История развития водоотведения реферат

Обновлено: 03.07.2024

С древнейших времен вода используется человеком для поддержания
чистоты тела и жилища, для приготовления пищи, для нужд сельского
хозяйства и ухода за домашними животными. Пожалуй, ни один другой
природный элемент не обладает такими обширными свойствами, не
применяется в таком огромном количестве отраслей. Вода несет много
разнообразных функций, без нее невозможно представить быт человека,
эксплуатацию общественных зданий и работу промышленных предприятий.
Вода жизненно необходима людям.
Система водоотведения, на первый взгляд, не представляет из себя
ничего особенного. Но если изучить вопрос подробно, то канализация
окажется достаточно сложным комплексом инженерных сооружений,
который включает не только систему трубопроводов, но и насосные станции,
очистные сооружения, состоящие порой из сложных приспособлений для
разных видов очистки и обеззараживания стоков.

Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

Исследование истории развития водной техники. Анализ принципа действия и применения паровых машин. Водоснабжение больших городов. Внутренние системы водопровода и технологии очистки воды. Устройство ватерклозетов и строительство канализации в Европе.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	27.01.2016
Размер файла	20,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Кафедра Водоснабжения и водоотведения

Руководитель Латышева Екатерина Александровна

Выполнил студент Шашерин Сергей

Значительный интерес в этот период проявлялся к водной технике.

К концу XVIII в. стали известны многие физические свойства воды: максимальная плотность при температуре, равной 4 °С (1772 г., Ж. Делюк); незначительная сжимаемость (1771 г., Дж. Кантон); температурное расширение воды на 4 % от начального объема при нагревании от 0 °С до кипения (1736 г., П. Мушенбрук); капиллярное поднятие воды (1670 г., Дж. Борелли); самая высокая удельная теплоемкость, по сравнению с другими жидкостями и твердыми телами (Р. Рихман, Ж. Делюк, А. Лавуазье); наибольшее значение скрытой теплоты испарения, найденное Дж. Уаттом; образование 1700 объемов пара из одного объема воды (Дж. Уатт); плотность водяного пара меньше плотности воздуха (И. Ньютон).

Промышленный прогресс поставил новые задачи в разных отраслях техники. В XV в. глубина одной из шахт для добычи серебра в Чехии достигала 600 м. Для откачки воды из шахты использовали поршневые и ковшовые насосы, лебедки, механизмы с конным приводом и водяные колеса. В XVI в. основным источником механической энергии, также как и в древнее время, были водяные колеса, применяемые в процессе откачки воды в рудниках и шахтах, которые имели диаметр до 12 м. В середине XVI в. научились применять сложные рычажные механизмы общей длиной до нескольких сотен метров.

Научная революция в период с середины XVI в. до конца XVII в. характеризуется большим количеством открытий и теорий, оказавших большое влияние на развитие человеческого общества. Значительную роль в этом процессе имели достижения водных знаний. Конец XVII и начало XVIII вв. характеризуются ускоренным развитием науки и техники, особенно в странах Западной Европы, где быстрыми темпами развивалась новая прогрессивная система производства и условий жизни - капитализм. Водоснабжение больших городов требовало применения высокопроизводительных водоповысительных установок. Первые жители городов при незначительной их численности пользовались водой из шахтных колодцев, естественных родников или из ближайших проточных водоемов. С ростом численности городского населения и развития водоемких производств осваивались более удаленные источники водоснабжения и для надежности создавались водохранилища и необходимые водоподающие системы каналов и трубопроводов.

Первым городом Европы, в котором был проведен централизованный водопровод, стал Париж. Затем водопровод пришел в Лондон и Берлин. Началось повсеместное строительство водопроводных систем.

Существенный прогресс в транспортировании воды начался с промышленной революцией и изобретением паровой машины в середине XVIII в.

Именно это позволило применить для перекачивания воды плунжерные, а затем и центробежные насосы и перейти к устройству напорных водопроводов.

В свою очередь, такой переход хоть и существенно упростил строительство водопроводов, однако потребовал применения новых труб, более прочных, чем свинцовые и деревянные.

Быстрыми темпами совершенствовались внутренние системы водопровода - в домах горожан появляются водоразборные краны, умывальники, души и ванные.

Увеличение объемов подаваемой воды привело к образованию большого количества стоков и резкому загрязнению водоемов. На рубеже XIX и XX вв. происходит переход водопроводных систем на снабжение городов очищенной и обеззараженной водой из рек и озер.

На очистных станциях сначала применялось отстаивание с фильтрованием, затем и метод коагулирования. Обеззараживание воды в Европе развивалось с преобладанием метода озонирования, в США и России получило наибольшее распространение хлорирование.

