Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

стічний вода забруднюючий каналізація

Проблема відведення поверхневих стічних вод з території м. Суми є актуальною, насамперед з погляду того, що в нашому місті відсутній контроль за концентрацією забруднюючих речовин в поверхневому стоці, а також за об'ємом поверхневого стоку, який скидається в водойми.

Важливою проблемою являється й те що стан мережі зливової каналізації в даному регіоні перебуває не на найкращому рівні, а в деяких місцях вона взагалі відсутня. Більша частина поверхневого стоку попадає в водні об'єкти не очищеною, так як в нашому місті недостатня кількість споруд для очистки поверхневого стоку. Води даної категорії очищаються у відстійниках, розміщених на вул. Холодногорській, частина води попадає на очисні споруди заводу Фрунзе, частина самоочищається природнім шляхом в заплаві р. Псел, яка знаходиться в районі вул. Прокоф'єва, а більша його частина на очищається взагалі. Так як зливова каналізація забезпечує комплексний захист облаштованої території від поверхневих вод, то її наявність у достатніх розмірах є необхідним і важливим фактором для даного міста. Оскільки поверхневий стік являється одним із джерел забруднення навколишнього середовища, організоване його відведення та знешкодження являється важливою вимогою охорони природних водойм.

Важливість обраної теми підкреслює те, що проблема поставлена в "Програмі охорони навколишнього природного середовища" м. Суми на 2006- 2010 р. затверджується рішенням Сумської Міської Ради від 14 червня 2006р. №31- ГС. Основними її пунктами є:

1.Будівництво окремих відрізків мережі зливової каналізації.

2.Реконструкція й капітальний ремонт окремих відрізків мережі зливової каналізації.

Відповідальним у цьому питанні зазначене ДКП "Дорремстрой".

Розділ 1. Утворення й відведення поверхневих стічних вод з міських територій

1.1 Значення системи водовідведення

Відведення поверхневих вод в містах являється важним елементом благоустрою території. В комплекс інженерного благоустрою входить: осушення, захист від затоплення та підтоплення; регулювання та благоустрій річок, ставків та ярів; вертикальне планування та організація поверхневого стоку.

Система відведення поверхневих вод в містах називається дощовою або зливовою каналізацією або водостоками.

Система міських водостоків створює благоприємні умови для експлуатації вулиць, кварталів, парків, а також наземних та підземних споруд. Правильне інженерне рішення водовідводу має першочергове значення для забезпечення міжремонтного строку дорожного покриття.

В результаті помилок, допущених при проектуванні водовідводу, можуть виникати і розвиватися яри; створюватися затруднення для роботи міського транспорту.

При проектуванні водостоків слід враховувати не тільки сучасний стан міста, а й перспективи його розвитку. Це дозволить установити правильну черговість будівництва водовідводних споруд та уникнути непродуктивних затрат.

Водовідводна система в комплексі заходів інженерної підготовки повинна проектуватися у поєднанні з вертикальною планіровкою. Вертикальна планіровка вирішує задачі: а) забезпечення концентрації стоку ( дощових та талих вод) до водовідводной мережі; б) планіровки вулиць, тротуарів та кварталів у відповідності вимогам зручності та безпечного руху транспортів та пішоходів.

Система водовідведення в містах передбачена для: а) відведення поверхневих вод; б) прийому та видалення виробничої води від поливу, миття вулиць та транспортних машин, після пропуску їх через очисні споруди; в) відведення поверхневих вод із системи внутрішніх водостоків будівель; г) прийому води із дренажних систем, дорожніх дренажів малого заложення; д) прийому виробничої води, допущеної до спуску без спеціальної очистки установки.

У всіх випадках скиду виробничої води необхідно отримати згоду органів санітарного надзору.

Поверхневий сток на незабудованій території формується в результаті наступних факторів: а) інтенсивності опадів ( мм/хв ) б) категорії грунту (інтенсивності вбирання в мм/хв ); в) затримуючої здатності поверхні ( по шару води в мм ); г) часу концентрації стоку до даного створу ( час стікання по схилу, руслам).

На незабудованій або міській території, яка не має покриття, дощовий стік може утворюватися при умові: а) інтенсивності дощу, яка перевищує інтенсивність вбирання; б) після випадання опадів, кількість яких перевищує затримуючу здатність поверхні території ( газони, сквери та парки).

Поверхневий дощовий стік на забудованій території утворюється на тій частині поверхні, яка не має здатність вбирати при мінімальній затримаючій здатності (дорожні та тротуарні покриття, забудова 20 - 40%).

При проектуванні водостоків величину випаровування води окремо не враховують.

Генеральна схема водостоків розробляється у відповідності з рельєфом та генпланом міста. Площа міста підрозділяється на головні басейни стоку. При цьому межі частини басейнів стоку охвачують заміську територію.

При розробці генеральних схем водовідводу виникають наступні характерні умови.

1. Благоприємні умови - наявність розвиненої мережі тальвегів при уклонах не менше 4%₀ та відсутності заболочених місць, затоплення території при паводках, замкнутих понижених місць.

2. Менш благоприємні - ті самі умови, але ускладненні пониженими безсточними замкнутими низинами та високим рівнем грунтових вод.

3. Неблагоприємні - уклони місцевості менше 2%₀, наявність забудованих місць рельєфу, відсутність явно виражених водорозділів та мережі водовідведення для заміських умов ( тальвегів) високий рівень грунтових вод.

На території міста можуть зустрічатися поєднання благоприємних та неблагоприємних умов для проектування водовідводних споруд. Наприклад, нагорне плато з достатніми схилами, заплавна плоска частина з високим рівнем грунтових вод, наявність мережі глибоких ярів, врізаних в рельєф.

Загальна схема водовідведення в місті складається із системи мереж водостоків окремих басейнів стоку, які мають випуск води в річку, водойми або в головні міські колектори. Принципова схема водовідведення в місті складається із наступних частин: а) системи водовідведення в мікрорайонах (внутрішньоквартальні мережі); б) водостоків, які прокладаються вздовж вулиць; в) головних колекторів, які прокладуються по вулицям або по направленню природних тальвегів; г) відкритих русел малих річок,які включаються в схему головних колекторів; д)міських водойм. Які використовуються для регулювання паводкових витрат.

