рых случаях на пути канализационного коллектора встречается какое-нибудь препятствие, например река, овраг, водопроводная или газовая труба и прочие; тогда часть коллектора для перехода через препятствие делается в виде изогнутой трубы, носящей название дюкера (смотрите), перевода. Изогнутая труба, имеющая положение обратное дюкеру, носит название сифона (смотрите).
На стенках канализационных труб происходит отложение осадков, которые, разлагаясь, выделяют дурно пахнущие газы (сероводород, аммиак и др.). Эти газы через домовые ответвления могут проникнуть в жилые помещения. Для устранения этого необходимо устраивать вентиляцию канализационной сети, для чего с одной стороны в сеть вводят свежий воздух, а с другой удаляют испорченный. Циркуляция воздуха происходит вследствие разницы температур наружной и в трубах. Введение свежего воздуха в сеть осуществляется при помощи решетчатых крышек смотровых колодцев (где нет снежного покрова), ламповых колодцев, при помощи специальных тумб, а при общесплавной К.— при помощи водосточных труб зданий. Извлекается воздух из сети посредством канализационных стояков в зданиях, почему стояки и выводятся выше крыши. При общесплавной системе для извлечения воздуха пользуются также водосточными трубами зданий,
присоединяющимися к уличным каналам в их вершине. На фигуре 15 изображена схема вентиляции сети при раздельн. канализации.
Для содержания канализационной сети в удовлетворительном состоянии за ней нужен постоянный надзор и ух од. Отношение населения к канализационным сооружениям в наших городах самое небрежное: в сеть спускают самые недопустимые предметы, в клозеты бросают .мусор, золу, очистки овощей, через колодцы спускают камни, кирпичи, сено, солому, битое стекло и прочие; в результате происходит закупоривание сети, очень часто связанное с приостановкой действия К. в целых населенных районах. В Москве на сто владений, пользующихся К., в 1928 году приходилось 48 засорений, а в Киеве в 1923 г.—75. Промывка сети может происходить сточной же водой или водой из водопровода. Для промывки сети канализационной жидкостью в трубах (колодцах или камерах) применяют пробки или задвижки, а в больших каналах—дверки, помощью которых подпирают воду на вышележащих участках трубы. Открывая быстро задвижки или дверки, всю массу воды направляют с большой скоростью в нижележащую по течению часть трубы и т. о. промывают ее. При промывке сети водопроводной водой чаще всего пользуются брандспойтами с пожарными рукавами. Воду для промывки собирают иногда в особые колодцы с сифонами или танками, которые опоражниваются автоматически. На фигуре 16 показан авто-матич. сифон Женеста и Гершнера, действие которого начинается после затопления отверстия а и сжатия воздуха под колоколом. Особенное внимание следует обращать на должную промывку глухих концов труб. Кроме периодич. промывки сети, необходимо прочищать канализационные трубы, проверять механич. приспособления, смазывать задвижки и дверки и прочие Небольшие трубы прочищаются протаскиванием между двумя смотровыми колодцами особых цилиндрических щеток при помощи стальных тросов и лебедок, а трубы большего размера—протаскиванием металлич. совков. Большие каналы иногда прочищаются особыми щитами, которые приводятся в действие напором самих сточных вод (фигура 17). Ведра в дождевых приемниках должны быть периодически очищаемы. Случайные засорения прочищаются промывкой, проталкиванием особых приспособлений, носящих название «кошек» и напоминающих собой кошачью лапу, или стальной проволокой.
При устройстве канализационных сетей иногда бывает невозможно отводить йсе воды самосплавом и приходится устраивать водоподъемные сооружения. Сюда относятся насосы, приспособления, действующие разрежением (система Лиернура) и сжатым воздухом (система Шона). Кроме того, существуют гидравлич. подъемники системы Грибоедова, гидро-пневматическ.— Адамса, пневматич.—Сальмсона и др. При проектировании насосных станций следует
Фигура 17.
прежде всего определить число и размеры насосов, согласно притоку сточных вод. Целесообразнее всего пользоваться диаграммой притока сточных домовых вод в день наибольшего расхода их и ливйевых вод в часы максимального расхода домовых, нанося на
диаграмму количества воды, которые будут подниматься насосами, по часам дня. Если при станции имеется сборный резервуар, то емкость его должен быть принята при расчетах во внимание. С санитарной точки зрения является нежелательным устраивать у насосных станций, расположенных на заселенных территориях, значительные резервуары, в которых будут отлагаться взвешенные вещества, могущие гнить. При определении количества насосов следует иметь в виду число работающих в часы максимального притока, присоединяя к ним известный запас машин, в том числе и на случай ремонта. Индикаторная мощность насоса определяется по ф-ле дт _ У Q (ft + ft,)
1 “ 75 · >), ’
где Q—количество поднимаемых в 1 ск. вод в м3, γ—вес 1 м3 воды (es 1 000 килограмм), h—геометрии. высота подъема в м, hx—сумма всех потерь напора при всасывании и нагнетании в м, ηχ—кпд насоса, равныйО,504-0,85. Индикаторная мощность двигателя определяется по формуле где η2 —кпд двигателя, равный 0,74-0,9. Насосы употребляются поршневые и центробежные. Конструкция канализационных насосов должна считаться со свойствами сточной жидкости и допускать возможно легкую и быструю очистку насосов.