После второй мировой войны и по настоящее время наметились основные тенденции развития водопровода:

1.Сокращение расходов воды для хозяйственно-питьевых нужд. Если на ранних стадиях истории человечества развитие водопровода ставило целью увеличение нормы потребления воды на человека, то, начиная с последней трети XX в., происходит обратный процесс - в связи с нехваткой и удорожанием водных ресурсов в промышленно развитых странах, происходит уменьшение хозяйственно-питьевого потребления воды, прежде всего, за счет сокращения ее непроизводительных потерь (утечки, прорывы, аварии и т.д.). Безусловно, речь идет только о сокращении водопотребления до уровня, не ухудшающего бытовые условия населения. Основной упор при этом делается на совершенствование качества очистки воды.

2.Создание схем полного оборотного водоснабжения для промышленных предприятий. Загрязнение водоисточников и увеличение темпов промышленного роста способствовало разработке новых, высокоэффективных технологий, не требующих, во-первых, больших объемов воды и, во-вторых, использующих принципы полного оборота воды без сброса стоков. В конечном счете это позволяет сократить плату за пользование ресурсами и загрязнение окружающей среды.

3.Всестороннее совершенствование технологий очистки воды. Традиционные, классические схемы, с успехом применявшиеся с начала XX в. в большинстве случаев на водопроводных очистных станциях (коагулирование, фильтрование, обеззараживание), к сожалению, в настоящее время не способны очищать питьевую воду до жестких санитарных требований. Причина этого - загрязнение природных вод антропогенными веществами, нехарактерными для естественной природной среды. Например, к таким загрязнениям относятся СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), нефтепродукты, соединения тяжелых металлов, пестициды и другие опасные для здоровья ингредиенты. Улучшения качества очистки можно достичь, во-первых, с помощью разработки новых, более эффективных способов и установок, во-вторых, комбинированием разных методов, в-третьих, совершенствованием уже давно известных технологий.

4.Поиск новых, нетрадиционных источников воды. Для целей, прежде всего промышленного водоснабжения, активно ведутся работы по использованию таких, ранее не применявшихся источников воды, как атмосферная влага, условно-чистые и поверхностные сточные воды, морская вода. Такого рода исследования особенно перспективны для снабжения тех районов планеты, которые не имеют достаточного количества чистой воды от рек, озер, водохранилищ. Например, некоторые города в странах Ближнего Востока уже сейчас перешли на морские источники воды, которая очищается от солей с помощью ионного обмена.

5.Переход на трубопроводы из полимерных и композитных материалов. Недостатки материалов, традиционно использовавшихся для изготовления водопроводных сетей, привели к созданию новых видов труб. Трубы из полимерных материалов имеют ряд преимуществ - они легкие, морозостойкие, более долговечны в эксплуатации, не подвержены коррозии и проще соединяются между собой. Другой путь совершенствования трубопроводов заключается в комбинировании различных материалов, дающем в итоге такие сочетания свойств, которых нет ни у одного отдельно взятого материала. Например, стальные трубопроводы с полимерным защитным покрытием обладают прочностью стали и коррозионной стойкостью полимеров.

водоснабжение канализация история очистка

Даже в XVII в. на улицах многих городов можно было видеть свиней, валявшихся в грязи на проезжей части. Они не только загрязняли улицы, но часто оказывались причиной падения всадников. Магистрат Берлина вынужден был в 1641 г. издать указ, по которому запрещалось выпускать свиней на улицы города. Но и после выхода этого указа состояние улиц ненамного улучшилось, и вслед за ним вышел новый, согласно которому каждый приезжавший в город за покупками крестьянин должен был на обратном пути нагрузить свою телегу нечистотами и вывезти их за пределы города. Предполагалось, что такое мероприятие позволит в какой-то мере очистить улицы от грязи. Однако даже в Париже, о котором уже шла речь, к этому времени состояние улиц по сути дела не улучшилось. В одном из отчетов за 1697 г. мэр города жалуется на то, что жильцы домов продолжают выплескивать помои прямо из окон. Канализация появилась в Париже лишь во второй половине XIX в.

Значительному улучшению санитарного состояния городов способствовали мероприятия по устройству ватерклозетов в Англии. Первые попытки в этом направлении были предприняты в 1775 г., однако лишь в 1810 г. появились более или менее приемлемые конструкции. Устройство ватерклозетов, в которых предусматривался смыв водой, привело к улучшению санитарных условий в домах, но на усадебных участках и городских улицах положение оставалось таким же неблагополучным. Поскольку никакой системы уличной канализации не существовало, нечистоты стекали в имевшиеся на каждом приусадебном участке ямы. Если количество стоков от промывки санитарных приборов было значительным, эти ямы быстро переполнялись, и сточные воды, переливаясь, стекали прямо по улицам. Были предприняты попытки углубить уличные кюветы, чтобы они могли принять большее количество сточных вод. Но это представляло опасность для быстро развивавшегося городского транспорта, и вскоре было принято решение о замене кюветов подземными каналами.