Організація водовідведення в різних умовах інженерної підготовки вирішується в комплексі заходів благоустрою території. Наприклад, якщо територія має незначні схили та високий рівень грунтових вод. То мережу водостоків проектують в ув'язці з дренажною системою. В цьому випадку розробляють варіант водостока з насосними станціями.

При перетину міста кількома малими річками, які мають басейни за межею застройки, розглядають наступні варіанти: а) будівництво нагорних водовідводних каналів для відводу витрат річок в обхід міській території; б) будівництво водойм для регулювання паводків зовні міської території; в) будівництво відкритих благоустроєних русел ( каналів).

1.2 Кількість поверхневих стоків

Опади, які випадають в теплий період року формують дощовий сток, опади, які випадають в холодний період року - талий сток. Частина опадів, що просочились в грунт та далі в систему комунальной каналізації формують дренажний сток (інфільтраційний).

Розрахунок кількості речовин, що виносяться дощовими та сніговимистічними водами, визначають на підставі характеристики терторії водозбору (міської або промислової), даних про опади та усереднених даних про склад стічних вод.

Об'єм скинутого дощового стоку (організованого та неорганізованого) в системі комунальної каналізації визначаються за формулою:

W_д = 10 х H_дх Y х F, м³ (1.1)

де W_д - об'єм дощового стоку;

Y - усереднений коефіцієнт стоку дощових вод, який враховує різні види поверхні в складі загальної території ( таблиця 1.1);

F - загальна площа території,га;

H_д - шар випавших атмосферних опадів за теплий період року,мм.

Об'єм скинутого талого стоку ( організований та неорганізований) в системі комунальної каналізації визначаються за формулою:

W_т = 10 х H_т х Y_т х Fх К_у, м³ (1.2)

де W_д - об'єм дощового стоку; Y - коефіцієнт стоку талих вод; F - загальна площа території,га; H_д - шар випавших атмосферних опадів за холодний період року,мм; К_у - коефіцієнт, який враховує прибирання та частковий вивіз снігу, К_у = 0,8.

Об'єм скинутого дренажного стоку (організованого і неорганізованого) (інфільтрат) в системі комунальної каналізації визначається наступним шляхом.

1. При наявності внутрішньомайданчикових каналізаційних мереж одного виду (загальносплавної, дощової, побутової) - по формулі:

W_др=2680 х H х F/673 м³, (1.3)

де 2680 - величина річного дренажного (інфільтраційного) стоку, яка відповідає середньорічному шару атмосферних опадів; H - річний шар опадів,мм ; F- площа території, га.

2. При наявності роздільної каналізаційної мережі (дощової та побутової) величина річного дренажного стоку визначається за формулою:

W_др=W_др.д + W_др.б =2010 х H х F/673+670 х H х F/673 м³, (1.4)

де 2010, 6760 - величина річного дренажного (інфільтраційного) стоку, яка відповідає середньорічному шару атмосферних опадів для дощової та побутової каналізаційної мережі відповідно; H - шар випавших атмосферних опадів,мм ; F- площа території, га.

Таблиця 1.1 - Значення коефіцієнта стоку У для різних видів поверхонь

№ п/п	Вид поверхні	У
1	Покрівля та асфальтобетонні покриття	0,6
2	Бруківки	0,4
3	Грунти	0,16
4	Газони	0,1

Якісний склад

Забруднення дощового стоку залежить від багатьох факторів: інтенсивності руху транспорту та пішеходів; роду поверхневого покрову; тривалості дощу; забруднення повітряного басейну; рівня благоустрою; кількості сухих днів перед дощем і т.д.

В табл.1.2 наведені межі коливань показників забруднення дощових, талих та мийних вод по дослідженням в різних містах України. Відношення БСК₂₀ та БСК₅ по деяким даним, складає в середньому 1,5. Вміст нафтопродуктів коливається в межах 15 - 25 мг/л.

Поверхневий сток, який формується на площадках промислових підприємств, характеризується високим рівнем забрудненості і часто містить мідь, свинець та миш'як.

Поверхневий сток міських територій може бути також забруднений різноманітними бактеріями. Колі-титр в багатьох випадках дорівнює 0,1-0,000001.

Концентрація забруднення в дощовому стоці змінюється в процесі випадання дощу. Встановлено, що в перші хвилини стоку концентрація зважених речовин вища в 10 раз, а при сильних дощах в 20 раз вища чим вкінці дощу. По БСК перші порції стоку забруднені в 2-5 раз більше останніх. Великі концентрації забруднення спостерігають при стоці від дощу малої інтенсивності.

Незважаючи на те що забруднення поверхневого стоку міст вивчена ще недостатньо, уже існуючи дані по нашим та закордонним містам свідчать про те, що по забрудненню він близький до побутових стічних вод невисокой концентрації.

Якщо проектна організація не має відомостей про ступінь забруднення дощових вод та не має можливості пояснити її розрахунками,то концентрацію основних забруднень поверхневого стоку можна приймати по наступним показникам: по зваженим речовинам 200-400 мг/л і по БСК₂₀ 40-60 мг/л кисню (у відстояній пробі).

Таблиця 1.2 - Забруднення поверхневого стоку міст

Показники	Одиниця вимірювання	Дощові води	Талі води	Вода від мийки дорожніх покривів
Зважені речовини	мг/л	50-16000	570-6580	30-8300
Летуча частина	%	25-60	24-70	10-75
Окиснення кисню	мг/л	24-260	33-250	35-280
БСК5		10-285	5-270	6-225
Хлориди		10-35	35-1600	11-37
Нафтопродукти		2-24	35-72	2-72

Ступінь забруднення атмосферних вод (дощові й талі води відводяться разом з водами від поливу вулиць , фонтанів і дренажів) залежить від багатьох факторів , у тому числі від загальної санітарної обстановки населеного пункту. Прийнята технологія сухого збирання вулиць не забезпечує повного видалення забруднень. Сміття із проїзної частини доріг містить значну кількість органіки, біогенних речовин, нафтопродуктів, солей важких металів .

Забруднення дощового стоку залежить від його витрати . При витраті менш 25 л/с га стічні води практично не змивають забруднень і тому забруднення їх мінімальне. У міру збільшення витрати стоку в ньому ростуть концентрації зважених речовин, фосфору й азоту, досягаючи максимуму безпосередньо перед піком дощу. Основна частина забруднених дощових вод надходить у каналізацію на початку дощу. Максимальна величина БПК води спостерігається в літні місяці, а восени вони знижуються майже в 2 рази. Для біогенних речовин характерний пік ранньої весни й другий пік спостерігається восени після листопаду.

