Санитарная и технико-экономическая оценка систем канализации

Виды сточных вод и их характеристика

Вода, которая была использована для различных нужд и получила при этом дополнительные загрязнения, изменившие при этом ее химический состав и физические свойства, называется сточной жидкостью.

По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на следующие: бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных (бани, прачечные и др.) зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин или моек, ванн, унитазов и трапов).

Производственные сточные воды образуются в процессе производства товарного продукта. К ним относятся отработавшие технологические растворы, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов, вакуум-насосов и охлаждающих систем; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки.

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми вследствие того, что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

Основными характеристиками сточных вод являются: количество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с или м³/с, м³/ч, м³/смену, м³/сут и т.д.;

Виды (компоненты) загрязнений и содержание их в сточных водах, характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемой в мг/л или г/м³. Важной характеристикой сточных вод является степень равномерности (или неравномерности) образования и поступления их в водоотводящие системы. Обычно она определяется неравномерностью поступления сточных вод по часам суток и смен работы промышленного предприятия и по суткам в году. Эти характеристики учитывают при проектировании водоотводящих систем.

В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном и растворенном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наиболее опасны загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 100—300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается величинами биохимической потребности в кислороде (ВПК) и химической потребности в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК=100-400 мг/л, а ХПК= 150-600 мг/л, и их можно оценить как весьма загрязненные.

Производственные сточные воды различных отраслей промышленности содержат различные загрязнения.

В сточных водах заводов черной металлургии содержатся: взвешенные неорганические вещества; окалина, железо и масла 200—250 мг/л (жестекатальное производство); серная кислота и железный купорос; фенол, смолы.

В сточных водах целлюлозно-бумажных заводов содержится: взвешенные вещества. Это преимущественно древесное волокно и целлюлоза.

В сточных водах предприятий тяжелой индустрии содержатся в основном загрязнения минерального происхождения, а пищевой и легкой промышленности — загрязнения органического происхождения. Количество и неравномерность образования сточных вод, отводимых от предприятий различных отраслей промышленности, весьма различны.

В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения. БПК дождевых вод достигает 50—60 мг/л. Исследованиями установлено, что дождевые воды могут являться большим источником загрязнения водоемов.

Различная степень загрязнения сточных вод, различные неравномерность и количество их образования выдвигают при проектировании важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, совместной или раздельной их очистки

 

Схемы водоотводящих сетей.

Водоотводящие сети проектируются как самотечные трубопроводы с частичным наполнением. Для обеспечения движения воды трубопроводы должны прокладываться с уклоном в направлении движения воды. Для исключения значительных заглублений трубопроводы необходимо трассировать в направлениях,совпадающих с уклоном поверхности земли. Это условие проектирования трубопроводов является определяющим при разработке схем водоотводящих сетей.

На схеме водоотводящей сети обслуживаемого объекта нанесены все трубопроводы и коллекторы проектируемой сети. Схемы водоотводящих сетей зависят в основном от рельефа местности и расположения водоема (если водоем— река, то и направления движения воды в ней). От расположения водоема и направления движения воды в реке зависит расположение очистных сооружений, т. е. того места, к которому должно обеспечиваться транспортирование сточных вод.

Схемы сетей зависят также от геологических и гидрогеологических условий строительства трубопроводов. От вида грунтов, глубины их залегания и физических свойств, наличия подземных вод и других условий зависит максимальное заглубление трубопроводов, что, в свою очередь, влияет на выбор мест расположения насосных станций и их числа для данного объекта. Схемы водоотводящих сетей:

перпендикулярная-к оллекторы бассейнов водоотведения трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Такую схему применяют при уклоне поверхности земли к водоему и при отводе сточных вод, не нуждающихся в очистке (дождевых, условно чистых);

пересеченная — коллекторы бассейнов водоотведения трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости очистки сточных вод;

параллельная —коллекторы бассейнов водоотведения трассируются параллельно или под небольшим углом к направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению течения воды в водоеме.Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему. Она позволяет исключить в коллекторах бассейнов водоотведения повышенные скорости движения воды, вызывающие разрушение трубопроводов;

зонная —обслуживаемая территория разбивается надве зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Каждая из зон имеет схему, аналогичную одной из перечисленных схем. Зонную схему применяют при небольшом или неравномерном падении рельефа местности к водоему и отсутствии возможности отвода сточных вод части обслуживаемой территории (например, нижней зоны) самотеком;

радиальная —очистка сточных вод осуществляется на двух и большем числе очистных станций. Эта схема сети обусловлена наличием децентрализованной схемы водоотведения. Радиальную схему сети, как и децентрализованную схему водоотведения, применяют при сложном рельефе местности и в больших городах.