При проектировании станций для перекачки сточных вод обычно предвидят устройство специальных решеток или сит для удерживания плавающих веществ. Иногда строят автоматические насосные станции: электрич. моторы включаются и выключаются посредством поплавков, плавающих в сточной жидкости в подводящем канале, песколовке или резервуаре. Подъем воды сифонами производится редко. Зарядка сифона происходит или посредством выкачивания воздуха особым насосом или же наполнением сифона водопроводной водой.
По системе Л и е р н у р а отводятся только фекальные воды, за исключением хозяйственных. При ней город разделяется на небольшие участки, примерно в 6 га каждый; все отхожие места соединяются чугунными трубами с чугунными герметич. резервуарами, рассчитанными обычно на 500 чел. Резервуары, в свою очередь, соединяются чугунными трубами с главным резервуаром, герметически закрывающимся и расположенным за городом около машинного здания. Местные и главный резервуары можно соответствующим образом включать и выключать из работы посредством задвижек, поставленных на трубопроводах. Производя насосом разрежение воздуха в местном резервуаре, заставляют нечистоты из отхожих мест поступать в него, а производя разрежение в главном резер вуаре, переводят нечистоты из местных резервуаров в главный. Из нечистот добывают удобрение, но с санитарной точки зрения этот метод неудовлетворителен.
При системе Шона подъемный аппарат (эжектор) приводится в движение сжатым воздухом, доставляемым к нему со станции. Эжектор (фигура
18) представляет собою чугунный резервуар; по трубе А в него поступают сточные воды, а по трубе В они удаляются из него под действием сжатого воздуха, поступающего из распределителя Д.
Чашка-поплавок В, соединенная стержнем с чашкой Г, поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости и автоматически приводит в действие аппарат. Система Шона работает в нек-рых городах 3. Европы, а равно применялась прежде для нек-рых частей Киева и на московских х. В Харькове она применяется для перекачки ила из отстойников биологич. станции на площадки для подсушки.
Сточная жидкость поступает в уличную сеть через домовые канализационные устройства. Последние разделяются на дворовую и домовую сети (трубопроводы и т. и. санитарные приборы, или приемники—клозеты, писсуары, раковины, умывальники). О дворовой сети уже сказано выше. Трубы в зданиях, отводящие сточную жидкость, носят название стояков (вертикальные) и отводных. Фановыми называют трубы, несущие экскременты, то есть воды от ватерклозетов. Стояки выводятся выше крыши для вентиляции сетей. Размеры труб по правилам Всесоюзных водопроводных и санитарно-технических съездов приведены в таблице 3.
Таблица 3.—Р азмеры домовых канализационных труб.
| Отводные трубы | Столки | ||||
| Назначение труб | чугун ные | желез ные | У клопы | чугун ные | желез ные |
| в миллиметров | в дм. | в миллиметров | в дм. | ||
| От одиночных и двойных кухонных раковин, писсуаров. умывальников и одиночных ванн. | 50 | 17. | 0,04 | 50 | 2 |
| От 3 до 6*вышеуказанных приемников, за исключением ванн.. | 50 | 2 | 0,035-0.025 | 75 | 27. |
| От 7 и более вышеуказанных приемников, за исключением ванн. | 75 | 27.-3) | 100 | 4 | |
| От больших кухонных раковин и приборов для мытья посуды. | 75 | 1
27.-31 |
0 025—0,015 | 75 | 27.-3 |
| От клозетов. | 100 | 0,020-0,012 | 100 | — | |
| От нескольких 100-.лш стояков, если это является необходимым по числу и расположению приемников .. | 125 | — | 0 015—0,010 | _ | — |
Примечание. Одна ванна принимается за l1/» раковины.
