Водоснабжение и водоотведение городов населённых мест России

Размещено на http://www.allbest.ru/

24

Курсовая работа

Водоснабжение и водоотведение городов населённых мест России

Содержание

Введение

1. Основные проблемы водообеспечения

2. История водоснабжения в России

3. Водоснабжение и водоотведение городов населённых мест

3.1 Водоснабжение водопотребление

3.2 Водоотведение и очистка сточных вод

3.2.1 Сточные воды

3.3 Полная и неполная раздельная система водоотведения

3.4 Полураздельная и комбинированная система водоотведения

4. Состояние и перспективы использования водных ресурсов

Заключение

Список использованных источников

Введение

Водные ресурсы являются важнейшим природным фактором, во многом определяющим условия развития промышленности и сельского хозяйства, планировку городов и населенных пунктов, организацию отдыха и охрану здоровья населения. Зависимость экономики страны и условий развития общества от водных ресурсов по мере развития производительных сил не уменьшается, а существенно возрастает, поскольку увеличивается потребность в воде, и повышаются требования к ее качеству. Это обусловливает все увеличивающуюся необходимость в улучшении учета водных ресурсов, определении водного баланса отдельных районов, развитии методов расчетов и прогнозов элементов гидрологического режима для наиболее рационального использования вод.

Целью проведенного нами исследования является: показать актуальность, проблемы, которая сложилась на данный момент, способы её решения и дальнейшее развитие.

В задачи курсовой работы входит:

1.Проблема водообеспечения

2.Водоснабжение и водоотведения

3.Водоотведение и очистка сточных вод

4. Полная и неполная раздельная система водоотведения

5. Полураздельная и комбинированная система водоотведения

6. Состояние и перспективы использования водных ресурсов

Данная курсовая работа написанная на основе изучения: научных работ, периодической печати, монографией.

1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

Вода становится одним из ведущих ресурсов, влияющих на размещение производительных сил, а водообеспечение -- все более значимым фактором в решении социально-экономических проблем, в том числе в формировании стоимости промышленной и сельскохозяйственной продукции. Несмотря на кажущееся благополучие, уже сейчас водохозяйственный баланс (соотношение потребностей в воде с ее наличием в источнике) по многим речным бассейнам сводится с напряжением, что обусловлено следующими основными причинами: размещение водоемких потребителей не соответствует распределению водных ресурсов -- на обжитые и хозяйственно освоенные территории южного района (бассейны Черного, Азовского, Каспийского), где сосредоточено производство 80 % промышленной и 90 % сельскохозяйственной продукции, приходится всего 11 % речного стока; основные речные системы густонаселенных районов страны замыкаются внутренними морями, для поддержания приемлемо- то гидрологического и гидробиологического режимов которых требуется пресная речная вода; размах межгодовых колебаний стока увеличивается по мере продвижения в аридную зону, где сосредоточена основная масса потребителей воды.

Внутригодовое распределение стока обычно не соответствует внутригодовому распределению потребностей в воде, а возможности дальнейшего регулирования стока ограниченны. Это объясняется отсутствием благоприятных топографических условий для создания емких водохранилищ или неприемлемым затоплением сельскохозяйственных угодий, важных народнохозяйственных или культурно-исторических объектов, месторождений полезных ископаемых; на реках необходимо сохранять некоторую гарантированную водность путем специальных попусков для обеспечения условий нереста рыб, обводнения пойменных угодий, поддержания санитарных условий, функционирования гидроэлектростанций, создания судоходных глубин; в ряде случаев обобщенный попуск во много раз превышает заявки на изъятия воды из рек.

Наряду с нарастанием напряженности водохозяйственного баланса часть водных ресурсов растрачивается из-за нерационального использования. Так, на многих оросительных системах имеют место значительные потери воды на фильтрацию; водозаборные сооружения часто не оснащены водомерными сооружениями, что затрудняет контроль за режимом расхода воды на орошение и приводит к ее перерасходам воды. Поливная техника используется в значительной мере только в дневное время, что обусловливает холостые сбросы воды; низкое качество планировки орошаемых земель также приводит к перерасходам воды.

В промышленности недостаточными темпами внедряют маловодные и безводные технологические процессы. Значительные объемы воды приходится затрачивать на удаление технологических отходов, и здесь также имеются значительные резервы экономии воды за счет перехода на безотходную или малоотходную технологию.

Велики потери воды в коммунальном водоснабжении вследствие крайне низких тарифов из-за несовершенства водопроводных сетей и арматуры, отсутствия учета и контроля использования воды.

Большую трудность в решении задач водообеспечения приносит загрязнение природных вод.