Трассировка сети.

Трассировка трубопроводов осуществляется в соответствии с рельефом местности. Обслуживаемые объекты разбиваются на бассейны водоотведения, от которых коллекторами бассейна и главными коллекторами вода транспортируется к очистным сооружениям.

При проектировании схемы водоотводящей сети необходимо: сокращать число пересечений трубопроводов водоотводящей сети с автомобильными и железными дорогами, а также с естественными препятствиями (реками, суходолами, оврагами и др.);осуществлять трассировку трубопроводов по проездам с меньшей насыщенностью другими инженерными коммуникациями (трубопроводами, кабелями, рельсовыми путями и др.); избегать трассировать трубопроводы в местах с высоким уровнем подземных вод и др.

Разработку схем водоотводящих сетей начинают после определения (хотя бы ориентировочно) места расположения очистных сооружений, к которым должно обеспечиваться транспортирование сточных вод.

Перед составлением схемы обслуживаемый объект разбивается на бассейны водоотведения). С учетом расположения горизонталей на генплане проводятся линии водоразделов. При продолжении их до взаимного пересечения и пересечения с границами обслуживаемого объекта можно ориентировочно определить число бассейнов водоотведения и их границы.

Составление схемы водоотводящей сети целесообразно начинать с трассировки коллекторов бассейнов водоотведения. Их располагают по самому низкому месту бассейна. Трассировка коллектора должна совпадать с уклоном поверхности земли. Коллекторы бассейнов завершаются выходом к водоему или за пределы объекта водоотведения.

Затем может быть выполнена трассировка главного коллектора, задача которого — принять и отвести воду от коллекторов бассейнов к очистным сооружениям. Часто он располагается вдоль реки — по берегу ее. Так как очистные сооружения находятся внизу по течению реки относительно обслуживаемого объекта, то направление трассировки главного коллектора, как правило, совпадает с направлением течения воды в реке. В этом направлении обычно наблюдается и уклон поверхности земли.

Самотечный отвод воды главным коллектором к очистным сооружениям возможен сравнительно редко, лишь тогда, когда имеется большой уклон поверхности земли или большой перепад между отметками поверхности земли в городе и на площадке очистных сооружений. При отсутствии возможности самотечного отвода воды к очистным сооружениям место насосных станций определяется ориентировочно. Их следует располагать либо в резко выраженных пониженных местах на трассе главного коллектора, либо в конечной части его.

Дальнейший важный этап составления схемы трассировка уличных трубопроводов. Место их расположения определяется необходимостью приема и отвода воды от каждого квартала застройки. Принцип их трассировки диктуется необходимостью обеспечения наименьшего заглубления внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов и зависит от рельефа местности и размеров кварталов. В настоящее время трассировка уличных трубопроводов осуществляется по трем следующим схемам.

 

1.Объемлющая трассировка—уличные трубопроводы опоясывают квартал со всех четырех сторон. Эту схему применяют при небольшом уклоне поверхности земли или плоском рельефе местности (0,005 – 0,007)для больших кварталов и при отсутствии внутри них застройки.

2.Трассировка по пониженной стороне квартала - наиболее часто используют трассировку по пониженной стороне квартала, что значительно сокращает длину уличной сети.Она используется при выраженном рельефе, с падением поверхности земли к одной или двум граням квартала уклон 0,008-0,01)

 

3. Черезквартальная (внутриквартальной трассировка) — сеть прокладывают через кварталы – от вышерасположенных к нижерасположенным. При этом длина внутриквартальной сети сокращается на 30-40%.Схема применима при детальной планировке кварталов.

