Как работают современные канализационные системы
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Сила притяжения. Это определяющий принцип физики на Земле. Он влияет почти на все во Вселенной. Это также влияет на то, как отходы попадают из туалета или умывальника в очистные сооружения. Канализационные системы в основном являются чудесами современной инфраструктуры. Еще в старину в городах была открыта канализация, где отходы стекали открытыми каналами на городские улицы. Можно только вообразить тот ужас…
Сегодня мы гораздо цивилизованнее: используется наружная канализация, то есть отходы транспортируются от помещения к месту переработки трубопроводной системой.
Канализационные системы необходимы для современной сантехники. Каждый раз, когда вы смываете унитаз, пользуетесь раковиной или принимаете душ, вы создаете жидкие отходы разного химического состава, которые нужно транспортировать и должным образом обработать. Вы можете просто слить их в септик, но эти резервуары требуют технического обслуживания (например, нужна регулярная и профессиональная чистка канализации) и испытывают множество других проблем, когда их массово интегрируют для современных городов. Мы должны управлять своими отходами, потому что, ну… воняет. Они содержат также смертоносные бактерии и другие опасные химические вещества, которые могут резко негативно влиять на окружающую среду.
Городские системы сточных вод
Городские системы сточных вод нужны в густонаселенных районах, чтобы вам не пришлось столкнуться с соседскими… отходами. В идеальной среде канализационные системы полностью управляются гравитацией, что означает, что трубы склоняются вниз от источника (умывальника, туалета) к очистным сооружениям. Трубы соединяются между собой специальными соединениями, которые в среде сантехников называются фитингами.
Это делается из-за того, что в сточных водах много твердых веществ, что затрудняет перекачку. В сточных водах также много бактерий и химических веществ, и когда мы проталкиваем их через турбулентные среды, такие как насосы, они могут создавать опасные и смертельные газы, такие как сероводород.
В идеальной канализационной системе трубы от каждого дома или здания стекают в канализационную магистраль, обычно проходящую вдоль дороги или под ней.
Основная инфраструктура канализации
В каждом канализационном трубопроводе имеются периодические вертикальные трубы, которые стыкуются с землей люками. Эти точки доступа расположены на расстоянии до труб и нужны на случай, если проблема возникает в магистрали канализации.
Канализационные магистрали будут стекать в постепенно все большие трубы, поскольку они будут накапливать все больше сточных вод, пока они не достигнут очистных сооружений. Обычно эти установки находятся в низко расположенных районах, что значительно облегчает работу инженеров по проектированию канализационных систем. (К слову в последнее время специалисты все чаще прибегают к такому методу как видеодиагностика труб канализации, позволяющая вовремя увидеть место потенциальных поломок в трубах, что может повлечь весьма неприятные последствия).
Однако все эти разговоры о канализационной системе с гравитационным представлением являются идеальным сценарием. Что произойдет, если ваш дом находится ниже высоты очистной постройки? Ответ очевиден: нужно давление.
Давление создается с помощью специальных насосов или подъемных станций для перекачки сточных вод через холмы. Эти станции собирают сточные воды с более низких высот и используют насосы, чтобы поднять их на необходимую высоту, где они могут гравитационно вытекать оттуда наружу. Эти насосы специально разработаны для обработки большого количества твердых веществ, таких как туалетная бумага и смывающиеся салфетки.
Эти места перекачки, как правило, находятся в местах с относительно низким уровнем высоты из-за их природы, и, вероятно, они будут иметь небольшое здание для размещения оборудования. Обычно их размещают вдали от человеческой популяции, поскольку они имеют неприятную привычку взрываться или, по меньшей мере, производить опасный сероводород из-за турбулентной сточной воды.
Канализационные системы, по сути, представляют собой кучу наклонных трубных стоков, вывозящих отходы из вашего дома на очистные сооружения. Иногда попадаются насосы, но в большинстве своем всю работу выполняет гравитация.