До настоящего времени повсеместно речная сеть, и водоемы выполняют, роль систем для сбора, транспорта, захоронения и в какой-то степени очистки всех видов стоков (промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных). Отсюда все наиболее тяжелые и трудноразрешимые проблемы: «цветение» водоемов (из-за перегрузки органикой), вторичное загрязнение вод отложениями ранее выпавших загрязнений, необходимость разбавления загрязненных вод в соответствии с санитарными и рыбохозяйственными требованиями. Различают два вида использования водных ресурсов: водопользование и водопотребление.

Водопользование делится на общее и специальное. При водопользовании вода не изымается из водоема (рек, озер и др.) и не расходуется, а лишь используется для выполнения определенных функций. Водопользователями являются гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, лесосплав и т.п.

При водопотреблении вода забирается из водных объектов, причем часть ее теряется безвозвратно (например, испаряется), часть расходуется промышленностью и сельским хозяйством на производство продукции и др. Кроме того, при водопотреблении резко ухудшается в результате засорения и загрязнения качество той части воды, которая возвращается в реки и озера.

В современных условиях строгую границу между водопользованием и водопотреблением провести трудно. Поэтому при комплексном использовании водных ресурсов эти разновидности объединяют под общим термином -- водопользование. Качество используемой воды и потребность в ней зависят от вида водопользования. Наиболее стабильными водопользователями являются населенные пункты, которые используют воду наивысшего качества (из подземных источников или незагрязненных водоемов и водотоков). Постоянного во времени потребления воды требуют тепловые и атомные электростанции, а также промышленные предприятия с непрерывным циклом работы. Для орошения необходимы большие объемы воды лишь в течение вегетационного периода и при промывных поливах; для водного транспорта и лесосплава -- в период навигации; для рыбного хозяйства -- во время нереста рыб, причем очень чистая вода, в то время как для гидроэнергетики, судоходства и лесосплава качество воды практически не имеет значения. Таким образом, требования различных отраслей народного хозяйства к качеству, количеству и срокам подачи воды весьма разнообразны и нередко противоречивы, что существенно усложняет прогнозирование и распределение воды между различными водопользователями. Для нужд населения и народного хозяйства в РФ ежегодно забирается из природных водных объектов около 90 км³ свежей воды, в том числе около 10 км³ из подземных горизонтов. Около одной пятой этого объема потребляется безвозвратно или теряется при транспортировании в процессе использования. Сточные воды несут в себе отходы производства (сотни разновидностей органических и неорганических веществ в растворенном или взвешенном состоянии). Концентрации этих веществ зачастую превышают предельно допустимые концентрации (ПДК), и такие стоки перед сбросом в водоем разбавляют свежей водой до получения требуемых ПДК.

Для решения этой проблемы внедряются:

* Водосберегающие технологические процессы, в основу которых положены принципы использования технологических аппаратов, требующих небольшого количества воды;

• Новые эффективные методы очистки сточных вод;

• Замкнутые системы водного хозяйства с оборудованием для утилизации отходов и ценных компонентов.

Крупнейшим потребителем воды является орошаемое земледелие, которое создает гарантированный продовольственный фонд. На орошаемых угодьях возделываются рис, значительная часть овощей и фрукты. Всего на орошение сельскохозяйственных угодий расходуется около 10 % воды в год.

При решении задач комплексного использования водных ресурсов в сельском хозяйстве существует проблема, связанная с сокращением непроизводительных потерь воды (40 % объема теряется при фильтрации, испарении и сбросе). Важную роль в решении задач экономии водных ресурсов должно сыграть внедрение новых методов полива. При поверхностном поливе непроизводительные потери воды достигают 45 %, в то время как использование дождевальных машин с закрытой поливной сетью дает возможность уменьшить их до 10 %; повышение агротехнической культуры и совершенствование сельскохозяйственного производства наблюдаются при рациональном внесении удобрений и химикатов. В настоящее время наметилась тенденция к снижению водопотребления. Однако в районах с дефицитом водных ресурсов требуется использовать резерв воды за счет внедрения водосберегающих технологий, создания водопроводов с технической водой, нормирования лимитов водопотребления, охраны вод от загрязнения, использования минерализованных вод, рационального использования запасов подземных вод. Эти пути решения покрытия дефицита воды в ряде случаев являются более экономически и экологически приемлемыми, чем территориальное перераспределение водных ресурсов.

Для комплексного использования и охраны водных ресурсов в стране применяют системный подход к управлению процессами использования бассейнов рек. Для этого существует оперативный учет на базе современной технологии автоматического сбора информации, включая использование геостационарных искусственных спутников Земли.