 

 

Напорный режим сети

Гидравлический расчет конкретных участков заключается в определении диаметров труб для пропуска расчетных расходов сточных вод, а также уклонов, потерь напора, скорости движения и степени наполнения.

Расчет напорных трубопроводов заключается в определении диаметра и потерь напора. При полном заполнении сечения трубы , отсюда диаметр трубы равен:

Скорость движения воды в трубопроводах следует принимать такой, чтобы обеспечивался оптимальный режим работы системы насосы—трубопроводы (минимальные приведенные затраты). Эта скорость равна 1,5— 2,5 м/с.

Потери напора находят по формуле Дарси, которая для напорного трубопровода имеет вид:

, длина и диаметр трубопровода

Коэффициент может вычисляться по формуле Н. Ф. Федорова:

, - коэффициенты шероховатости

число Рейнольдса.

Напорные трубопроводы систем водоотведения часто имеют небольшую длину. В этом случае местные потери напора в коммуникациях насосных станций оказываются соизмеримыми с потерями напора по длине труб и их следует учитывать особо. При приближенных и предварительных расчетах общие потери напора определяют по формуле

h = k_мil,

где k_м — коэффициент, учитывающий местные потери напора (в долях от потерь по длине) и принимаемый равным 1,1—1,15.

Пересечения самотечных трубопроводов с реками, автомобильными и железными дорогами и другими инженерными сооружениями часто выполняются в виде дюкеров, которые представляют собой короткие трубы, оги­бающие препятствие снизу. Движение воды в дюкере происходит под напором, образующимся в результате разности уровня воды в его начале и конце.

Диаметр напорных ниток дюкеров определяется по формуле при скорости более 1 м/с. Потери напора находятся путем суммирования потерь напора по длине труб и местных потерь напора:

Разность отметок лотков труб в начале и конце дюкера принимается равной потерям напора.

 

 

Безнапорный режим движения

Гидравлический расчёт конкретных участков заключается в определении диаметров труб для пропуска расчётных расходов СВ, уклонов, потерь напора, скоростей течения и степени наполнения

В целях упрощения расчет водоотводящих сетей производится в предположении, что в них наблюдается установившееся равномерное движение жидкости. В этом случае для расчета используются формулы:

1)неразрывности потока

максимальный расчетный расход сточных вод, м³/с

площадь живого сечения потока, м²;

средняя скорость движения потока, м/с

2)Шези для определения скорости течения

С-коэффициент Шези, коэффициент сопротивления трения по длине; R-гидравлический радиус,); I=h_i/l-гидравлический уклон (здесь h_i-потеря напора).Гидравлический радиус - это отношение площади живого сечения к смоченному периметру :

Длительное время применялась и продолжает применяться в настоящее время для расчета водоотводящих сетей, каналов и рек формула Н. Н. Павловского (при0,1<R<3,0м):

коэффициент шероховатости, n=0.012-0.015 в зависимости от материала труб;

где у — показатель степени. при R < 1: у = 1,5 ∙ V n =1/6

Согласно СНиП:

С = R^y/n₁,

где, n₁ – коэф. шероховатости, равный - 0,014 при самотёчном движении и 0,013 - при напорном движении.

у = 2,5 ∙ √n₁ – 0,13 – 0,75 ∙ R(√n₁ – 0,1);

Для случая равномерного движения Федоров рекомендует рассчитывать:

уклон лотка или трубы, (і = sin α)

По формуле Дарси:

Согласно СНиП:

где, v – скорость движения жидкости, м/с;

d – диаметр труб;

коэффициент сопротивления Дарси:

 

Удельное водоотведение

Размеры сооружений систем водоотведения определяются по расчетным расходам, вычисление которых связано с удельным водоотведением. Удельное водоотведение бытовых вод от города — среднесуточный (за год) расход воды, л/сут, отводимый от одного человека, пользующегося системой водоотведения. Оно зависит от степени благоустройства зданий, под которой подразумевается степень оборудования зданий санитарно-техническими устройствами (холодным и горячим водоснабжением, ваннами и т.д.). Чем выше степень благоустройства, тем выше удельное водоотведение. Удельное водоотведение зависит от климатических условий: в южных районах с более теплым климатом оно выше, чем в северных районах.