Поверхневий стік, який утворюється в результаті випадіння атмосферних опадів, полива та миття території змиває та виносить з потоком розчинні та нерозчинні суміші. Крім того атмосферні опади в результаті сорбції на поверхні гідроаерозоля частин пилу, газу та інших сумішей, які знаходяться в повітрі, починають забруднюватися ще в приземних шарах.

Як показують багатократні дослідження проведені в нашій країні та закордоном, основними джерелами забруднення поверхневого стоку, який формується на міських територіях та проммайданчиках, являються продукти ерозії грунту, пил, будівельні матеріали, а також сировина, продукти та напівпродукти, які зберігаються на відкритих складських майданчиках, викиди в атмосферу, різноманітні нафтопродукти, які потрапляють на територію в результаті їх проливу та неполадок автотранспорту та іншої техніки, і т.д.

Характерними забруднювачами поверхневого стоку являються завислі речовини. Їх концентрація значно коливається від декількох міліграм до десятків грам в літрі води. Близько 80 % по масі завислих речовин мають розмір частин, який не перевищує 0,05мм, із них близько 15% - частини розміром до0,005мм.

В табл.1.3 приведені дані досліджень США по розподілу забруднень в залежності від розміру частинок, а в табл.1.4 приведений фракційний склад завислих речовин дощового стоку, який поступає в дощоприймач на початку та вкінці дощу. Осад, який утворюється при відстоюванні дощового стоку характеризується високою зольністю (70-80%); вологістю його після 2 годин ущільнення коливаються в межах 90-95%.

Таблиця 1.3 - Розподіл забруднення дощових вод

Показник забруднення	Доля забруднення від загальної кількості по масі, %
	Розмір частин, мкм
	менше 43	43 - 246	більше 246
Завислі речовини	6,0	37,5	56,5
ХСК	24,3	32,5	43,2
БСК5	22,7	57,4	19,9
Фосфати	56,2	36,0	7,8
З'єднання азоту	18,7	39,8	41,5
Нітрати	31,9	45,1	23,0
Важкі метали	-	-	48,7
Пестициди	-	-	27,0

Таблиця 1.4 - Фракційний склад завислих речовин на початку та вкінці стоку від двох дощів

Розмір фракції, мм	Вміст завислих речовин, %
	Сток
	початок	кінець	початок	кінець
Більше 7	0,8	-	-	2,0
5-7	1,2	-	-	10,4
3-5	1,5	4,4	4,8	21,3
1-3	51,6	30,1	28,0	33,2
0,25-1	20,2	24,5	18,1	12,6
Менше 0,25	24,7	41,0	49,3	20,5

Органічні речовини в поверхневому стоці містяться в розчинному та нерозчинному стані. На долю суспенгованих сумішей приходить близько 90% загальної кількості речовин, що окислюються, присутніх в поверхневому стоці. Хімічне споживання кисню зависями поверхневого стоку складає 0,3-0,5. Швидкість окиснення органічних речовин в поверхневому стоці дещо нижча, ніж в господарсько-побутових стічних водах. Повне біохімічне окиснення досягається через 25-30 діб. Співвідношення БСК_повн/БСК₅ в середньому складає 2,5- 3.

Вміст нафтопродуктів в поверхневому стоці визначається в основному інтенсивністю руху транспорту. Крім перерахованих забруднень в поверхневому стоці можуть міститися біогенні елементи, з'єднання важких металів, специфічні суміші, які викидаються в атмосферу промисловими підприємствами, та бактеріальні забруднення.

У разі відності даних про склад дощових та снігових стічних вод орієнтовані значення про виносу з ними речовин можна визначити на базі узагальненої кількісної характеристики даної категорії стічних вод( за результатами попередніх наукових досліджень).

Середній вміст зависів у дощових стічних водах з міської території приймають рівним 1-2 г/дм³.

Коливання цього показника залежно від характеристики водозбірного басейну наведені в табл. 1.5.

Таблиця 1.5 - Середній вміст зависів в залежності від характеристики водозбірного басейну

Характеристика водозбірного басейну	Середній вміст зависів, г/дм3
Ділянки сучасної житлової забудови (мікрорайони)	1,4-1,5
Ділянки території з недостатнім благоустроєм, переважно з садибною забудовою	1,8-2,5
Центральні райони міста з вигодами, інтенсивним дорожнім та пішеходним рухом (житлові квартали, зелені насадження, ділянки громадських установ, у тому числі торговельних).	1,7-2,2
Райони з великими промисловими підприємствами ( переважно металообробні та машинобудівні),житлові квартали,ділянки громадських установ	1,7-2,5
Ділянки житлової території з грунтовими схилами, що піддаються ерозії, або будівельними майданчиками	4-6
Ділянки житлової території з високим рівнем благоустрою та регулярним механізованим прибиранням шляхових покриттів вакуумними підмітальними машинами	0,3-1

Загальний вміст мінеральних розчинених речовин у дощових стічних водах складає 300 мг/дм³ .

Середні значення ХСК коливаються в межах 400- 600 мг/дм³, БСК - 50-100мг/дм³ ; вмісту нафтопродуктів(гексанорозчинних) - 10-15мг/дм³ .

Виніс речовин з поливно-мийнми водами у разі орієнтованих розрахунків речовин не враховується, бо їх загальна кількість незначна за наявних умов прибирання шляхових покриттів.

Вміст речовин у дощових стічних водах, що їх відводять з проммайданчиків деяких галузей промисловості, приймають у межах:

- вміст зависів 500-2000 мг/дм³ залежно від інтенсивності накопичення сміття на шляховому покритті;

- вміст нафтопродуктів 30-70мг/дм³ для підприємств з інтенсивним рухом автотранспорту і 10-30мг/дм³ для решти підприємств( за винятком підприємств нафтопромисловості, де вміст нафтопродуктів у мережі дощової каналізації може досягати 0,5г/дм³ у результаті відведення деяких промислових стічних вод);

- значення ХСК і БСК 100-200мг/дм³ та 20-30мг/дм³ відповідно у перерахунку на розчинені речовини, з урахуванням диспергованих речовин ці показники зростають у 2- 3 рази;

- загальний вміст солей 0,2-0,5г/дм³ на підприємствах кольорової металургії, коксохімії, хімічної. Нафтохімічної, у дощових та снігових стічних водах можлива наявність специфічних для даних галузей токсичних речовин: важких металів, фенолів, фтору, арсену, деяких продуктів органічного синтезу.