• Задачи обеспечения крупных территорий местными водными ресурсами рассматриваются комплексно при совместном регулировании поверхностных и подземных вод с учетом их охраны от загрязнения и истощения.

Развитие экономического потенциала многих регионов страны связано с интенсивным использованием малых рек, являющихся основным, а порой и единственным источником местного водообеспечения. Интенсивная хозяйственная деятельность на водосборе нарушает условия формирования стока и гидрохимический режим малых рек. Если около половины суммарного объема речного стока страны, а в отдельных экономических регионах--до 90...95 % формируется в бассейнах малых рек, то становится очевидна роль малых рек в водообеспечении народного хозяйства и формировании водных экологических систем больших рек. В связи с этим остро стоит проблема социально-экологического развития водохозяйственных систем на малых речных бассейнах.

2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ РОССИИ

Первый водопровод в России был построен в 1596 г., а второй в Царском Селе в 1787 г., к 1911 г. их насчитывалось всего 205, то есть 80 % городов России водопроводов не имели.

В 1913 г. по данным обследования 227 водопроводов: 86 брали воду из родников и ключей, 81 -- из рек, 20 -- из артезианских 12 -- из фунтовых, 7 -- из аббисиновских колодцев, 21 -- из про чих источников [Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие/С.В.Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова, В.Н. Родин.- М. : Высшая школа 2005.]

Из речных водопроводов только 6,9 % имели отстойные, осадочные и очистительные бассейны, а 25,3 % вообще не имели никаких фильтров. Обследование вод различных пунктов (общим числом 1063), по данным земской статистики, дало следующие результаты: 50,0% общего числа городов -- с водой чистой, 11,2 % -- среднего качества, 11,0 % -- частично удовлетворительного, частично посредственного качества и 28,8 % -- неудовлетворительного качества.

Рисунок 1.Качество городских вод. [Составлено автором по материалам: Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие/С.В.Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова, В.Н. Родин.- М. : Высшая школа 2005.]

Строительству каждого водопровода в России предшествовали подробные обследования возможных источников водоснабжения и дискуссии наподобие Казанской (Винокуров, Соколов, Дегтярев, 1915; Будников, 1914; Карпов, Гоби, 1917; Цытович, 1915). Наибольший интерес как по масштабам исследования, так и по полноте проведенных анализов имели исследования источников водоснабжения в районе г. Москвы в 1912-1917 гг. (Дроздов, 1914).

Начало центрального водоснабжения г. Москвы относится к 1890--93 гг. До этого население города пользовалось водой из городских бассейнов, наполнявшихся артезианской водой из скважины у с. Мытищи, а большинство населения употребляло колодезную, речную и прудовую воды.

Первый Мытищинский водопровод, использовавший грунтовые воды бассейна р. Яузы около ст. Мытищи и подававший первоначально до 12,5 тыс. м³. воды в сутки, достиг максимального развития в 1903 г. (43 тыс. м³ /сутки), когда из-за истощения водоносных источников подача стала постепенно падать. В 1903 г. был открыт Москворецкий водопровод, и расход воды в г. Москве стал быстро расти, а в 1913 г. достиг 105 тыс. м³/сутки. (В годы империалистической войны, когда население и промышленность Москвы развивались очень высокими темпами, расход воды достиг в 1916 г. 164 тыс. м³/сутки) (Озеров, 1927).

Ввиду сильно увеличивавшегося потребления воды в г. Москве перед Управлением водопроводов в конце 1912 г. встал вопрос об изыскании новых источников водоснабжения.

Такими источниками могли служить р. Волга (от впадения р. Шоши до ст. Савелово), Ока (от Серпухова до Коломны), Москва с ее притоком Истрой и Рузой, на которых, предполагалось строительство водохранилищ для зарегулирования дебита рек Москвы и Клязьмы (от ст. Хлебниково до г. Богородска). Была разработана программа обследования рек, предусматривавшая кроме санитарных, геодезических и гидрологических исследований, подробные химические и бактериологические анализы проб воды, взятых с целью выяснения ее качества, в разных местах исследуемых рек, в разные времена года, а также анализы проб спускаемых в реки сточных вод.

Программа изысканий была представлена на рассмотрение «Комиссии по надзору за постройкой нового водопровода и канализации» и одобрена последней 30 января 1913 г. Общее руководство было возложено на главного инженера Московских водопроводов К. П. Карельских, а химические исследования были поручены заведующему Рублевской лабораторией С. А. Озерову.

С осени 1913 г. по февраль 1915 г. было совершено 130 экскурсий для взятия проб, из них: на Волгу -- 46, Оку -- 52, Москву -- 17, Клязьму -- 8 и на озера -- 7. При этом в лаборатории было сделано свыше 350 химических анализов воды.