Его устанавливают на основании изучения опыта работы действующих систем водоотве­дения. Рекомендуемое СНиП 2.04.03-85 удельное водоотведение приведено в табл.

Степень благоустройства районов жилой застройки	Удельное водоотведение на одного жителя
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:
без ванн	125-160
с ваннами и местными водонагревателями	160-230
с централизованным горячим водоснабжением	230-350

Анализ работы системводоснабжения и водоотведения показывает, что часть потребляемой воды не попадает в систему водоотведения. В то же время в систему водоотведения поступает некоторое количество воды из нецентрализованных систем водоснабжения. В частности, в систему водоотведения поступает некоторое количество дождевых вод через сооружения на водоотводящих сетях. Возможна инфильтрация подземных вод в водоотводящую сеть через трубопроводы, их стыковые соединения и подземные части сооружений на водоотводящей сети. В ряде случаев в систему водоотведения сбрасываются сточные воды, образующиеся после использования воды, получаемой из местных подземных источников водоснабжения, имеющихся на промышленных предприятиях.

Таким образом, потери воды из систем водоснабжения восполняются поступлением воды в системы водоотведения из других источников. Опыт показывает, что обычно удельное водоотведение практически равно удельному водопотреблению.

В районах, не оборудованных сплавными системами, удельное водоотведение рекомендуется принимать 25 л/сут на одного жителя вследствие сброса сточных вод сливными станциями и коммунально-бытовыми предприятиями (бани, прачечные и др.).

В приведенных выше значениях удельного водоотведения учитываются расходы бытовых вод от жилых зданий, а также расходы воды от административных зданий и коммунально-бытовых предприятий, расположенных в городах. В этих нормах не учтены расходы бытовых и производственных вод от промышленных предприятий, которые нужно учитывать особо.

Удельное водоотведение, рекомендуемое СНиП, следует рассматривать как приближенное, подлежащее уточнению с учетом особенностей обслуживаемых объектов и других местных условий (климатических, градостроительных и др.).

Удельное водоотведение изменяется с течением времени, поэтому его следует постоянно изу­чать и уточнять.

Удельное водоотведение от промышленных предприятий – расход воды, л/смену, от одного работающего. Оно одинаково для предприятий всех отраслей промышленности и не зависит от климатических условий. Для холодных цехов, по рекомендациям СНиП, удельное водоотведение равно 25 л/смену с коэффициентом неравномерности 2,5, а для горячих – 45 л/смену с коэффциентом неравномерности 3,0.

Расходы воды от душей и ножных вод, которые не учтены приведенными выше нормами, следует определять по часовым расходам воды, равным: на одну душевую сетку – 500л/ч; на одну ванну ножную со смесителем – 270 л/ч. Продолжительность пользования душем составляет 45 мин после окончания смены. Число душевых сеток следует принимать в зависимости от числа работающих в смену, числа человек, обслуживаемых одной душевой сеткой(5-15), и санитарных характеристик производственных процессов.

Удельное водоотведение производственных сточных вод – это количество воды, м³,отводимое от промышленных предприятий на единицу выпускаемой продукции или перерабатываемого сырья. Удельное водоотведение производственных сточных вод зависит от вида выпускаемой продукции и особенностей технологического процесса и колеблется в широких пределах. Значения его для различных отраслей промышленности приведены в справочной литературе.

 

 

Интенсивность дождя.

Важным параметром, характеризующим дождь, является интенсивность дождя по слою количество воды, выпавшей на единицу площади за единицу времени. Она равна отношению высоты слоя выпавших осадков h, мм к продолжительности их выпадения t,мин:

i = h/t,

При расчете водоотводящих сетей используется такой параметр, как интенсивность дождя по объему q, л/сга- объем выпавших осадков в л/с на 1 га площади:

Для дождей, выпадающих в различных местах, характерны некоторые общие закономерности. Чем интенсивнее дождь, тем он менее продолжителен, и, наоборот, чем менее интенсивен дождь, тем он более продолжителен. С увеличением интенсивности дождей частота их повторения уменьшается.