Первоначально эти каналы устраивали без какой-либо системы. Их прокладывали кратчайшим путем к расположенным поблизости водоемам, в которые и сбрасывали неочищенные сточные воды. Благодаря устройству каналов улицы стали чище, но зато сильно загрязнились водоемы, в результате чего исчезла водившаяся в них рыба. Сильное загрязнение рек во второй половине прошлого века явилось толчком для проведения различных исследований с целью определения возможности очистки сточных вод, отводимых через канализацию.

Интенсивное строительство канализации началось в Европе лишь в XIX веке. Это связано прежде всего с развитием водопровода и ростом городского населения, что поставило необходимость: во-первых, централизованного отвода большого количества образующихся сточных вод, во-вторых, очистки этих стоков перед их сбросом в водоемы, т.к. без очистки стоки сильно загрязняли водоисточники, из которых забиралась вода для водоснабжения (круг замкнулся).

Наибольший объем строительство канализации получило в самой передовой стране того времени - Англии. К 1883 г. в Англии малосовершенные канализационные системы имелись в 50 городах. Значительно позже началось строительство канализации в Германии (Гамбург - с 1843 г., Берлин - с 1873 г.), к 1870 г. в ней насчитывалось более 50 крупных городов, имеющих канализацию. Медленно развивалось канализование городов Франции, хотя канализование самого Парижа было начато еще во второй половине XIV столетия. Далее быстрым темпом шло строительство канализации городов США - к 1902 г. было канализовано около 1000 городов. Однако отвод стоков без очистки очень быстро привел к резкому загрязнению водоемов. Последствия этого первой ощутила та же Англия, из-за маловодности ее рек, которые не могли разбавить такого количества стоков. Поэтому еще в 1862 г. в Англии был издан закон об очистке и освобождении сточных вод перед их выпуском от фекальных масс и гниющих веществ. Затем, на основании работ специальных комиссий в 1870 и 1876 гг., были установлены нормы очистки сточных вод при выпуске их в реки в зависимости от степени разбавления.

Именно в этот период по примеру англичан многие города стали устраивать известные в наше время поля орошения. В результате этого реки стали чище, и, кроме того, сточные воды могли быть использованы в сельском хозяйстве. Однако поля орошения обладали рядом недостатков, и поэтому были предприняты поиски новых методов очистки сточных вод. По принципу полей орошения были разработаны биологические фильтры (биофильтры), которые применяются и в настоящее время. Первые биофильтры появились в Англии в 1893 г., в России - в 1908 г.

Был проведен ряд экспериментов с использованием для очистки сточных вод различных химикатов. Однако при больших затратах эффективность этих методов оказалась незначительной. Поскольку установили, что для дальнейшей обработки сточных вод необходимо предварительное удаление из них осадка, были разработаны различные конструкции отстойников. При этом возникла проблема обработки осадка сточных вод, который вследствие способности к гниению нельзя просто оставлять на местности. Решением вопроса явилось сбраживание осадка в специальных резервуарах.

В наше время разработаны методы искусственной биологической очистки. В 1914 г. появился метод очистки сточных вод с помощью активного ила, применяемый и сейчас как стандартный для глубокой очистки.

Нужно сказать, что в ряде промышленно развитых стран удалось во многом решить проблему очистки как стоков, так и загрязненных этими стоками поверхностных водоисточников.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ
Этапы
развития систем водоотведения сточных вод
развивались очень медленно. В древности сточные воды
стекали прямо по улицам, по открытым канавам, затапливая
населенные пункты. Из-за испарений и бактерий постоянно
вспыхивали эпидемии, а питьевой чистой воды становилось
все меньше.

По мере того, как города
росли,
население
увеличивалось, проблема
канализации вставала все
острее.
В городе
Гамбурге в 1856 году
появилась первая система
канализации.
Сточные
воды отводились более
качественно.
Появились
специальные септические
ямы и дренажные канавы.

Вскоре законодательство обратило внимание на
проблемы канализации и утвердило ряд актов и
требований к канализационным системам. Итогом
пересмотра этого вопроса явилось решение - все системы
должны быть подсоединены к общесплавной канализации.

5. СТОЧНЫЕ ВОДЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Сточные воды - это пресные воды, изменившие
после использования в бытовой и производственной
деятельности человека свои физико-химические
свойства и требующие отведения.
По происхождению сточные воды могут быть
классифицированы
на
следующие:
бытовые,
производственные и атмосферные.

Система водоотведения - это комплекс
оборудования,
сетей
и
сооружений,
предназначенных
для
организованного
приема и удаления по трубопроводам за
пределы
населенных
пунктов
или
промышленных предприятий загрязненных
сточных вод, а также для их очистки и
обезвреживания перед утилизацией или
сбросом в водоем.

Cистема водоотведения населенного пункта
1 – уличная водоотводящая сеть; 2 – коллекторы; 3 – главный
коллектор; 4 – главная насосная станция; 5 – напорные
трубопроводы; 6 – очистные сооружения; 7 – выпуск в водоем.