На основании произведенных исследований полученные результаты резюмировались следующим образом:

· вода р. Волги как в районе с. Шоши, так и в районе Савелова, р. Оки выше г. Коломны, р. Москвы выше г. Можайска была признана свободной от загрязнения веществами животного происхождения. Единственным пороком москворецкой воды являлось усиление в ней во времена весенних паводков неприятного землистого или землисто-тинистого запаха, не поддающегося уничтожению химическими средствами и способного причинить иногда много беспокойства, как, например, весной 1911 г.

· вода р. Клязьмы, удовлетворительная по своему естественному составу, сближающему ее с водой р. Москвы, не могла быть признана пригодной для целей речного водоснабжения, так как носила явные следы промышленного загрязнения, намечающегося уже в фабричном районе ст. Щелково-Хомутово, хотя верховья р. Клязьмы, по-видимому, не имеют причин для постоянного загрязнения.

Полученные результаты были переданы для рассмотрения Комиссии, которая признала в 1916 г. необходимым в дополнение к произведенным в 1914--1915 гг. исследованиям изучить изменение свойств воды рек Оки и Волги в процессе их очистки. Подобные исследования проводились с августа 1916 г. по декабрь 1917 г. Затем они были прерваны, и к вопросу строительства в Москве нового водопровода вновь вернулись только в 1925 г.

Особый раздел в изучении состава природных вод этого периода составляют исследования, проводившиеся Министерством путей сообщения и управлениями дорог.

Эти работы носили довольно узкий характер -- изучение состава вод, питающих станции, а) Службой тяги для определения степени пригодности этих вод к использованию в паровых котлах; б) Службой пути для санитарной оценки пригодности вод для целей водоснабжения.

Главная особенность этих исследований:

· их привязанность в географическом отношении к полотну железной дороги;

· проведение одновременных исследований вод -- речных, озерных, грунтовых (артезианских и копаных колодцев) и т.п.

К сожалению, опубликованы данные лишь незначительной части собранных в ходе этих исследований материалов. Среди них сведения о составе вод артезианской скважины на ст. Увек (Погребов Н. Ф., 1914), ст. Пенза (Стопневич А., 1916), на линии Кахетинской железной дороги (Рябинин А. Н., 1912), 3-х колодцев Юго-Восточной железной дороги (Архипьянц У. А., 1908). Опубликованы также сведения о гидротехнических изысканиях вдоль железнодорожной линии Саратов-Миллерово (1910), Уральск-Илецк (1911), Уральск-Орск, предпринятых М. Л. Двинским (1911, 1913, 1914). Он приводит данные сокращенных химических анализов вод рек Урала, Оки, Дона с их притоками, рек Хопра, Медведицы и др., 4 озер Уральской области, а также колодцев и родников (в общей сложности -- 45 различных анализов). Все эти материалы содержат сведения о единичных определениях состава вод. Данные о систематических стационарных исследованиях приводятся только в статье «Состав вод источников (наземные воды), питающих станции Рязанско-Уральской железной дороги» С. И. Кошеляева (1916), в которой анализируются результаты, полученные в Саратовской химической Лаборатории Рязанско-Уральской железной дороги. С 1897 по 1915 гг. здесь был сделан 221 анализ вод, питающих станции этой дороги. Эти исследования проводились под руководством Н. И. Малинина, а впоследствии С. И. Кошеляева.

Методика отбора проб типична для всех исследований, проводившихся МПС. Пробы вод на анализ отбирались дорожными мастерами в объеме 1/4 ведра, и в посуде с притертой пробкой, опечатанной сургучом, доставлялись в лабораторию. В воде по единой методике определялись сухой остаток, величина жесткости (общей и постоянной), перманганатная окисляемость, а также Si0₂, Fe₂0₃+Al₂0₃, CaO, MgO, CI, Si0₃, NH₃, N₂0₃, N₂0₅.

Параллельно с исследованиями, базировавшимися на определенную химическую лабораторию, Комитетом железных дорог направлялись различные экспедиции (Тихонов, 1917; Данные анализов..., 1914). Так, в 1893 г. экспедиция Управления Западно-Сибирских железных дорог под руководством горного инженера В. В. Сакозича проводила изучение горько-соленых озер вдоль «Горькой линии Сибирского казачьего войска» от Омска до Пстропааловска (Сакович, 1894). В ходе этих работ была выяснена полная непригодность этих вод для водоснабжения железных дорог: величина жесткости более чем в 5 раз превышала допустимую. I) связи с этим были также исследованы подземные воды артезианских колодцев вдоль полотна Западно-Сибирской железной дороги.

3. ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

3.1 ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

Современные системы водоснабжения городов и населенных мест представляют собой сложные технические системы, обеспечивающие прием природной воды, ее очистку с последующей подачей и распределением воды потребителям.

Наиболее распространены многофункциональные системы водоснабжения, предназначенные для питьевого, бытового, хозяйствено-производственного и противопожарного водоснабжения.

Годовое потребление воды распределяется основными потребителями системы городского водоснабжения следующим образом, %: хозяйственно-питьевые нужды населения -- 56 (для приготовления пищи и питья -- 30, для стирки -- 10, для пользования ваннами -- 30, для работы смывных бачков -- 30); нужды общественных зданий -- 17; промышленные нужды -- 17; пожарные -- 3; городские нужды (поливка улиц и зеленых насаждений, рабочих фонтанов и др.) -- 1 и прочие -- 6. [ Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие/С.В.Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова, В.Н. Родин.- М.: Высшая школа 2005.]

Состав и свойства питьевой воды при любом типе водоисточника, способе обработки и конструктивных особенностях водопроводной сети должны обеспечивать безопасность в эпидемиологическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства. Технические и гигиенические требования и нормы, предъявляемые к питьевой воде, регламентирует ГОСТ 2874--82 и СанПиН № 4630--88.Среднесуточное водопотребление служит отправной точкой определения расчетного расхода воды, который необходим для удовлетворения потребности населения в любое время года, месяца, недели, включая сутки наибольшего водопотребления.

Параметры водопроводных сооружений систем водоснабжения городов и населенных мест рассчитывают на определенный расчетный период, который может включать несколько очередей строительства, учитывающих перспективу развития города и повышение уровня благоустройства потребителей воды.

Расход воды, на прохождение которой рассчитывают элементы системы водоснабжения, изменяется в течение кварталом года, месяцев сезона, часов суток и минут часа. Эти колебания водопотребления необходимо учитывать при проектировании системы водоснабжения с заданным уровнем благоустройства Рост численности населения и увеличение норм водопотребления поддаются прогнозу.

Данные о прогнозе развития города учитывают в процессе проектирования новых систем водоснабжения путем резервирования дополнительных площадей для развития тех или иных цементов, предусмотренных очередностью строительства. Сезонные изменения водопотребления определяют главным образом миграция населения и климатические факторы, характерные для заданного места расположения города.

Параметры водопроводных сооружений системы рассчитываются таким образом, чтобы удовлетворить потребности населении к воде в период сезонных циклов. При подборе насосного оборудования и особенно при технико-экономическом расчете водоводов и водопроводных сетей учитывают кратковременно п, периодов максимального водопотребления.

Суточные и часовые колебания расходов воды являются результатом неравномерности потребления воды в городе. Неравномерность потребления воды в дни недели обусловлена укладом жизни города и связана главным образом с чередованием рабочих и нерабочих дней и в значительной мере зависит от производственного профиля города или населенного места. Водопроводные сооружения системы водоснабжения должны иметь достаточную производительность для гарантированной подачи воды в сутки «максимального водопотребления». При этом допускается форсированный режим работы -- повышенные скорости движения воды в трубах водопроводных сетей, им ход насосов из зоны оптимальных значений коэффициентов полезного действия, повышенный расход реагентов на очистных "сооружениях и т. п. Форсированный режим работы системы в сутки и максимального водопотребления оправдывается тем, что в сутки «среднего водопотребления», составляющего значительную часть работы водопроводных сооружений, насосы находятся и оптимальном режиме эксплуатации. В значительной степени на режиме работы системы отражается часовая неравномерной, водопотребления.

Водопотребление зависит от степени благоустройства здании, численности населения и климатических условий населения пункта или города. Неравномерность водопотребления наблюдается в течение суток: максимальный расход воды -- в середине дня, минимальный -- ночью. Существенно возрастает водопотребление в праздничные и предвыходные дни.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды колеблется и даже в течение часа. При расчете водопотребления в населенных пунктах используют коэффициенты суточной к_сут и часовой неравномерности, которые выражают отношение максимального потребления воды к среднему ее потреблению в течение суток и часа соответственно. Нормы удельного водопотребления в зависимости от степени благоустройства зданий регламентируются.

Расход воды на поливку принимают в зависимости от типа покрытия территории, способа ее поливки, вида растений и насаждений, климатических и других местных условий. Расход колеблется от 0,3 до 15 л/м².