Если рассмотреть несколько периодов различной продолжительности дождя, то в пределах каждого из этих периодов возможно выпадение одного и самого интенсивного дождя. С уменьшением интенсивности дождя численность их с определенной интенсивностью будет увеличиваться. С увеличением продолжительности рассматриваемого периода интенсивность одного и самого интенсивного дождя будет увеличиваться. Поэтому выпадающие дожди характеризуются еще и вероятностью повторения, которая выражается через период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р

Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя — период времени в годах, в течение которого дождь расчетной интенсивности будет превышен 1 раз. Из изложенного выше ясно, что с увеличением величины Р возрастает и интенсивность расчетного дождя.

Водоотводящие сети для отвода атмосферных вод нельзя рассчитывать на самые интенсивные дожди, так как в этом случае расчетные расходы и размеры трубопроводов получались бы чрезвычайно большими. Водоотводящие сети рассчитывают на дожди с определенным периодом однократного превышения расчетной интенсивности. Следовательно, допускается и соответствующее переполнение водоотводящих сетей и затопление территорий обслуживаемых объектов. Поэтому период однократного превышения расчетной интенсивности дождя называют еще и периодом однократного переполнения водоотводящей сети.

Для расчёта дождевой сети прежде всего необходимо найти расчётный расход дождевых вод. С этой целью нужно установить зависимость между расчётной интенсивностью и расчётной продолжительностью.

 

 

Коэффициент стока

Значительная часть выпавшего дождя (воды) уходит на смачивание поверхности и заполнениеее неровностей (углублений). Часть воды фильтруется в грунт и испаряется. Поэтому дождевой сток начинается не сразу после начала выпадения дождя. С водонепроницаемых поверхностей сток начинается сравнительно быстро, а с водопроиицаемых — позднее. В зависимости от вида поверхности сток начинается лишь после выпадения некоторого количества атмосферных осадков

Потери воды при расчете стока с застроенных территорий учитывают, вводя коэффициент стока:

,

где q— интенсивность дождя, выпавшего на поверхность, интенсивность дождя, достигшего водоотводящей сети.

Очевидно, что коэффициент меньше 1.

По исследованиям Н. Н. Белова, коэффициент стока зависит от вида поверхности, интенсивности и продолжительности дождя. Предложенная им формула имеет вид:

где средневзвешенное значение коэффициента покрова

,n – параметры климатических зон с разной вероятностью выпадения дождя(СНиП).

интенсивность дождя, л/с на 1 га, продолжительностью 20мин при P=1год(по рис. 1 СНиП).

n – показатель степени по табл. СНиП

среднее количество осадков за год

P – период однократного превышения рассчетной интенсивности дождя

показатель степени по табл. СНиП.

При вычислении z_midследует тщательно рассчитывать площади, занимаемые различными покрытиями. Для этого необходимо выбирать на плане обслуживаемого объекта кварталы с характерным распределением видов покрытий и вычислять для них площади зданий, проезжих частей, тротуаров и дворов, имеющих разные покрытия. Если полученные данные расчетов коэффициента стока для отдельных кварталов будут расходиться не более чем на 10—15%, то можно принимать среднее значение коэффициента стока. В противном случае необходимо принимать разные коэффициенты стока для отдельных микрорайонов.

 

Напорный режим работы сети.

При выпадении дожде с интенсивностью выше расчётной (ливни), дождевая сеть переполняется, уровень воды в колодцах дождевой сети будет подниматься.

Столб воды, образованный в верховом колодце, создаст дополнительный напор, который будет способствовать повышению пропускной способности водосточного коллектора. Иногда это повышение может быть весьма значительным – в 2-3 раза больше против самотёчного режима.

Расчёт дождевой сети под напором был предложен профессором Беловым. По этому методу сеть рассчитывается как и при самотёчном режиме, но расчётный расход определяется с введением коэффициента напорности К_н.

Q_н = K_н ∙ q ∙ F

где q – интенсивность дождя;

F – расчётная площадь;

К_н – коэффициент напорности.