Внутренняя водоотводящая сеть жилого дома
состоит из приемников сточных вод (санитарных
приборов), внутренней водоотводящей сети, которая
включает водоотводящие линии, стояки и выпуски из
здания.
Внутриквартальная водоотводящая сеть
представляет собой систему подземных
внутриквартальных трубопроводов.
Наружная (уличная) водоотводящая сеть
представляет
собой
систему
подземных
трубопроводов, уложенных с уклоном в направлении
коллекторов

10. Коллекторы бассейнов водоотведения - трубопроводы, предназначенные для приема и отвода воды от части или целого бассейна водоотведения.

Коллекторы
бассейнов
водоотведения
трубопроводы, предназначенные
для приема и отвода воды от
части
или
целого
бассейна
водоотведения.
Главные коллекторы –
трубопроводы, предназначенные
для приема и отвода воды от
части или всего обслуживаемого
объекта

Местные и районные
насосные станции
предназначены для подъема
и перекачки воды от одного
или группы зданий, части или
целого бассейна
водоотведения.
Главные насосные
станции
перекачивают стоки на
станцию очистки сточных
вод части или всего
обслуживаемого объекта

12. Аварийные и регулирующие резервуары представляют собой специально оборудованные емкости, обеспечивающие аккумуляцию сточных вод в перио

Аварийные
и
регулирующие
резервуары
представляют собой специально оборудованные
емкости, обеспечивающие аккумуляцию сточных вод в
период максимального их притока.

13. Очистная станция представляет собой комплекс сооружений для очистки и обеззараживания сточных вод и обработки осадков.

14. Выпуски очищенных сточных вод в водоемы бывают береговые и русловые, сосредоточенные и рассеивающие

Коллекторы из сборных железобетонных элементов
Коллектор представляет собой трубу большого диаметра.
Коллекторы являются частью городской канализационной системы;
они собирают сточные воды и отводят их за пределы канализации к
насосным станциям, очистным сооружениям или к месту сброса в
водоём. Коллекторы могут быть выполнены из кирпича, керамических
блоков и сборного железобетона.

Колодцы
Смотровые колодцы на самотечных канализационных сетях всех систем надлежит
предусматривать: в местах присоединений; в местах изменения направления, уклонов
и диаметров трубопроводов; на прямых участках на расстояниях в зависимости от
диаметра труб.

Очистка сточных вод
Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод
нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило,
она является методом предварительной очистки и предназначена для
подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим
методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается
снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до
20%. В состав сооружений механической очистки входят решетки,
различного вида уловители, отстойники, фильтры.
Биологическая очистка
Сооружения биологической очистки подразделяются на сооружения
биологической очистки в естественных условиях (поля орошения и
фильтрации, биологические пруды) и сооружения биологической
очистки в
искуственно созданных условиях (аэротенки и
биофильтры).
Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их
обработки перед сбросом в водоем. Цель дезинфекции - уничтожение
патогенных микроорганизмов, содержащихся в сточной воде.

Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессах очистки сточных вод,
заключается в снижении их влажности и уменьшении объема, в процесce обработки
осадки обеззараживаются. Загрязнения, задерживаемые решетками, вывозят с
территорий станций очистки, либо дробятся и обрабатываются совместно с
осадками из отcтойников. Песок из песколовок обезвоживается на песковых
площадках, а также вывозится или отмывается от органических загрязнений,
подсушивается и используется в планировочных работах. Осадок из первичных
отстойников и уплотненный осадок из вторичных отстойников (активный ил)
направляются в метантенки - герметичные резервуары, в которых под действием
анаэробных микроорганизмов минерализуются органические вещества. Вместо
метантенков может применяться метод анаэробной стабилизации. Дальнейшее
снижение влажности осадков может достигаться в аппратах механического действия
- на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах. Иловые площадки
устраиваются для обезвоживания в
естественных условиях сброженного в
метантенках осадка.
Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при
обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные,
так и в сочетании с механическими и биологическими методами.
Основными методами химической очистки сточных вод, являются нейтрализация;
окислительно-восстановительные методы.
Основными методами физико-химической очистки сточных вод, являются:
Флотация; сорбция;коагуляция;ионообменная и электрохимическая очистка;
гиперфильтрация;экстракция;эвапорация;выпаривание, испарение и
кристаллизация.

Технологическая схема очистной станции с
биологической очисткой сточных вод
сточные воды
отбросы
решетки
котельная
песколовки
газ
газгольдер
машинное
здание
сжатый воздух
метантенки
сырой осадок
сброженный
первичные
отстойники
аэротенки
вторичные
отстойники
на удобрение
хлораторная
хлорная
вода
песок
преаэратор
осадок
ЦМО
дробилки
контактный
резервуар
выпуск
песковые
площадки
ИАИ
ИАИ
ЦАИ
илоуплот
нители

23. Механическая очистка сточных вод

Решетки
Решетки применяются для задержания из городских сточных вод крупных
и волокнистых материалов и являются сооружениями предварительной
очистки.