Распределение расходов воды по часам суток в населенных пунктах, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях принимают на основании расчетных графиков водопотребления. При построении таких графиков исходят из принимаемых и проекте технических решений, исключающих совпадение по времени максимальных отборов воды на различные нужды.

Потребность человека в воде определяется путем статистической обработки данных, полученных на основе медико-гигиенических исследований. В диаргамме представлены результаты этих исследований.

Рисунок 2. [Составлено автором по материалам :Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие/С.В.Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова, В.Н. Родин.- М.: Высшая школа 2005.]

В современных условиях среднее удельное водопотребление в городах и населенных пунктах составляет около 250 л/(сут * чел). В настоящее время разработаны мероприятия по приостановинию роста водопотребления. Сокращение норм коммунального водоснабжения позволит уменьшить общие потребности в воде.

С целью сокращения непроизводительных расходов воды (утечек воды через неплотности труб, арматуры и санитарно-технического оборудования жилых и общественных зданий) рекомендуется регулировать напор воды в зданиях в зависимости от их высоты (применение систем зонирования по требуемой величине напора, исключение чрезмерных напоров воды, использование совершенной запорно-пусковой арматуры, внедрение насосно-силового оборудования с регулируемой частотой вращения и др.).

Коммунально-бытовое водопотребление предъявляет чрезвычайно высокие требования к качеству воды и к бесперебойной ее подаче. В первую очередь и при любых экстремальных условиях люди должны быть обеспечены водой. Эти требования узаконены «Основами водного законодательства» в виде приоритета использования воды для снабжения населения.

3.2 ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Водоотведение (сброс сточных вод) -- удаление сточных вод за пределы населенного пункта, предприятия или других мест использования. Сточные воды отводятся в водоемы, подземные горизонты или бессточные впадины на очистку, а также на очистные сооружения других организаций.

В процессе жизнедеятельности человека вода загрязняется веществами органического и минерального происхождения. Изменяются и ее физические свойства. Такие воды принято называть сточными.

3.2.1 СТОЧНЫЕ ВОДЫ

В процессе жизнедеятельности человека вода загрязняется веществами органического и минерального происхождения. Изменяются и ее физические свойства. Такие воды принято называть сточными.

Сточные воды представляют собой жидкие отходы, образующиеся в результате бытовой и производственной деятельности людей, а также организованного удаления с территорий атмосферных осадков и подразделяются:



Рисунок 3. Виды сточных вод.

Сточная вода служит благоприятной средой для развития разнообразных микроорганизмов, в том числе и патогенных, являющихся возбудителями и распространителями инфекционных заболеваний. Загрязняя окружающую среду, сточные воды одновременно создают условия для возникновения болезней человека и эпидемий. В сточных водах могут содержаться и токсические вещества (кислоты, щелочи, соли и др.), способные вызнать отравление живых организмов и гибель растений. В сточных водах содержатся также загрязнения минерального, органического и бактериального происхождения. Степень их загрязнения определяется показателями санитарно-химического анализа К ним относятся ВПК, ХПК, перманганатная окисляемость, содержание биогенных элементов, реакция среды, температура.

В городах расход бытовых вод с 1 га площади кварталов равен 0,3...2 л/с (удельный расход) или 10...600 тыс. м³Дод. В водоотводящую сеть они поступают сравнительно неравномерно. Наибольший расход за 1 ч, может превышать средний расход в сутки в 1,4...2,5 раза, а наименьший -- может быть меньше сред» него расхода в сутки в 1,5...2,5 раза. Следовательно, расходы по часам суток могут изменяться в 2...5 раз.

Производственные сточные воды различных отраслей промышленности содержат различные загрязнения и различные их концентрации.

Для решения вопроса сбора, отведения и обезвреживания атмосферных осадков важное значение приобретает анализ повторяемости месячных и сезонных сумм осадков различной величины и суточный максимум осадков (мм) различной обеспеченности.

В дождевых водах содержится значительное количество не- растворенных минеральных органических примесей.

Необходимость строительства водоотводящих систем диктуется санитарными требованиями и стремлением к улучшений жилищно-бытовых условий.Комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, предназначенных для сбора, отвода (транспортирования) за пределы обслуживаемых объектов, очистки, обезвреживания и обеззараживания загрязненных сточных вод и выпуска их в водоемы, называется водоотводящей системой. Водоотводящие системы также обеспечивают отвод и очистку вод, образующихся вследствие выпадения атмосферных осадков и таяния снега.

Водоотводящая система (рис. 3.1) содержит следующие элементы: водоотводящую систему в зданиях и внутриквартальные водоотводящие сети; внешнюю водоотводящую сеть; регулирующие резервуары; насосные станции и напорные трубопроводы; очистные сооружения; выпуски очищенных сточных вод в водоём и аварийные выпуски; дождеприемники; ливнеспуски.