(по формуле Белова)

К_н = (а +1)^{0,5 п – 0,5} (по формуле В.И. Калицуна),

Где а = Н/h

Н – глубина заложения шелыги в верховье;

h – понижение отметки трубопровода по длине: h = i_тр ∙ l

п – показатель степени в зависимости от интенсивности и продолжительности дождя

 

При проверке сети общесплавной системы водоотведения на гидравлические условия работы в сухую погоду расчётные расходы СВ всех типов следует определять, как и для бытовой сети (с соответствующими коэффициентами неравномерности).

Расчётные расходы дождевых вод q_r – рассчитываются, как и для дождевой сети полной раздельной системы водоотведения(вопрос 25).

Несбрасываемые расходы дождевых вод q_несбр – принимаются постоянными по всей длине коллектора ниже ливнеспуска.

Для общесплавной системы водоотведения кроме коллекторов круглого сечения часто используют яйцевидное и банкетное сечения(вопрос 12).

 

Требования, предъявляемые к материалу труб и коллекторов.

Выбор материала для изготовления труб и коллекторов должен производиться с учетом строительных, технологических и экономических требований. Строительные требования заключаются в обеспечении прочности и долговечности конструкций и возможности индустриализации строительства.

Самотечные трубопроводы водоотводящих сетей находятся в основном под воздействием внешних нагрузок, которые могут быть постоянными и временными. Постоянные нагрузки обусловлены весом грунта, расположенного над трубопроводом, и зависят от его вида и глубины заложения труб. Временные нагрузки обычно возни­кают от транспорта, движущегося по поверхности земли, и зависят от вида транспорта, свойств грунта и глубины заложения трубопровода.

Самотечные трубопроводы при засорении или иных чрезвычайных обстоятельствах могут оказаться под воздействием внутренних нагрузок, которые также необходимо учитывать при расчете их прочности.

Трубы и коллекторы находятся под постоянным воздействием внешних и внутренних нагрузок, а также сточных и грунтовых вод. Влияние этих факторов и естественное старение материалов приводят к сокращению срока, в течение которого трубопровод или коллектор способен удовлетворять техническим требованиям.

Строительство трубопроводов и коллекторов надлежит выполнять с максимальной индустриализацией. При том должна обеспечиваться возможность изготовления на предприятиях строительной индустрии (заводах) целостных труб определенной длины или сборных элементов для изготовления коллекторов.

Технологические требования заключаются в обеспечении водонепроницаемости и максимальной пропускной способности труб и коллекторов, а также исключении их истирания и коррозии.

Водопроницаемость труб и каналов приводит или к утечке (эксфильтрации) сточных вод в грунт, или притоку (инфильтрации) подземных вод в водоотводящую сеть. Оба эти явления в результате выбора соответствующих материалов должны быть сведены к минимуму.

Пропускная способность труб и коллекторов обратно пропорциональна шероховатости внутренних стенок. Снижения шероховатости их стенок можно добиться, применяя соответствующий материал, а также нанося специальные покрытия на стенки труб и коллекторов. Выполнение таких покрытий особенно целесообразно, если они одновременно снижают водопроницаемость и истирание стенок труб и каналов.

Песок, шлак, бой стекла и другие включения большой плотности, содержащиеся в сточной воде, влекутся в основном у днища (лотка). Периодически касаясь днища и стенок, песок и другие включения истирают части труб и коллекторов. Поэтому материал труб и каналов должен быть устойчивым к истиранию и не должен под­вергаться коррозии от воздействия сточных и подземных вод. Некоторые производственные сточные воды и в ряде случаев подземные воды могут быть весьма агрессивными. В этом случае состав и свойства сточных вод должны являться определяющими при выборе материала труб и коллекторов.

Экономические требования заключаются в обеспечении минимальной стоимости материалов и расходования минимального количества недефицитных материалов на изготовление труб и коллекторов.

Изложенным требованиям в большей мере удовлетворяют керамические, асбестоцементные, бетонные, железобетонные и пластмассовые трубы и коллекторы. Для устройства водоотводящих сетей применяются также стеклянные, деревянные, фанерные и другие трубы.

 

 

Керамические трубы.

Трубы керамические канализационные для устройства безнапорных сетей выпуска­ются по ГОСТ 286-82 диаметром от 150 до 600 мм. Для их изготовления применяют пластичные спекающиеся тугоплавкие огнеупорные глины.

 

1 — гладкий конец трубы; 2— раструбный конец трубы; 3 — асфальтовая мастика или асбестоцемент; 4 —смоляная прядь.

Керамические трубы изготовляются с раструбом на одном конце. Внутренняя поверхность раструба и внешняя поверхность гладкого конца выполняются с рифлями (нарезками-канавками) и не покрываются глазурью. В этом случае обеспечивается лучшее сцепление труб с материалом заделки стыка.

Покрытие внутренней и внешней поверхности труб глазурью снижает их водопроницаемость и шероховатость, повышает их устойчивость против истирания.

Керамические трубы должны удовлетворять следующим требованиям:

1) выдерживать внутреннее гидростатическое давление не менее 0,15 МПа (1,5 кгс/см²);

2) выдерживать внешние нагрузки не менее 20— 30 кН/м (2000—3000 кгс/м);

3) иметь водопоглощение не выше 8 %.
Керамические трубы достаточно прочны и устойчивыпротив действия слабоагрессивных вод и температурных воздействий, водонепроницаемы, имеют сравнительногладкие стенки и долговечны. Главное же их достоинство заключается в том, что они изготовляются из недефицитных материалов. Единственный недостаток этих труб — короткая длина. Поэтому при строительстве трубопроводов из них требуется выполнение большого числа стыковых соединений.

Соединение керамических труб выполняется путем введения гладкого конца одной трубы в раструб другой трубы и последующей заделки стыка. Заделка стыка состоит из двух частей: герметизирующей части и замка. Герметизация стыка выполняется заполнением кольцевого зазора между стенками гладкого конца трубы и раструба на 1/3 – 1/2 всей глубины раструба смоляными пеньковой прядью или канатом. Канат уплотняют специальным инструментом — конопаткой без применения молотка. В остальную часть кольцевого зазора вводят заполнитель (замок) для повышения прочности стыка. В качестве заполнителя используют асфальтовую мастику, асбестоцементный или цементный раствор. Стык называют соответственно асфальтовым, асбестоцементным, цементным.

Цементный стык — жесткий и не допускает сме­щения труб. Его применяют при укладке труб на искус­ственное основание.

В настоящее время разработаны новые стыковые соединения керамических труб с применением колец из резины и поливинилхлоридной смолы (пластизола).

 

Асбестоцементные трубы.

 

Трубы асбестоцементные безнапорные изготовляются по ГОСТ 1839-80 диаметром от 100 до 400 мм.

Для изготовления труб используется 80—90 % портландцемента и 10—20 % (по массе) асбеста.

Введение в суспензию волокон асбеста существенно' улучшает физико-механические свойства цементных из­делий. Асбестоцемент представляет собой цементный камень, армированный тонкими короткими волокнами асбеста. Высокая прочность волокон асбеста повышает предел прочности изделий при растяжении, изгибе и динамических нагрузках.

Асбестоцементные безнапорные трубы изготовляются с гладкими концами, а для их соединения выпускаются специальные муфты. При испытании трубы и муфты должны выдерживать гидростатическое давление не менее 0,4 МПа (4кгс/см²). Асбестоцементные трубы водонепроницаемы, имеют гладкую поверхность, легки и малотеплопроводны. Благодаря высокой плотности мате­риала они сравнительно устойчивы к агрессивным средам. Однако асбестоцементные трубы хрупки и слабо сопротивляются истиранию песком.

При соединении асбестоцементных труб применяются асфальтовые, асбестоцементные и цементные стыки, ко­торые выполняются так же, как и при соединении кера­мических труб.

Асбестоцементные безнапорные трубы изготовляются с гладкими концами, а для их соединения выпускаются специальные муфты. При испытании трубы и муфты должны выдерживать гидростатическое давление не менее 0,4 МПа (4кгс/см²). Асбестоцементные трубы водонепроницаемы, имеют гладкую поверхность, легки и малотеплопроводны. Благодаря высокой плотности материала они сравнительно устойчивы к агрессивным средам. О