Принцип устройства городской канализации — это сложная многоуровневая инженерная система, работающая по принципу «собрать, переместить, очистить, вернуть в природу». Она состоит из трех основных звеньев: внутренних сетей зданий, наружных трубопроводов и коллекторов и очистных сооружений .
Ниже приведена схема устройства и принципа работы.
Устройство и принцип работы городской канализации
1. ТИПЫ СТОЧНЫХ ВОД И ВИДЫ СИСТЕМ
В городе образуется три основных вида стоков, и для них исторически сложились разные способы отведения :
Тип канализации: хозяйственно-бытовая, ливневая (дождевая), производственная
Источник стоков: раковины, унитазы, ванны в жилых домах и офисах, дождь, талый снег, полив улиц, промышленные предприятия.
Конечный пункт: городские очистные сооружения, ближайший водоем (река, озеро), локальные или городские очистные.
По способу организации сетей различают три ключевые схемы:
- Общесплавная: Все стоки (бытовые и дождевые) идут по одной трубе на очистные. Это создает колоссальную нагрузку во время ливней.
- Раздельная: Две независимые сети (бытовая и ливневая). Это самый распространенный современный стандарт .
- Полураздельная: Две сети, но они соединяются в общем коллекторе. Первая, самая грязная порция дождевой воды направляется на очистку, а остальная масса — в водоем .
2. ВНУТРЕННЯЯ СЕТЬ И НАЧАЛО ПУТИ
Путь сточной воды начинается с слива в квартире. Далее она проходит через систему стояков внутри здания. В подвале дома стояк переходит в горизонтальную выпускную трубу, которая выходит из здания под землей (ниже глубины промерзания грунта, обычно от 0,5 м) .
- Первый колодец: Это граница ответственности. Здесь поток замедляется, и крупный мусор частично задерживается, защищая магистраль от засоров.
3. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И ТРАНСПОРТИРОВКА
Это огромная подземная сеть труб и коллекторов (диаметр некоторых коллекторов достигает 1,1 метра и более) .
- Самотек (Гравитация): Основа основ. Трубы укладываются под уклоном, чтобы вода текла сама. Проектировщики скрупулезно рассчитывают эти уклоны (используя таблицы Лукиных), чтобы скорость потока была достаточной для смыва песка, но не разрушала трубы (оптимально 0,7–1,5 м/с) .
- Насосные станции перекачки (КНС) : Если рельеф местности не позволяет воде течь самотеком (например, низина), строят насосные станции. Они поднимают стоки выше по рельефу, сбрасывая их обратно в самотечный коллектор .
4. ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Вопреки распространенному мнению, канализация не заканчивается сбросом в реку. Грязная вода проходит через гигантский природно-промышленный комплекс в три этапа :
1. Механическая очистка («Песколовки и решетки»):
Вода проходит через решетки, которые задерживают всё: от тряпок и салфеток до... стиральных машин и матрасов (такие находки — реальность для работников станций) . Затем вода замедляется в песколовках, и мелкие частицы песка выпадают в осадок.
2. Биологическая очистка («Живые бактерии»):
Это сердце станции. Вода поступает в огромные резервуары (аэротенки), куда закачивают воздух. В этой «каше» из воды, активного ила и кислорода микроорганизмы поедают органические загрязнения, делая воду прозрачной .
3. Обеззараживание:
Даже чистая визуально вода кишит бактериями. Ее обрабатывают ультрафиолетом или хлором, убивая патогены.
Ливневка имеет отдельный упрощенный цикл очистки: она проходит через нефтеуловители, масляные фильтры и отстойники, чтобы бензин и реагенты не попали в реку .
5. ВОЗВРАТ В ПРИРОДУ
После полного цикла очистки технически чистая вода сбрасывается в естественные водоемы (реки, озера). Осадок, оставшийся после очистки (обезвоженный ил), либо сжигают, либо используют как удобрение .
Важный нюанс о ливневке: Огромная проблема современных городов — точечная застройка. Застройщики экономят на ливневках внутри кварталов и сбрасывают дождь с крыш на проезжую часть. В итоге городская ливневка, рассчитанная только на дорогу, захлебывается, а дождевая вода в поисках стока начинает течь в люки бытовой канализации, перегружая очистные сооружения .
Таким образом, современная городская канализация — это не просто трубы, а единый высокотехнологичный механизм водоотведения, главная задача которого — вернуть природе воду чище, чем та, что была забрана из нее на нужды города.