24. Песколовки горизонтальные, вертикальные, тангенциальные, аэрируемые

Согласно СП 32.13330.2012 песколовки необходимо предусматривать в составе
станции биологической очистки городских и близких к ним по составу
производственных сточных вод, производительностью более 100 м /сут. Число
песколовок принимать не менее двух, причем все песколовки или отделения
должны быть рабочими.

25. Обработка и утилизация осадков из песколовок

Горизонтальные отстойники
Горизонтальные отстойники
представляют собой прямоугольные в
плане резервуары, разделенные на
несколько отделений и применяются при
расходах от 15 до 100 тыс.м3 /сут. Обычно
строят два или несколько параллельно
работающих отделений отстойника.

Радиальные отстойники
Радиальные отстойники
представляют собой круглые в плане резервуары. Сточная вода
подается в центр отстойника снизу вверх и движется радиально от центра к периферии..
Плавающие вещества удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством,
размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или в сборный лоток.
Типовые радиальные отстойники имеют диаметр 18—54 м. Радиальные отстойники применяют
в качестве как первичных, так и вторичных при расходе сточных вод , начиная от 20 тыс.м3 /сут.

Вертикальные отстойники
Вертикальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары
с коническим днищем. В зависимости от типа впускного устройства они
подразделяются на следующие: с центральным впуском воды, с нисходящевосходящим движением воды, с периферийным впуском воды и применяются
при расходе сточных вод от 2 до 15 тыс.м3 /сут. Эффект осветления сточной
воды в вертикальных отстойниках составляет практически не более 40%.

29. Биологические фильтры

1 - подача сточных вод; 2 - водораспределительное
устройство; 3 - фильтрующая загрузка; 4 - дренажное
устройство; 5 -очищенная сточная вода; 6-воздухораспределительное устройство.
Биологический фильтр (биофильтр) - это
сооружение, в котором сточная вода
фильтруется через загрузочный материал,
покрытый биологической пленкой (биопленкой),
образованной колониями микроорганизмов.
Биофильтры классифицируются по
следующим признакам:
- по степени очистки: на полную и неполную
биологическую очистку;
- по способу подачи воздуха: с искусственной
аэрацией (аэрофильтры) и с естественной
подачей воздуха;
- по режиму работы: с рециркуляцией сточной
воды (с возвратом части очищенной жидкости в
биофильтр) и без нее;
- по технологической схеме: одно- и
двухступенчатые биофильтры;
- по пропускной способности: малой пропускной
способности (капельные биофильтры) и
большой (высоконагружаемые);
- по виду и особенностям загрузочного
материала: биофильтры с объемной (гравий,
шлак, керамзит, щебень и др.) и плоскостной
загрузкой (пластмасса, ткани, асбестоцемент,
керамика, металл и др.).

30. Аэротенки

Аэротенки применяются для биологической очистки городских и производственных сточных
вод. Сущность биологической очистки состоит в окислении растворенных в сточной воде
органических загрязнений с помощью микроорганизмов активного ила, которые сорбируют на
своей поверхности органические соединения, а затем окисляют их в присутствии кислорода.
Сточная вода смешивается с циркулирующим активным илом. Иловая смесь движется по
коридорам аэротенка и непрерывно аэрируется воздухом, подаваемым через аэрационную
систему. Из аэротенка иловая смесь поступает во вторичный отстойник. Биологически
очищенная вода подается на дальнейшую обработку;
циркулирующий активный ил
возвращается в аэротенк, а избыточный активный ил перекачивается на сооружения для его
обработки.

Обеззараживание сточных вод
.
Обеззараживание сточных вод, сбрасываемых в
водные объекты, рекомендуется производить
ультрафиолетовым излучением. Допускается
обеззараживание хлором или другими
хлорсодержащими реагентами (хлорной известью,
гипохлоритом натрия, получаемым в виде продукта с
химических предприятий, электролизом растворов
солей или минерализованных вод, прямым
электролизом сточных вод и др.) при обеспечении
обязательного дехлорирования обеззараженных
сточных вод перед сбросом в водный объект.
Доза ультрафиолетового облучения определяется
характером и качеством очистки сточных вод, но она
должна быть не менее 30 мДж/см. Тип и количество
рабочего ультрафиолетового оборудования
необходимо принимать на основании рекомендаций
производителя. Резервное ультрафиолетовое
оборудование корпусного типа необходимо
предусматривать не менее одной установки.
Резервирование открытых ультрафиолетовых систем
лоткового типа в зависимости от их конфигурации
допускается предусматривать одним каналом или
одной секцией в каждом канале, или одним модулем.