Отличие по составу и свойствам загрязнений бытовых производственных и дождевых сточных вод обусловливает разные методы их очистки, а также необходимость раздельного их отведения. Системы подразделяют на общесплавные, разделённые и комбинированные.

В свою очередь, раздельные системы подразделяются на полные раздельные, неполные раздельные и подури пильные.

Общесплавная система водоотведения имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных вод всех видов бытовых, производственных и дождевых (рис. 3.2). Общесплавная система имеет на главном коллекторе ливнеспуски, через которые часть смеси сточных вод сбрасывается в водоем. Объём сточных вод и количество загрязнений, сбрасываемых в водоём, ограничиваются расходом воды в реке и её самоочищающей способностью

Рисунок 3.1. Схема водоотведения: РНС - районная насосная станция; ГНС -- главная насосная станция; ОС -- очистные сооружения ПП - промышленное предприятие; 1 -- граница города; 2-- внешняя водоотводящая часть трубопровода; 3 -- ливнеспуски; 4 -- дюкер; 5--напорные трубопроводы; 6 - выпуск очищенных сточных вод; 7--линии водоразделов

Рисунок 3.2. Общесплавная система водоотведения: 1 -- уличная сеть; 2 -- дождеприемник; 3 -- главный коллектор; 4 -- ливнеспуск; 5 -- ливнеотвод; 6-- нагорная канава; 7--заводская сеть; 8-- сооружения по очистке сточных вод, 9-- сооружения доочистки сточных вод; 10-- выпуск

3.3 НЕПОЛНАЯ И НЕПОЛНАЯ РАЗДЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ВОДОТВЕДЕНИЯ

Полная раздельная система водоотведения имеет несколько водоотводящих сетей, каждая из которых предназначена для отвода сточных вод определенного вида (бытовых вод от города, производственных и дождевых вод).

Для очистки производственных сточных вод предусматриваются специальные очистные сооружения. Производственные сточные воды могут очищаться частично или полностью, поэтому они либо направляются для доочистки на очистные сооружения города, либо сбрасываются в водоем. Возможно и повторное использование очищенных вод (частично или в полном объеме). В последние годы в некоторых отраслях промышленности повторно используются дождевые воды. Для этого они должны также подвергаться очистке, которая возможна совместно с очисткой производственных вод. В ряде отраслей промышленности возможно использование очищенных бытовых сточных вод для производственных целей.

Система водоотведения должна обеспечивать очистку наиболее загрязненной части поверхностного стока, образующегося в период выпадения дождей, таяния снега и мытья дорожных покрытий, т. е. не менее 70 % годового стока для селитебных территорий и площадок предприятий, близких к ним по загрязненности.

Неполная раздельная система водоотведения имеет лишь одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода загрязненных бытовых и производственных сточных вод и называемую производственно-бытовой сетью. Отвод дождевых вод в водоем предусматривается по открытым лоткам, кюветам и канавам. Неполную раздельную систему водоотведения устраивают лишь для небольших объектов.

3.4 ПОЛУРАЗДЕЛЬНАЯ И КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ

Полураздельная система водоотведения имеет две водоотводящие сети -- производственно-бытовую и дождевую. В местах пересечения этих сетей устраивают разделительные камеры. При сравнительно малых расходах воды в дождевой сети камеры перепускают весь расход дождевых вод в главный коллектор производственно -бытовой сети; при сравнительно больших расходах они перепускают в производственно-бытовую сеть лишь часть воды, но протекающей по трубам в донной части. При больших расходах воды в дождевой сети (в период сильных Ливией) менее загрязненные дождевые воды отводятся в водоем без очистки. Принцип работы разделительной камеры, основан на учете различной степени отлета струи воды с уступа при разных скоростях движения воды в коллекторе при небольшом и значительном наполнениях.

Комбинированной системой водоотведения называют такую систему, при которой обслуживаемый объект в одной части оборудован общесплавной системой, а в другой -- полной раздельной системой. Комбинированные системы складывались исторически. В развивающихся городах, имеющих общесплавную систему, часто трубопроводы перегружаются в результате при- соединения внутриквартальных сетей от новых зданий. Развитие сети при реконструкции системы водоотведения иногда решают путем строительства новых трубопроводов дождевой сети. Старую же сеть используют как бытовую или производственно-бытвую. Так, в развивающейся части города может сложиться полная раздельная система, а в нереконструируемой -- обще-силавная система.

Каждая из систем водоотведения имеет достоинства и недостатки. Выбор оптимальной системы водоотведения для объектов с различными конкретными условиями проектирования представляет сложную, но очень важную задачу, решение которой позволяет обеспечить наиболее высокое санитарное состояние обслуживаемого объекта и водоема при минимальных затратах на ее строительство и эксплуатацию.

водоснабжение водоотведение город очистка вод

4. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

В обжитых районах РФ, где проживает большая часть населения и сконцентрированы основная промышленность и сельскохозяйственное производство, речной сток составляет порядка 20 %. Это обстоятельство предопределяет водохозяйственную политику по водообеспечению народного хозяйства. Важная роль при этом отводится внедрению прогрессивных технологий рационального водопользования, регулированию стока рек, интенсификации использования подземных вод с последующим восполнением их запасов.

В нашей стране существует единая водохозяйственная система, требующая больших финансовых, материальных и трудовых затрат.

До недавнего времени воду воспринимали как бесплатный и неистощимый дар природы. В наши дни во многих регионах страны пресной воды уже не хватает, а потребности в ней растут.

Различают два вида использования водных ресурсов: водопользование и водопотребление.

Основными задачами в области рационального использования и охраны водных ресурсов является разработка:

· современных методов изучения режима вод суши и их качества (включая дистанционные с использованием космической техники);

· математических моделей гидрологического цикла и его составляющих для оценки возможного изменения режима и ресурсов природных вод под влиянием изменения климата, в том числе обусловленных хозяйственной деятельностью;

· достоверных методов прогноза динамики водопотребления в условиях научно-технического прогресса;

· эффективной государственной политики в области водообеспечения и охраны природных вод от загрязнений;

· комплексной программы мероприятий по борьбе с нарастанием минерализации рек, сток которых интенсивно используется для орошения, и охране от засоления подземных вод;

· методики учета водного фактора при размещении производительных сил;

· вопроса о введении платы за специальное водопользование (включая использование водных объектов для сброса загрязненных или термальных вод);

· методики учета социальных процессов и запросов при проектировании мероприятий, оказывающих влияние на режим водных объектов;

· общих и региональных зависимостей между функционированием водных и околоводных экосистем, с одной стороны, и характеристиками режима водных объектов -- с другой;

· методики оптимального управления режимом естественных и искусственных водных объектов в условиях комплексного использования водных ресурсов;

· комплексной программы территориального перераспределения водных ресурсов;

· международных программ по изучению динамики водных ресурсов, теории управления, а также по проблемам использования международных водных ресурсов.

Заключение

Развитие экономического потенциала многих регионов страны связано с интенсивным использованием малых рек, являющихся основным, а порой и единственным источником местного водообеспечения. Интенсивная хозяйственная деятельность на водосборе нарушает условия формирования стока и гидрохимический режим малых рек. Если около половины суммарного объема речного стока страны, а в отдельных экономических регионах--до 90...95 % формируется в бассейнах малых рек, то становится очевидна роль малых рек в водообеспечении народного хозяйства и формировании водных экологических систем больших рек. В связи с этим остро стоит проблема социально-экологического развития водохозяйственных систем на малых речных бассейнах.

Это показывает актуальность и остроту проблемы водообеспечения и водопользования на современном этапе и необходимость повышения эффективности водосберегающих и водоохранных мероприятий, направленных на защиту водоемов от загрязнения и истощения, на внедрение малоотходных технологических процессов, а также на разработку новых методов и сооружений по очистке производственных и городских сточных вод.

В ближайшее время потребность в комплексном использовании водных ресурсов возрастет из-за необходимости решать не только задачи развития водохозяйственного комплекса, но и задачи по реконструкции уже достаточно устаревших водных систем в рамках рыночной экономики. Надо сделать так, чтобы специалисты осуществляли выбор водопроводных и водоотводящих систем для населенных мест и промышленных предприятий, с учетом санитарных, технических, экологических, социальных и экономических требований.

Успешное решение этих задач возможно при условии знания закономерностей природных явлений и разумного их использования.

Список использованных источников

1. Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие/С.В.Яковлев, И.Г. Губий, И.И. Павлинова, В.Н. Родин.- М.: Высшая школа 2005.

2. Широкова В. А. История гидрохимии: поверхностные воды суши России (начало XVIII -- середина XX вв.). -- М.: Изд-во ЗАО «Полиграфия», 1998. 3.Мишон В. М. Поверхностные воды Земли: ресурсы, использование и охрана: Учебное пособие. -- Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1996.--220с. 4.Энциклопедия Саратовского края (в очерках, фактах, событиях, лицах Саратов): Приволжское кн. изд-во, 2002. - 688 с.

Размещено на Allbest.ru