Поверхневий стік з міських територій, вносить значну кількість забруднюючих речовин в водні об'єкти, викликає їх забруднення та замулення. Донні відклади, які формуються в водоймах та водотоках в дощову погоду, руйнують життєдіяльність мікроорганізмів, що негативно впливає на біоценоз та процеси самоочищення. Окиснення органічних сумішей цих донних відкладів приводить до погіршення кисневого режиму водойми на протязі тривалого часу після випадіння дощу. Оскільки поверхневий стік являється одним із джерел забруднення навколишнього середовища, організоване його відведення та знешкодження являється важливою вимогою охорони природних водойм.

1.3 Схеми збору й відведення поверхневих стічних вод

Відведення дощових та талих вод в міських умовах може відбуватися:

а) самостійно по відкритим водостокам або підземними трубопроводами при роздільній системі каналізації;

б) разом з побутовими та виробничими стічними водами при загальносплавній системі каналізації;

в) частково, разом зі стічними водами при напівроздільній системі каналізації.

В теперішній час поширена повна роздільна система каналізації, при якій роблять самостійну систему закритих водостоків, предназначених для відвода дощових, талих та попередньо повністю очищених слабо забруднених виробничих стоків. Багато міст ще не мають розвиненої мережі закритих водостоків і відвод дощових та талих вод зі всієї території міста та частини його проводиться по відкритим водостокам. Така система каналізації має назву неповної системи каналізації.

При загальносплавній системі каналізації стоки, які утворюються на території міста( побутові, виробничі, дощові та талі) відводять по одній системі підземних трубопроводів на очисні споруди.

Для зменшення розмірів труб на колекторах загальносплавной каналізації роблять спеціальні споруди та ливньоспуски, через які при сильних ливнях суміш побутових виробничих та дощових вод скидається безпосередньо в найближчі водойми.

Саме в цьому основний недолік загальносплавной системи каналізації. Враховуючи сучасні високі вимоги до охорони водойм від забруднення та необхідність в зв'язку з цим очистки дощового стоку з міських територій при випускі їх в малопотужні водойми, найбільш перспективною являється напівроздільна система каналізації .

Ця система передбачає устрій двох самостійних вуличних мереж:

а) для відвода побутових та виробничих стоків;

б) для дощових та талих вод.

Головні колектори такої каналізації прокладають поблизу водних протоків, проектують загальносплавними, притому водостоки приєднуються до них через роздільні камери, які при ливнях скидають частину дощових вод в водойму.

Таким чином при напівроздільній системі каналізації на очисні споруди попадають всі побутові та виробничі стічні води, весь талий та дощовий сток при помірних дощах.

Без очистки в водойму скидають лише дощовий стік при сильних опадах.

Вибір системи водовідведення при розробці основних положень проекту генплану міста проводять на основі техніко-економічних, та санітарно-гігієнічних показників з врахуванням рекомендацій СНіП.

В залежності від розмірів міста та ступеня його благоустрою застосовують закритий, відкритий та змішаний тип водовідведення.

Закритий тип водовідведення складається із лотків, які входять в нормальну конструкцію вулиць, тротуарів та благоустроєних дворових територій, дощоприймальних колодязів, приймаючих воду із лотків в закриту мережу, трубопроводів діаметром 0,2 - 0,4м , які відводять стік до місця випуску.

Закритий тип водовідведення застосовують також при устрої мережі на подвір'ях та приєднання водостічних труб безпосередньо до підземних трубопроводів, обминаючи випуск на поверхню тротуарів.

Така різноманітність закритого типу водовідводу може бути названа посиленою (розвиненою) системою водовідведення. Закрита система водовідведення являється найбільш вдосконаленою і відповідає всім вимогам благоустрою міської території.

Відкритий тип водовідводу складається із лотків та кюветів, які входять в нормальну конструкцію вулиць та тротуарів; водовідводних каналів, русел джерел та малих рік; мостиків та труб в місцях перетину з вулицями, тротуарами та в'їздами в квартали.

Змішаний тип водовідводу складається з елементів закритої та відкритої мережі. Русла джерел та рік, які в перспективі по умовам планування та настройки повинні бути замінені закритими колекторами, іноді протягом тривалого часу зберігають та експлуатують як відкритий тип водовідводу. У всіх випадках повинна бути максимально використана можливість відводу води по вуличним лоткам без устрою водостоків та кюветів.

Закритий тип водовідведення не залежно від розмірів населеного пункту застосовують на території промислових підприємств, курортів. Міських площадок, в місцях розташування громадських та монументальних будівель, де застосування відкритого типу водовідводу було б неприйнятно з точки зору вимог благоустрою. В багатьох містах існують одночасно всі три типи водовідводу.

Проектування водостоків необхідно проводити в відповідності з нормами СНіП.

Вибір закритого або відкритого типу водовідводу для окремих районів міста або населеного пункту проводять з урахуванням густини забудови, рельєфу території, кліматичних умов та загального рівня благоустрою.

Відкритий тип водовідводу застосовують в населених пунктах з кількістю населення до 10 тис. чоловік на паркових територіях, а також при освоєнні нових територій та благоустрої районів забудови.

При проектуванні водостоків відкритого типу необхідно враховувати:

а) будівельну ціну; б) експлуатаційні затрати при устрої кюветів, канав без укріплення; в) ширину полоси вулиць 4- 6м; г) застосування лотків, які займають менше місця та більш зручні в експлуатації.

Склад систем водовідведення

На міській території основним елементом мережі водовідведення являється проїзна частина з бортовим огородженням. Крайня полоса шириною 1 - 1,5м, прилягаюча до бортів називається лотком.

Мережу трубопроводів, яка складає закритий тип водовідведення, підрозділяють на дворову та внутрішньоквартальну ( якщо вона розміщена в межах червоних ліній кварталу та не являється транзитною частиною мережі водостоків) та на вуличну або міську ( якщо водостоки проходять по вулицям або перетинають квартали і пропускають витрати з вище розташованого басейна стоку ). Міська мережа водостоків має різні найменування в залежності від діаметрів і розмірів мережі. Водостоком даної вулиці або басейну називають водостік, який не має приток ( бокових приєднань).Водостоки об'єднуються колекторами окремих басейнів. Система водостоків та колекторів, які відводять воду з даного басейну, являється мережею водостоків даного басейну. Сукупність мереж окремих басейнів стоку складає мережу водостоків об'єкта або міста.