Уплотнение илов и осадков сточных вод
Направлять в метантенки огромную
массу избыточного активного ила с
высокой влажностью нерентабельно,
поэтому его предварительно
уплотняют. Применяемые для этого
сооружения называются
илоуплотнителями. Устройство
илоуплотнителей на современных
станциях аэрации обязательно.
При проектировании радиальных
илоуплотнителей отношение диаметра
к глубине следует принимать равным
6—7. Уплотненный ил должен
выпускаться непрерывно под
гидростатическим напором 0,5—1 м
через водослив с порогом переменной
высоты

Метантенки
Метантанк представляет собой цилиндрический железобетонный
резервуар с коническим днищем и герметическим перекрытием, в верхней
части которого имеется колпак для сбора газа, откуда газ отводится для
дальнейшего использования.
Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью
особых устройств.
В зависимости от температуры, при которой происходит брожение,
различают два типа процесса — мезофильное сбраживание, происходящее
при температуре 30—35° С, и термофильное сбраживание, происходящее
при температуре 50—55°С.

Механическое обезвоживание осадков
Вакуум-фильтры
Вакуум-фильтры предназначены для механического обезвоживания осадков сточных вод.
Различают вакуум-фильтры барабанные, барабанные со сходящим полотном, дисковые и ленточные.
Барабанные вакуум-фильтры представляют собой горизонтально расположенный барабан, боковая
поверхность которого имеет перфорированную обечайку и обтянута сверху фильтровальной тканью. Внутренняя
полость барабана продольными радиальными перегородками делится на несколько изолированных секторов —
самостоятельных камер. Барабан вращается на валу, совершая один оборот за 4—7 мин. На конце вала
установлена распределительная головка фильтра, соединенная с вакуум-насосом и линией сжатого воздуха.
Для снижения удельного сопротивления осадок перед обезвоживанием предварительно обрабатывают. Для
сброженных осадков обычно применяют промывку с последующим уплотнением и обработку химическими
реагентами.

Центрифуги
Основными элементами центрифуги являются конический ротор со сплошными
стенками и полый шнек. Ротор и шнек вращаются в одну сторону, но с разными скоростями.
Под действием центробежной силы частички твердой фазы отбрасываются к стенкам
ротора и вследствие разности частоты вращения ротора и шнека перемещаются к
отверстию в роторе, через которое обезвоженный осадок попадает в бункер кека.
Образовавшаяся в результате осаждения твердых частиц жидкая фаза (фугат) отводится
через отверстия, расположенные с противоположной стороны ротора.

Фильтр-прессы
Фильтр-прессы применяют когда необходимо получить осадки с
минимальной влажностью для их дальнейшей утилизации. Различают фильтрпрессы рамные, камерные, мембранно-камерные, ленточные, барабанные и
винтовые (шнековые).
При необходимости перед подачей на фильтр-пресс в осадок вводятся
химические реагенты- хлорное железо, полиакриламид и др.
Камерный фильтр-пресс
Ленточный фильтр-пресс

Иловые площадки
Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания
осадков является сушка их на иловых площадках с естественным
основанием (с дренажем или без дренажа),с искусственным асфальтобетонным основанием и дренажом, с поверхностным отводом воды и на
площадках-уплотнителях.
Подсушенный
осадок
нагружают
в
автотранспорт и вывозят на утилизацию.

Выпуски сточных вод
В большинстве случаев утилизация очищенных и обеззараженных сточных вод осуществляется путем их
выпуска в проточные водоемы. Выпуски сточных вод в водоемы классифицируются по следующим признакам:
а) по типу водоема, в который производится выпуск сточных вод (речные, озерные, морские, в
водохранилища);
б) по месту расположения выпуска (береговые, русловые, глубинные, глубоководные);
в) по конструкции распределительной части (сосредоточенные, рассеивающие, рассредоточенные);
г) по типу оголовка (отверстия или щели в трубе, цилиндрические насадки, оголовки с интенсивным
смешиванием).
Береговые выпуски располагаются в пределах береговой полосы водоема таким образом, чтобы сточная
вода поступала непосредственно у берега. Как правило, береговые выпуски являются сосредоточенными.
Строительная стоимость береговых выпусков меньше русловых, но при их использовании смешение сточных и
речных вод происходит неэффективно, поэтому их используют в основном для выпуска поверхностных сточных
вод.
63.240
0.4
61.640
61.000
2
1
59.840
0.6
3

В доисторические времена удаление отбросов не вызывало существенных затруднений, так как человек находился в условиях нетронутой природы, которая избавляла его от всех хлопот при решении данного вопроса. Лишь когда люди стали объединяться в большие общины, возникла необходимость создания устройств, предназначенных для быстрого и полного удаления отбросов от жилых мест. Жидкие отбросы, главным образом биологические загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности человека, можно было удалять самотеком, по принципу существующей в настоящее время системы канализации. Не всегда устройство канализационных сооружений вызывало поддержку и одобрение горожан. Одни доказывали ее вред и считали, что канализация способствует развитию болезней из-за воздействия клоачных газов. Другие требовали запретить спускать человеческие экскременты в канализационную сеть, утверждая, что население лишается выгод, которые могли бы быть извлечены при использовании нечистот в качестве удобрений.