Уклон отводных труб от приемников до стояков делается, независимо от диаметра, в 0,01. Стояки должны располагаться внутри зданий, но их не следует заделывать в стены. Диаметр вытяжных труб внутри зданий делается одинаковым с диаметром сточных частей, а на чердаке и выше крыши, где возможно промерзание труб,—на 50 миллиметров более сточных. Диаметры спускных труб для дождевой воды с крыш делаются в 100, 125 и 150 миллиметров, а с крылец, бнов и прочие—50 и 75 миллиметров. Сточные трубы для домовой сети употребляются чугунные асфальтированные. Свинцовые трубы нежелательны, т. к. они плохо противостоят механич. повреждениям. Чугунные канализационные трубы еще не нормированы в СССР. На чугунных сточных трубах для прочистки их местами ставятся особые фасонные части— ревизии, имеющие отверстия, герметически закрывающиеся крышками. Все санитарные приборы должны иметь гидравлические затворы (сифоны), расположенные непосредственно под ними и препятствующие проникновению газов из канализационной сети в помещения. Все приборы, кроме клозетов, должен быть снабжены решетками, прикрепленными наглухо, с отверстиями не более 6 миллиметров, причем общая площадь их должен быть не более площади поперечного сечения отводной
трубы, предпочтительно — не более половины ее. Все санитарные приборы должны иметь округлую форму, чтобы грязь не могла нигде задерживаться, и должен быть сделаны из материалов, не поддающихся влиянию сточной жидкости. Лучший материал для клозетных чаш—фаянс и штейнгут. В последнее время за границей появились чаши т. н. консольного типа, которые прикрепляются к стене, так что пол под ними легко содержать в чистоте. Писсуары делаются фаянсовые, чугунные эмалированные и керамические (плиточные). Последние особенно хороши для мест общественного пользования. Число мест в общественных уборных и общежитиях рассчитывается по 1 очку на 20—25 чел.
В последнее время при развитии автомобильного дела с полов гаражей может попадать в канализационную сеть бензин; в таких случаях необходимо ставить особые бензиноотделители, которые отделяют бензин в силу разности удельных весов его и воды (фигура 19). Кухонные раковины и мойки делаются керамические, фаянсовые, фарфоровые, чугунные эмалированные и медные луженые. При раковинах в бЬль-гаих кухнях и ресторанах для улавливания г. э. т. IX.
сала следует ставить т. н. сальные горшки. Умывальники делаются медные, железные оцинкованные, чугунные и фаянсовые. По обязательным постановлениям, в СССР один умывальный кран приходится на
4— 20 чел. Ваны ы делаются цинковые, железные оцинкованные, чугунные эмалированные, медные, фаянсовые, мраморные, гранитные, бетонные, железобетонные, из каменной кладки и проч. Одна ванна в общежитиях, больницах и прочие устраивается в СССР на 25 человек.
Стоимость сооружений. Для оценки строительной стоимости канализационных сетей имеется очень разнообразный и ненадежный материал, основанный на различных методах подсчета. Для ориентировки могут служить следующие цифры (без технич. надзора и составления проекта). При общесплавной системе в нек-рых городах 3. Европы стоимость сети обошлась в 28—54 р. на 1 п. м и 22—35 р. на жителя, в Бармене полная раздельная К. обошлась в 42 р. на 1 п. м, в Москве раздельная неполная (II очер.) К.— 31 р. 87 к. на 1 п. м с административно-техническими расходами. По материалам Гл. упр. комм.хоз. НКВД РСФСР,стоимость раздельных неполных К. по сметам для нек-рых городов обходится от 22 р. 67 к. до 57 р. 56 к. на 1 п. м протяжения сети в современных, золотых рублях. Устройство насосных станций, по данным для Москвы, обошлось от 11 р. 42 к. до 14 р. 70 к. на 1 м3 перекачиваемой сточной жидкости в сутки в довоенных рублях. Что касается эксплуатонных расходов, то, по довоенным данным, стоимость отведения 1 м3 сточной жидкости на очистные сооружения для систем сплавного типа составляла 5 — 7 к., а с районными станциями 7—9 к.;расход натекущий ремонт канализационных сетей и др. сооружений равняется примерно 0,5—1% их стоимости.
Лит.: -Д а н и л о в Ф. А., Удаление и обезвреживание городских нечистот, канализация, очистка сточных вод, М„ 1927; Е н ш А. К., Канализация городов и очистка сточных вод, СПБ, 1903; 3 в я-гинский Я. Я., Канализация зданий, М.—Л., 1928; его же, Канализация г. Москвы, М., 1929: Иванов В. Ф., Канализация населенных мест, Одесса, 1926; его я; е, Водоснабжение и канализация поселков, М.—Л., 1927; Ушаков Н., Канализация населенных мест, М.—Л., 1927; Ч и ш о к
II. К., Водостоки, канализация городская и домовая, СПБ, 1895—96; Каменно-керамические канализационные трубы и фасонные части к ним, ОСТ 68—73, 1927; Постановления Бюро Всероссийских водопроводе!. и санитарио-техническ. съездов. Основные положения для составления проектов водоснабжения и канализации, Москва, 1927; Правила устройства домовой канализации, Москва, 1923; Gemmer Е., Die EntwHsserung cl. Stadte, Lpz., 1924; I m li о f Г К., Taschenbucli d. Stadtcntwasserung, 4 Aufl., Mcii., 1925; Knauer H., Iianalisation, Strelitz in Mecklenburg, 1924; Putzeys F., Questienne P., S c li о о Is F., R u 1 о t H., Assamissement des villes, Paris, 1925. Я. Звягинский.