Головними колекторами басейна називають колектори, які мають найбільшу довжину в даній мережі водостоків із самостійним випуском води в водоприймач.

На мережі водостічних трубопроводів розміщені :а) оглядові колодязі; б) поворотні колодязі; в) поворотні камери (вставки), тобто, криволінійні ділянки на трубопроводах діаметром більше 0,8м, які роблять в місцях повороту траси.; г) камери зливу, які роблять в місцях з'єднання декількох водостоків; д) камери перетину; е) снігозбірні камери при використанні водостоків для спливання по ним снігу; є) перепадні колодязі, які установлюють на водостоках в місцях різкої зміни відміток лотка у вигляді уступа висотою до 1м , та водобійні колодязі, які установлюють при висоті перепаду більше 1м; ж) оголовки, які установлюють з метою захисту від пошкодження трубопроводів та розмиву дна відкритих русел та водоймі в місцях випуску в них води із водостоків; розрізняють вхідний та вихідний оголовки в залежності від направлення потоку води в трубопровід або із трубопроводу; різновидністю оголовок являються камери водовипусків, які установлюють в місцях прийому води в водостоки із водойм та в місцях випуску води в відкриті водойми, для яких повинні бути враховані особливі вимоги (наприклад, перемінні відмітки горизонтів води в місцях випуску, наявність берегоукріпляючої конструкції).

Для прийому дощових та талих вод в закриту мережу установлюють дощоприймальники типової конструкції, вода в них поступає через приймальну решітку і по трубі діаметром 0,2-0,3м відводиться в закриту мережу водостоків. Поверхні дна дощоприймальника надаються плавні обриси, які сприяють змиву наносів в мережі водостоків. Мінімальні розміри дощоприймальника в плані : при круглій формі 0,7м та прямокутній 0,6 на 0,9м.

Прийом води в дощоприймальники може проводитись через вертикальну або горизонтальну бортову решітку, а також через решітку комбіновану з прийомом води в горизонтальній та вертикальній площинах. Комбіновані решітки мають найбільшу пропускну здатність. Прийом води через вертикальну бортову решітку більш надійний.

Дослідження горизонтальних решіток показали, що при найбільшій глибині потоку пропускну здатність визначають проходом води через водозлив з широким порогом, який утворюється периметром решітки. При збільшенні глибини потоку розхід лімітується пропускною здатністю отворів решітки. В результаті обробки експериментальних даних були виведені наступні формули для визначення пропускної здатності решіток дощоприймальників:

При Н₀ < 1,33 W/l

Q=1,5 l H^1,5 м³/с;

При Н₀ > 1,33 W/l

Q=2W ₀ м³/с,

де Н₀ - повний напір , який дорівнює Н + V² /2q, в м;

Н - глибина потоку води на підході в решітку в м;

V - швидкість підходу в м/с;

W - площа всіх отворів решітки в м²;

l - довжина водозливного фронту в м.

Довжина водозливного фронту дорівнює периметру решітки або - при примиканні решітки одною стороною до борту - сумі довжин трьох її сторін.

По формулі може бути також визначена пропускна здатність вертикальной бортової решітки дощоприймальника. При Н₀ = 0,05м пропускають 25 л/с води. При Н₀ = 0,075м ( Н=0,05мта V=0,7 м/с) решітки пропускають 32-45 л/с.

При односторонньому підході води до решітки та великих швидкостях підходу, коли лоток має значний граничний уклон , пропускна здатність решітки знижується за рахунок "проскоку" води. Це зниження може бути більше 50%. В деяких випадках при великих уклонах вулиць слід установлювати через всю проїзну частину решітку, перекриваючу водоприймальний лоток.

Глибину залягання дощоприймальника установлюють у відповідності з найменшою глибиною залягання водостоків. Найменша глибина дощоприймального колодязя складає 0,8 м. Якщо не можливо по місцевим умовам встановити дощоприймальний колодязь нормальної глибини, то дозволяють зменшити глибину при дотриманні наступних вимог: довжина гілки від дощоприймального колодязя до водостоку не повинна перевищувати 5м; уклон гілки слід приймати не менше 50%₀.

При глибині дощоприймального колодязю більше 2 м його вважають оглядовим та установлюють на ньому решітку. Гілки від дощоприймальних колодязів приєднують до водостоків. Більше двох дощоприймальних колодязів установлювати на одній гілці не дозволяють.

Водостічні гілки приєднують: до оглядових колодязів водостоків та колекторів в межах висоти робочої камери; до водостоків діаметром до 0,6м - по відміткам труб, а при великих діаметрах водостоків і колекторів - на рівні середній третині їх висоти. В окремих випадках допускається приєднання лотка труби на висоті 0,2 діаметра водостоку.

При економічних міркуваннях доцільно застосовувати безколодязне приєднання гілок від дощоприймальних колодязів, дворових водостоків та колекторів на відстані не більше 15м до найближчого оглядового колодязя. До водостічних колекторів діаметром 1,5м і більше безколодязне приєднання дозволяється при будь-якій відстані до оглядового колодязя.

До дощоприймального колодязю дозволяють приєднувати дренажі малого залягання дорожного та трамвайного полотна.

При проектуванні водостоків особливу увагу слід приділяти розміщенню дощоприймальних колодязів, так як недостатня їх кількість знижує ефективність затрат, а надлишок приводить до збільшення ціни будівництва та експлуатації. Води поверхневого стоку, змиваючи сміття ( листки дерев, папір і т.д.), можуть засмічувати або повністю закупорювати приймальні отвори дощоприймальних решіток,що приводить до накопичування води в понижених місцях та лотках вулиць. Для запобігання цього до конструкції дощоприймальників, розміщених в понижених точках пред'являють вимоги, які забезпечують прийом води при засміченні частини площі решітки та неможливість закупорки приймальної труби.

Зливова каналізація -- вона ж дощова каналізація -- забезпечує комплексний захист облаштованої території від поверхневих вод. Середня ливньовка, наприклад, для заміського будинку може містити в собі елементи лінійного й точкового водовідводу, комплектуватися грязьозахисними пристосуваннями, інтегрованими в систему локальної й центральної каналізації. Одне з основних переваг зливової каналізації -- це універсальність використовуваних елементів. Які б не були особливості облаштованої території, рівень дощових і талих вод в рік і стан ґрунту -- завжди можна підібрати підходящі пристосування, за допомогою яких удасться зібрати ефективну дощову каналізацію. Заміський будинок, багатоквартирний житловий будинок, територія комерційної організації й промислового підприємства -- на всіх цих об'єктах зливова каналізація може відрізнятися лише кількістю складових її елементів й їхніх технічних характеристик: матеріалом, типорозмірами, фізико-механічним властивостями, у тому числі класом навантаження. Незважаючи на те, що ливньовка розрахована на експлуатацію протягом цілком певного строку, її елементи можна в міру необхідності заміняти на нові. Модульність лінійної каналізації дозволяє швидко робити заміну застарілих або елементів, що вийшли з експлуатації, системи й без шкоди для всієї каналізації встановлювати нові. Таким чином, зливова каналізація може служити необмежено довго й ефективно справлятися з відводом дощових вод з ділянки.

Складові зливової каналізації

Високоякісні пластикові, бетонні канали, й інші пристосування, які дозволять створити професійну дощову каналізацію.

Зливові канали

Дощова й тала вода на ділянці може відводитися найбільш простим і зручним способом -- через системи бетонних і пластикових жолобів.

Пластикові піскоуловлювачі

Лінійна каналізація, обладнана піскоуловлювачем, які легко кріпляться до каналів і каналізаційних труб дощової каналізації , завжди надійно захищена від засмічення вуличним сміттям, піском й іншим дрібним сміттям.

Пластикові дощові приймачі

Дощові приймачі приймають воду, що надходить із покрівельних труб. Зливова каналізація, обладнана дощоприймачами, надійно захищає фундамент і цоколь будинку від розмивання дощовою й талою водою. Дощові приймачі комплектуються спеціальними кошиками, які захищають труби каналізації від засмічення.

Чугунні дощоприймачі

На більших територіях, у тому числі в місцях з автомобільним рухом, доречно використати чугунні дощоприймачі, у які надходять стічні води з вулиці або ділянок. Залежно від особливостей облаштовання території, ступеня інтенсивності автомобільного руху й навантаження на дорожнє покриття, можна використовувати круглі дощоприймачі для зливової каналізації автомобільних доріг, прямокутні - для розміщення на узбіччях

Каналізаційні люки

Для захисту оглядових колодязів телефонних кабелів, пожежних гідрантів і труб водопроводу й каналізації використаються різні типи каналізаційних люків. Стосовно до системи зливової каналізації більшим попитом користуються садові люки й легкі каналізаційні люки з невеликим класом навантаження. Вони надійно захищають колодязі мереж локального водопроводу, каналізації, тепло й газопостачання.

Дренажні системи

З найдавніших часів дренажна система виконує одну головну функцію -- захищає фундамент будинків і навколишню територію від підтоплення ґрунтовими, талими й паводковими водами. Основним і найбільш ефективним способом захисту облаштованої ділянки, від підтоплення була організація мережі дренажних труб і підземних каналів з отворами, по яких вода відводилась з ділянки в прилеглі водойми або спеціальні водозбірники. Сьогодні сам принцип збору зайвих вод з території практично не змінився: вода все також залишає ділянку по мережі дренажних труб і каналів. Однак істотно змінився підхід до організації дренажної системи, що у цей час повинна враховувати не тільки особливості рельєфу ділянки, але й технічні характеристики ґрунту, рівень паводкових, ґрунтових і талих вод в рік, стан будинку, якщо мова йде про захист фундаменту. Пристрій дренажної системи має на увазі облік цих і багатьох інших факторів, які можуть вплинути на ефективність збору вод. На підставі отриманих про облаштовану ділянку даних вибирається відповідна дренажна система, складові її конструкції й матеріали.

Види дренажних систем

Сучасна система дренажу являє собою комплекс різних матеріалів й устаткування, що забезпечують надійний відтік вод з ділянки. Залежно від способу й характерних рис водозбору з даної ділянки розрізняють два основних види дренажу: закритий дренаж і відкритий дренаж.

Закрита дренажна система

Закрита дренажна система -- це система труб, покладених у ґрунт по периметру будинку або облаштованої ділянки, на певну глибину. У випадку якщо ґрунтові води перебувають на досить великій глибині, можна відмовитися від використання дренажних труб й обмежитися створенням дренажних каналів на глибині 50--70 см. При високому рівні ґрунтових вод пристрій дренажної системи здійснюється за допомогою спеціальних дренажних труб з отворами, які укладаються на глибині одного-двох метрів.

Відкрита дренажна система

Відкрита дренажна система або поверхневий водовідвід є найбільш простим і зручним способом ефективного відводу вод з ділянки. Для пристрою відкритого дренажу використаються спеціальні дренажні жолоби із пластику, бетону й полімербетону. Поверхневий водовідвід ефективно справляється з відводом вод на ділянках з низьким рівнем ґрунтових вод. У місцях із близьким заляганням ґрунтових вод найкращим рішенням буде використання комбінованої дренажної системи із труб і жолобів.

Зливовий водовідвід. Ливньовка

Для більшості відкритих об'єктів, що перебувають як у межах міста, так і за ними, актуальною є проблема їхнього ефективного захисту від дощових і талих вод. Зливовий водовідвід -- це комбінація із системи закритого дренажу (дренажних труб) і поверхневого водовідводу (дренажні жолоби). Дана система водовідводу дозволяє надійно захистити ділянку як від талих вод у весняний період, так і дощових вод -- цілий рік.

Залежно від типу організації водостоку з покрівлі, проекту благоустрою, виду ґрунту й деяких інших особливостей ділянки, зливовий водовідвід може організовуватися за допомогою точечних елементів або водовідвідних каналів.

Точечний водовідвід

Головною особливістю точечного водовідводу є створення нахилу конвертового типу, завдяки якому забезпечується точений характер збору зливових вод. Точечний водовідвід ефективно справляється з відводом будь-якої кількості вод з ділянки, однак його недоліком є утворення на поверхні дорожнього покриття ям і калюж, що виникають у результаті просідання штучно піднятого ґрунту.

Система водовідводу влаштована досить просто: дощова вода по трубах стікає в дощоприймачі, звідки далі вона направляється в систему зливової каналізації й центральну каналізаційну мережу. Залежно від навантаження на ділянку можуть використатися пластикові (клас навантаження A, B) і чугунні (клас навантаження C, D) дощоприймачі.

Лінійний водовідвід

Принципово іншим методом збору вод є лінійний водовідвід (лінійний дренаж). Завданням збору вод у цьому випадку займаються спеціальні жолоби, по яких потоки води зі сміттям і вуличним брудом відправляються в піскоуловлювачи, і далі вже очищена вода -- у систему зливової каналізації Жолоба й піскоуловлювачи можуть зверху закриватися захисними решітками, які можна легко зняти якщо буде потреба очищення водостоків.

При організації системи лінійного водовідводу необхідно враховувати інтенсивність і характер автомобільного руху для даної території. Для тротуарів і пішохідних проходів оптимальним буде використання пластикових і бетонних жолобів невеликого класу навантаження. Для промислових підприємств, аеропортів, транспортних терміналів необхідно підбирати жолоби й решітки с максимально високим класом навантаження.

Лінійний водовідвід не вимагає під час установки дорогої підготовки ґрунту: створення необхідних нахилів для більше швидкого водовідводу значно вигідніше організація нахилів конвертового типу. Експлуатація лінійного водовідводу полягає в прочищенні один-два рази в рік піскоуловлювачів і каналів від скупчень вуличного сміття й піску.

1.4 Очиcтка вод, що відводяться

При роздільній системі каналізації очищення поверхневих стічних вод з території міста варто здійснювати на локальних або централізованих очисних спорудженнях поверхневого стоку. При цьому залежно від пропонованих вимог треба, як правило, застосовувати спорудження механічного очищення (решітки, пісколовки, відстійники, фільтри). У деяких випадках можливе спільне очищення поверхневих, побутових і виробничих стічних вод на загальних очисних спорудженнях, при цьому поверхневі стічні води варто акумулювати в накопичувачах і подавати в систему каналізації в години мінімального припливу міських стічних вод.

При напівроздільній системі каналізації очищення суміші поверхневих вод з побутовими й виробничими стічними водами варто здійснювати за повною схемою очищення, прийнятої для міських стічних вод.

Для зниження гідравлічного навантаження на очисні спорудження допускається використання регулюючих ємкостей.

Поверхневі стічні води з територій промислових підприємств варто піддавати очищенню.

Розробка заходів щодо очищення поверхневих стічних вод на підприємствах повинна ґрунтуватися на натуральних даних про джерела забруднення території й повітря, характеристиці водозбірного басейну, відомостях про атмосферні опади, що випадають у даному районі, режимах поливу й мийки території.

Якщо територія підприємства по складу й кількості домішок, що накопичуються на поверхні, мало відрізняється від селітебної, поверхневі стічні води можуть бути спрямовані в дощову каналізацію населеного пункту.

Вибір схеми відведення поверхневих стічних вод на очищення повинен здійснюватися на основі оцінки технічної можливості й економічної доцільності:

використання, як правило, поверхневих стічних вод у системах виробничого водопостачання;

самостійного очищення поверхневих стічних вод.

При розробці схеми відведення й очищення поверхневих стічних вод залежно від конкретних умов (джерел забруднення, розмірів, розташування й рельєфу водозбірного басейну й ін.) варто враховувати необхідність локалізації окремих ділянок виробничої території, на які можуть попадати шкідливі речовини, з відводом стоку у виробничу каналізацію або після попереднього очищення - у дощову каналізацію. У ряді випадків необхідно оцінювати доцільність роздільного очищення стоків з виробничих площ, що відрізняються по характеру й ступеню забруднення території.

Для очищення поверхневих стічних вод рекомендується передбачати прості в експлуатації й надійні в роботі спорудження механічного й фізико-хімічного очищення. У всіх випадках варто застосовувати відстійні спорудження. Для інтенсифікації процесу очищення й забезпечення більше глибокого ступеня очищення, чим та, котра досягається у відстійних спорудженнях, рекомендується застосовувати фільтрацію, коагуляцію, флотацію.

При необхідності зниження вмісту органічних домішок освітлені стічні води варто направляти на спорудження біологічного очищення. Для інтенсифікації біологічного очищення міських і поверхневих стічних вод допускається застосовувати контактно-стабілізаційний метод (на аэротенках).

Методи , застосовувані для очищення виробничих і побутових стічних вод, можна розділити на три групи: механічні; фізико-хімічні, біологічні.

У комплекс очисних споруджень, як правило, входять спорудження механічного очищення. Залежно від необхідного ступеня очищення вони можуть доповнюватися спорудженнями біологічного або фізико-хімічного очищення, а при більш високих вимогах до складу очисних споруджень включаються спорудження глибокого очищення.

Перед скиданням у водойму очищені стічні води знезаражуються, осад, що утворюється на всіх стадіях очистки або надлишкова біомаса надходить на споруди по обробці осаду. Очищені стічні води можуть направлятися в оборотні системи водопостачання промислових підприємств, на сільськогосподарські потреби або скидатися в водойми. Оброблений осад може утилізуватися , знищуватися або складуватися.

Механічне очистка застосовується для виділення зі стічних вод нерозчинених мінеральних й органічних домішок. Як правило, вона є методом попереднього очищення й призначена для підготовки стічних вод до біологічних або фізико-хімічних методів очищення. В результаті механічного очищення забезпечується зниження зважених речовин до 90 % , а органічних речовин до 20 %. До складу споруд механічної очищення входять решітки , різного виду вловлювачі, відстійники, фільтри.

Пісколовки застосовуються для виділення зі стічних вод важких мінеральних домішок. (в основному піску).Збезводнений пісок при надійному знезаражуванні може бути використаний при виробництві дорожніх робіт й виготовленні будівельних матеріалів. Усереднювачи застосовуються для регулювання складу й витрати стічних вод . Усереднення досягається або диференціюванням потоку поступаючої стічної води, або інтенсивним перемішуванням окремих стоків .