История канализации уходит своими корнями в глубокую древность. Литературные источники свидетельствуют о существовании каналов для отведения дождевых и бытовых сточных вод в Индии и Китае около 5-6 тыс. лет назад. О применении воды для удаления нечистот свидетельствуют археологические раскопки древних поселений Вавилонии, Ассирии, Финикии, Египта, Греции и Рима. За несколько тысячелетий до нашей эры, в ассирийском Саргонском дворце в г. Дур-Шаррукин (ныне Хорсабад в Ираке) при раскопках был обнаружен канал высотой 1,4 м и шириной 1,2 м. По-видимому, подобные каналы могли предусматриваться лишь для крупных строений, в жилищах богатых людей и, прежде всего, во дворцах древних властителей. Поражает высокое качество строительных работ. При раскопках в Вавилонии были обнаружены канализационные каналы, выложенные из обожженного кирпича, обмазанного битумом. Аналогичные сооружения, существовавшие еще за много тысячелетий до нашей эры, обнаружены также у ассирийцев.

В Древнем Риме, где все продавалось и покупалось, общественные уборные устраивались по "частнокапиталистическому" принципу. Отсюда пошло выражение "деньги не пахнут". Во дворце императора Августа туалет представлял собой полукруглое помещение с тремя нишами. В каждой нише имелось мраморное сиденье. Нечистоты смывались постоянно текущей под сиденьями водой. Аналогичный смыв нечистот водой был устроен во многих частных и общественных уборных. Есть сведения, что в 315 году новой эры в Риме было сто сорок четыре общественных туалета. История канализации сообщает о роскошных уборных, которые назывались фриками и служили местом встреч и бесед под журчание сливных ручьев. Посещение фриков было по карману только очень состоятельным гражданам Древнего Рима. Некоторые фрики, вмещавшие до пятидесяти человек, были богато декорированы мозаикой на полу и фонтанами.

Нашествие варваров разрушило завоевания древней цивилизации. Распространилось средневековое презрение к заботам о чистоте тела, что подорвало в общественном сознании значение санитарно-технических сооружений. Также плохо обстояли дела и в средневековых замках. В большинстве этих рыцарских владений отхожие места выполнялись в виде башенных надстроек с наклонно устроенным стоком или в виде открытого снизу эркера, расположенного на наружной стене замка. При этом нечистоты стекали сначала по стене замка затем вниз по холму, на котором он был расположен, и далее исчезали в низине. Антисанитарное состояние средневековых городов способствовало распространению эпидемий чумы, проказы, оспы, тифа во всех странах Западной Европы. И лишь великие моры и эпидемии средних веков побудили к созданию канализационных систем в крупнейших городах.

В средние века, когда население Парижа насчитывало 150 тыс. жителей, для борьбы с эпидемиями и отвратительным запахом в районе Монмартра в 1370 г. построили первый крытый канализационный отстойник. К 1643 г. было оборудовано 24 канализационных стока 26 км. При правлении Людовика XIV впервые провели большую канализационную трубу вокруг Парижа. Однако неочищенные сточные воды всё так же попадали в Сену, откуда жители города брали воду, качество которой постоянно ухудшалось. При Наполеоне III каждая улица была оборудована канализационной трубой. Ливневые воды выбрасывались ниже города по течению Сены. В 1894 г. канализационная сеть составляла 964 км, а существующий закон вменял в обязанность городским властям очищать все сточные воды. И тогда в 1928 г. Департамент реки Сены принял Генеральный план по переработке сточных вод. Жидкие бытовые отходы стали выводить за пределы Парижа к станции по очистке сточных вод, расположенной в сельскохозяйственном парке Ашера. Теперь эта станция очищает 75% (2080000 м 3 в сутки) всех бытовых сточных вод парижского региона.

Промышленное развитие и рост городов в Европе в XIX в. привели к интенсивному строительству водоотводящих каналов. Наибольший объем оно получило в Англии, которая одной из первых встала на путь промышленного развития и где быстрее всего происходил рост городов. Сильным толчком к развитию водоотведения городов стала эпидемия холеры в Англии в 1831 г. Канализационные системы, хотя и малосовершенные, имелись в Англии в 1833 г. более чем в 50 городах. Значительно позже началось строительство канализации в Германии (Гамбург —с 1843 г., Штеттин —с 1862 г., Франкфурт-на-Майне —с 1867 г., Данциг — с 1870 г., Берлин — с 1873 г. и т. д.). К 1870 г. в Германии насчитывалось более 50 крупных городов, имевших канализацию. Медленно развивалось канализование городов Франции, хотя канализование самого Парижа было начато еще во второй половине XIV столетия. Более быстрым темпом шло строительство канализации городов США — к 1902 г. было канализовано около 1000 городов.

Строительство в городах Европы и Америки канализации, обеспечивающей лишь отведение загрязненных сточных вод и выпуск их без очистки в водоемы, очень скоро привело к резкому загрязнению последних.

