Самотечная канализация

Установка самотечной канализации, иллюстрирующая значительную глубину раскопок, часто необходимую для поддержания благоприятного уклона.

Вид самотечного канализационного стока, если смотреть вниз, в открытый санитарный люк .

Самотечная канализация — это канал, использующий энергию, возникающую в результате разницы высот, для удаления ненужной воды. Термин «канализация» подразумевает удаление сточных вод или поверхностных стоков, а не воды, предназначенной для использования; а термин «гравитация» исключает движение воды, вызванное через напорные магистрали или вакуумную канализацию . Большинство канализационных коллекторов являются самотечными, поскольку гравитация обеспечивает надежное движение воды без затрат энергии при благоприятных уклонах. Самотечная канализация может стекать в отстойники , где требуется откачка либо для переброски сточных вод в отдаленное место, либо для подъема сточных вод на более высокую высоту для входа в другой самотечный коллектор, а подъемные станции часто требуются для подъема сточных вод на очистные сооружения . Самотечная канализация может быть бытовой , комбинированной , ливневой или сточной .

Гидравлика самотечной канализации

Системы самотечной канализации обычно напоминают региональную схему стока: большие магистральные канализационные коллекторы в каждой долине получают сток из меньших боковых канализационных коллекторов, идущих вверх по склонам холмов. Канализационные системы на сравнительно ровной местности требуют тщательного планирования и строительства, чтобы минимизировать потери энергии при свободном падении, резких поворотах или турбулентных соединениях. На каждом участке канализационной трубы должна регулярно наблюдаться минимальная скорость, необходимая для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии и предотвращения закупорки из-за осаждения твердых частиц в зонах с низкой скоростью. Однако для канализационных систем в холмистых районах могут потребоваться функции рассеивания энергии, чтобы избежать повреждения канализационных сетей из-за высоких скоростей жидкости и размывающего воздействия песчанистых твердых частиц в турбулентном потоке . Крытые канализационные коллекторы прокладываются ниже линии замерзания , чтобы избежать замерзания, и на достаточной глубине, чтобы принимать самотек от предполагаемых источников сточных вод. Длинные гравитационные канализационные коллекторы могут потребовать значительной глубины раскопок или прокладки туннелей для поддержания приемлемых уклонов возле канализационного выпуска.

Накачивание альтернатив гравитации

Наличие надежных насосов позволяет поднимать скопления воды в самотечную канализацию из коллекторных отстойников в выработках, таких как шахты или фундаменты зданий; но стоимость откачки поверхностного стока не поощряет использование насосных станций в ливневой канализации или комбинированной канализации. Капитализированные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание подъемных станций и источников аварийного электроснабжения обычно оправдывают значительные первоначальные затраты на земляные работы или прокладку туннелей для строительства самотечной канализации. Очистка сточных вод наиболее эффективна в централизованных местах; очистных сооружений и откачка часто требуется для подъема сточных вод с более низких отметок к головным сооружениям . Конструкции, называемые регуляторами, позволяют переливаться в самотечную канализационную канализацию, когда пиковый расход в комбинированной канализации превышает производительность насосов. Предпочтение отдается канализации для экономичной откачки сточных вод, когда требуется их очистка. При благоприятных условиях предпочтительнее использовать самотечную канализацию, но подъемные станции часто перемещают сточные воды на очистные сооружения.

Вакуумная канализация имеет постоянное отрицательное давление; благодаря совершенствованию технологий они стали более сопоставимы с самотечной канализацией по затратам на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также дешевле в установке.

История

Дополнительная информация: История водоснабжения и канализации.

Самые ранние канализационные трубы представляли собой канавы для удаления стоячей воды из грязных мест, где сухая почва была предпочтительнее для деятельности человека. Ранние канализационные коллекторы выполняли функцию, аналогичную современным ливневым канализациям (иногда называемым ливневыми канализациями). Комбинированные канализационные коллекторы возникли в результате практики использования потока в ранних дренажных канавах для удаления других отходов, включая тягловых животных фекалии . Канализационные трубы стали неприятными, поскольку концентрация отходов увеличилась в населенных пунктах с высокой плотностью населения. водопропускные трубы Для перекрытия агрессивных жидкостей были установлены . Зажиточные общины использовали каменную и кирпичную кладку для покрытия ранних канализационных коллекторов. Терракотовые трубы использовались для канализационных сетей небольшого объёма. Часть канализации, выходящая в природный водоем, называется водосбросом .

Улучшенные канализационные материалы

Старые кирпичные самотечные канализационные коллекторы, подобные этому, обычно заменяются железобетонными.

Промышленная революция увеличила плотность населения в промышленных районах и произвела трубы, полезные для систем канализации, канализации и канализации. Самотечную канализацию собирают из чугунных труб , глиняных труб , сборных железобетонных труб, асбестоцементных труб и пластиковых труб . Хотя некоторые старые канализационные коллекторы с кирпичной кладкой продолжают использоваться, в новых канализационных коллекторах диаметром более 1 метра (39 дюймов) обычно используется железобетон . Гофрированные металлические трубы можно использовать для ливневой канализации или сточных вод с таким же низким риском возникновения коррозионных условий. Некруглые сечения могут иметь преимущества для канализационных труб большого диаметра.

Ссылки

Источники

• Эббетт, Роберт В. (1956). Американская практика гражданского строительства . Том. II. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.
• Сталь, РЭБ; МакГи, Теренс Дж. (1979). Водоснабжение и канализация (Пятое изд.). Нью-Йорк: Книжная компания McGraw-Hill. ISBN  0-07-060929-2 .
• Окунь, Дэниел А. (1959). Проектирование очистных сооружений . Американское общество инженеров-строителей и Федерация по контролю за загрязнением воды.
• Уркарт, Леонард Черч (1959). Справочник по гражданскому строительству . Том. II (Четвертое изд.). Нью-Йорк: Книжная компания McGraw-Hill.
• Проектирование и строительство санитарной и ливневой канализации . Нью-Йорк: Американское общество инженеров-строителей. 1970.