Первинні відстійники застосовуються для виділення зі стічних вод зважених речовин, які під дією гравітаційних сил осідають на дно відстійника, або спливають на його поверхню. Для очищення стічних вод, що містять нафту й нафтопродукти, при концентраціях більше 100 мг/л застосовують нафтоловушки. Ці споруди являють собою прямокутні резервуари, у яких відбувається поділ нафти й води за рахунок різниці їх густини. Нафта й нафтопродукти спливають на поверхню, збираються і віддаляються з нафтоловушки на утилізацію. Біологічне очищення - широко застосовуваний на практиці метод обробки побутових і виробничих стічних вод . У його основі лежить процес біологічного окислювання органічних сполук , що втримуються в стічних водах. Біологічне окислювання здійснюється співтовариством мікроорганізмів, що включає безліч різних бактерій, найпростіших і ряд більш високоорганізованих організмів-водоростей , грибів і т.д., зв'язаних між собою в єдиний комплекс складними взаєминами (метабіозу, симбіозу й антагонізму) .

Біологічне очищення стічних вод може здійснюватися як в природних умовах (поля зрошення , поля фільтрації, біологічні ставки), так й у спеціальних спорудженнях (аеротенки, біофільтри).

Штучне культивування мікроорганізмів у спеціально створених для них сприятливих зовнішніх умовах (склад живильного середовища, надлишок розчиненого кисню , температура) різко прискорює біологічне очищення стічних вод , хоча й вимагає додаткових витрат .

Хімічні й фізико-хімічні методи очищення відіграють значну роль при обробці виробничих стічних вод . Вони застосовуються як самостійно , так й у сполученні з механічними й біологічними методами . Нейтралізація застосовується для обробки виробничих стічних вод багатьох галузей промисловості , що містять луги й кислоти .

Нейтралізація стічних вод здійснюється з метою попередження корозії матеріалів водовідвідних мереж й очисних споруджень, порушення біохімічних процесів у біологічних окислювачах і водоймах.

Процес флотації , що є одним з методів фізико-хімічної очищення стічних вод , полягає в молекулярній взаємодії домішок води з пухирцями тонкодиспергованного повітря й спливанні утворюючихся комплексів "частка-пухирець повітря" на поверхню у вигляді піни .

При комплексному застосуванні всі вищеописані методи очищення стічних вод дозволяють отримати необхідну ступінь очистки, а також повторне використання поверхневих стічних вод, що відводяться.

Розділ 2. Утворення і відведення поверхневих вод в м. Суми

Поверхневий стік з території міста Суми формується за рахунок талих снігових і дощових вод, а також поливно-мийних вод. У загальному спостерігається збільшення модуля стоку від окраїн міста до центра. Поверхневий стік з території міста частково очищається, але більша його частина не очищається від забруднень і прямо попадає у водні об'єкти, несучи із собою велику кількість органічних, зважених речовин, нафтопродуктів. Більша частина забруднень: нафтопродуктів, зважених речовин, органічних речовин, хлоридів, надходить у р. Псел, р. Стрілку, р. Сумку та з поверхневим стоком у зимово-весняний період - зі снігом, що скидається в ріку. Застосовувані противоголольодні піско-сольові суміші обумовлюють високі концентрації хлоридів і нестаток проведення наступних днопоглиблювальних робіт з розчищення русла ріки й утилізації витягнутого донного ґрунту.

Відзначається, порівнянню з попередніми роками число забруднюючих речовин, що надходять із поверхневим стоком, неабияк знизилося, що пояснюється в основному скороченням виробництв, а також введенням цілого ряду промислових об'єктів водоочисних споруджень.

2.1 Існуюча схема відведення

Система дощової каналізації

Для достатньо швидкого відводу випавших на території міста атмосферних опадів та талих вод існує система дощової каналізації. Крім дощових і талих вод в дощову каналізацію часто скидаються умовно чисті води, які використовувались в процесі технологічного виробництва на підприємстві.

Зовнішню дощову ( водостічну) мережу роблять трьох типів :

1) відкритого - дощові води відводяться по відкритим каналам або лоткам;

2) закритого - дощова вода поступає з поверхні землі в водовідводні лотки и через дощоприймачи в мережу підземних трубопроводів, по яким вони і скидаються по найкоротшим відстаням в природні водойми;

3) змішаного - суміш відкритої і закритої мережі: відведення поверхневих вод по відкритим лоткам до найблищого дощоприймача, далі вода попадає в укладений в землі трубопровід і по ньому відводиться самотоком до міста випуску в водойму .

Дощові стоки перекачуються насосними установками тільки в дуже рідких випадках. Для відведення атмосферних вод з плоских покров будинків, а також цехів промислових підприємств роблять внутрішні водостоки, розміщенні в межах будинків. Із внутрішньої мережі атмосферні опади відводять в зовнішню дощову каналізацію.

Кількість випавши атмосферних опадів визначають дощомірами. Найбільше відомий самописець. Випавші опади збирає приймальний сосуд, звідки по трубі опади поступають в вимірний циліндр з поплавком. Поплавок з`єднаний з пером, котре доторкуючись до паперової стрічки, надітою на барабан, креслить на ній лінію. Всередині барабана знаходиться годинниковий механізм, який повертає барабан на один оборот за добу. Непреривну роботу механізму забезпечує сифон, котрий при досягненні поплавком відповідного рівня автоматично скидає воду із циліндра в сосуд. На горизонтальній осі стрічки самописця нанесено час в годинах, на вертикальній - кількість опадів в міліметрах. За допомогою цього прибору тривалість дощу може бути заміряна з точністю до 2 хв, а кількість випавши опадів - з точністю до 0,05мм.

Трасування дощової мережі

Трасування дощової мережі в основному виконується так само, як і побутової каналізації, з огляду на специфічні особливості її роботи. Накреслення дощової мережі в плані обумовлено рельєфом місцевості, розміром території, схемою планування, насиченістю території підземними шляхами й ін. Трасу для водостоків вибирають по найкоротших відстанях. З метою зменшення розмірів каналів підземна водостічна мережа має випуски в найближчі водойми, тальвеги і яри. Як правило, головні колектори басейну трасують по міських проїздах, за винятком тих випадків, коли напрямок міських проїздів не збігається з тальвегом. Траса водостоку на проїзді розташована прямолінійно, паралельно червоним лініям, з мінімальним числом перетинань із іншими підземними спорудженнями. При ширині проїзду до 30 м водостік трасують по середині проїзду. При ширині проїзду більше 30 м залежно від технічної й економічної доцільності колектори проектують по середині проїзду або по обидва боки проїзду (дублювання). Місце розташування початкових точок закритої дощової мережі визначають розрахунком з урахуванням місцевих умов.