Последствия этого первой ощутила Англия как в связи со значительным развитием городов, так и вследствие маловодности рек, не обеспечивающих необходимого разбавления сточных вод и самоочищения водоемов. Поэтому еще в 1861 г. в Англии был издан закон об очистке и освобождении сточных вод перед выпуском в реки от фекальных масс и гниющих веществ. Это было первым шагом к постановке в законодательном порядке вопроса об очистке сточных вод. Затем, на основании работ специальных комиссий в 1870 и 1876 гг., были установлены нормы очистки сточных вод при выпуске их в реки в зависимости от степени разбавления.

Сильное загрязнение рек во второй половине прошлого - века явилось толчком для проведения различных исследований с целью определения возможности очистки сточных вод, отводимых через канализацию. Именно в этот период по примеру англичан многие города стали устраивать известные в наше время поля орошения. В результате этого реки стали чище, и, кроме того, сточные воды могли быть использованы в сельском хозяйстве.

Во все времена поселения людей и размещение промышленных объектов реализовывались в непосредственной близости от пресных водоемов, используемых для питьевых, гигиенических, сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования человеком воды происходит изменение ее природных свойств, и в ряде случаев она становится опасной в санитарном отношении. Впоследствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработанных потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.

В настоящее время значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При использовании в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Такую воду принято называть сточной водой.

В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества и возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание и использование воды и образующихся осадков. Такие комплексы называются водоотводящей системой. Водоотводящие системы обеспечивают также отведение и очистку дождевых и талых вод. Строительство водоотводящих систем обусловливалось необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий для населения городов и населенных мест и поддержания хорошего состояния окружающей природной среды.

Промышленное развитие и рост городов в Европе в XIX веке привели к интенсивному строительству водоотводящих каналов. Сильным толчком к развитию водоотведения городов стала эпидемия холеры 1831 года в Англии. В последующие годы в этой стране усилиями парламента были реализованы мероприятия по замене открытых каналов подземными и утверждены нормативы качества сточных вод, сбрасываемых в водоемы, организована биологическая очистка бытовых сточных вод на полях орошения.

Первые водоотводящие сооружения в России были построены в Новгороде в XII веке – бревенчатый канал перекрывался пластинами и берестой. В XIV веке в Москве была проложена водосточная труба от центральной Ивановской площади до р. Москвы. В XV–XVI веках в Москве строили систему из деревянных труб и каналов из кирпича и камня, уложенных с небольшим уклоном. Вершиной технического прогресса водохозяйственного строительства в Сибири в XVIII веке считается система водоснабжения и водоотведения Змеиногорского рудника по добыче золота. Проект этой системы был разработан талантливыми русскими умельцами в 1783–1785 годах. Реализованное к 1787 году строительство комплексных сооружений, обслуживающих три шахты, рудообогатительную фабрику, кузницу и пильную мельницу, решалось с многократным использованием воды, что является прообразом современного принципа повторно-последовательной технологии водопользования. Суммарный расход воды в системе составлял 17,3 тыс. м 3 /сут; общая протяженность системы – около 2,5 км.

В XVIII веке в Петербурге были построены кирпичные водостоки по набережной р. Невы на Васильевском острове. Вплоть до конца XIX века распространенным приемником нечистот были выгребные ямы, это способствовало загрязнению воды питьевых колодцев домовладений. Во избежание засорений водоотводящих трубопроводов применяли грубые фильтры из булыжника.

Развитию московской водоотводящей сети способствовали усилия городского головы П. А. Алексеева. В 1886 году городской инженер В. Д. Кастальский для научной общественности сделал доклад о целесообразности для Москвы раздельной системы водоотведения. А в 1890 году он разработал проект первой очереди московской канализации, обслуживающей 1,5 млн. жителей, с удельной нормой водоотведения 85 л/(чел.∙сут) на расход 84 тыс. м 3 /сут бытовых и 72 тыс. м 3 /сут фабричных вод с очисткой бытовых вод в объеме примерно 25 %.

В 1898 году в Москве введена в эксплуатацию первая водоотводящая система, включавшая самотечные и напорные водоотводящие cети, насосную станцию и Люблинские поля орошения. Она стала родоначальницей самой крупной в Европе московской системы водоотведения и очистки сточных вод.

Несмотря на умение русских инженеров оригинально решать сложные технические задачи, строительство водоотводящих сетей в дореволюционной России шло крайне медленно. К 1915 году были построены водоотводящие сети всего лишь в 18 крупных городах, но и в этих городах водоотводящая сеть была только в районах, где проживала буржуазия, а сточные воды спускались в водоемы либо после частичной очистки, или вовсе без очистки. В марте 1921 года было принято постановление о мерах по улучшению водоснабжения, водоотведения населенных пунктов и началось строительство новых и расширение старых сетей водоотведения и сооружений. К 1967 году число городов и поселков, в которых проложены системы водоснабжения и водоотведения, по сравнению с 1917 годом увеличилось более чем в 50 раз. Индустриальные методы строительства сетей и сооружений из сборных железобетонных элементов позволили решить проблемы благоустройства городов, поселков и крупных промышленных предприятий.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Читайте также: