История водоснабжения и водоотведения — History of water supply and sanitation

История водоснабжения и водоотведения — History of water supply and sanitation

История водоснабжения и канализация является одним из логистической задачи обеспечить чистую воду и санитарные системы на заре цивилизации . Там, где не хватало водных ресурсов, инфраструктуры или систем санитарии, распространялись болезни, и люди заболевали или умирали преждевременно.

Первоначально крупные населенные пункты могли развиваться только там, где было много пресной поверхностной воды, например, возле рек или природных источников . На протяжении всей истории люди изобрели системы, позволяющие сделать водоснабжение своих сообществ и домашних хозяйств, а также удаление (а позже и очистку ) сточных вод более удобным.

Исторически основное внимание при очистке сточных вод уделялось транспортировке неочищенных сточных вод в естественный водоем, например, в реку или океан , где они растворялись и рассеивались. Ранние человеческие жилища часто строились рядом с источниками воды. Реки часто использовались в качестве грубой формы естественного сброса сточных вод.

За тысячелетия технологии резко увеличили расстояния, на которые можно перемещать воду. Кроме того, были улучшены процессы очистки питьевой воды и очистки сточных вод.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Предыстория

• 4.1 Канализационные системы

Предыстория

В эпоху неолита люди вырыли первые постоянные колодцы с водой , откуда сосуды можно было наполнять и переносить вручную. Колодцы, выкопанные около 6500 г. до н.э., были найдены в Изреельской долине . Размер населенных пунктов во многом зависел от наличия поблизости доступной воды.

Примитивная внутренняя, облицованная корой деревьев, двухканальная, каменная, пресная и канализационная система, по-видимому, использовалась в домах Скара Брей и поселения Барнхаус примерно с 3000 г. до н.э., наряду с клеточным анклавом в нескольких дома Скары Брей, которые, как предполагалось, могли функционировать как ранние крытые туалеты .

Повторное использование сточных вод

Повторное использование сточных вод — это древняя практика, применяемая с незапамятных времен и связанная с развитием санитарии. Повторное использование неочищенных городских сточных вод практикуется на протяжении многих веков с целью отвода человеческих отходов за пределы городских поселений. Точно так же использование бытовых сточных вод в земле — это старая и распространенная практика, которая прошла разные стадии развития.

Бытовые сточные воды использовались для орошения доисторическими цивилизациями (например, месопотамской , долиной Инда и минойской ) с бронзового века (примерно 3200–1100 гг. До н.э.). После этого сточные воды использовались для удаления , орошения и удобрения эллинскими цивилизациями, а затем римлянами в районах, прилегающих к городам (например, Афины и Рим).

Бронзовый и ранний железный век

Древняя Америка

В древнем Перу , что люди Наска использовали систему взаимосвязанных скважин и подземный водоток , известный как Пукиос .

Древний Ближний Восток

Месопотамия

Жители Месопотамии познакомили мир с глиняными канализационными трубами около 4000 г. до н.э., причем самые ранние образцы, найденные в храме Бел в Ниппуре и в Эшнунне , использовались для удаления сточных вод с участков и сбора дождевой воды в колодцы. Город Урук также демонстрирует первые образцы туалетов , построенных из кирпича , начиная с 3200 г. до н. Э. Глиняные трубки позже стали использовать в хеттском городе Хаттуса . Они имели легко снимаемые и заменяемые сегменты и допускали чистку.

Древняя Персия

Первые системы канализации в доисторическом Иране были построены недалеко от города Забол . Персидские кяризы и абы anbars была использована для водоснабжения и охлаждения .

Древний Египет

С. 2400 г. до н.э. , пирамида Сахуре и прилегающий храмовый комплекс в Абусире были обнаружены с сетью медных дренажных труб.

Древняя Восточная Азия

Древний Китай

Некоторые из самых ранних свидетельств наличия колодцев находятся в Китае. Китайцы эпохи неолита открыли и широко использовали глубоко пробуренные грунтовые воды для питья. Китайский текст «Книга перемен» , первоначально представлявший собой гадальный текст династии Западная Чжоу (1046-771 гг. До н.э.), содержит запись, описывающую, как древние китайцы поддерживали свои колодцы и защищали свои источники воды. Археологические данные и старые китайские документы показывают, что доисторические и древние китайцы обладали способностями и навыками рыть глубоководные колодцы для питьевой воды еще 6000-7000 лет назад. Считается, что колодец, раскопанный на месте раскопок Хемеду , был построен в эпоху неолита. Колодец был образован четырьмя рядами бревен с прикрепленной к ним квадратной рамкой в ​​верхней части колодца. Считается, что около 600 г. до н.э. были построены шестьдесят дополнительных черепичных колодцев к юго-западу от Пекина для питья и орошения. Также известно, что сантехника использовалась в Восточной Азии со времен династий Цинь и Хань в Китае.

Цивилизация долины Инда

Цивилизация долины Инда в Азии показывает раннее свидетельство коммунального водоснабжения и канализации . Система, разработанная и управляемая Indus, включала ряд дополнительных функций. Типичный пример — город Лотал в Инде (ок. 2350 г. до н. Э.). В Лотале все дома имели собственный туалет, который был подключен к закрытой канализационной сети, построенной из кирпичной кладки, удерживаемой вместе с гипсовым раствором, который сливался либо в окружающие водоемы, либо, альтернативно, в выгребные ямы , последние из которых регулярно опорожнялись и очищались. .

Городские районы цивилизации долины Инда включали общественные и частные бани. Сточные воды сбрасывались через подземные стоки, построенные из точно уложенных кирпичей, и была создана сложная система управления водными ресурсами с многочисленными резервуарами. В дренажных системах стоки из домов были подключены к более широким общественным водостокам. Многие здания в Мохенджо-Даро были двухэтажными и более. Вода с крыши и ванных комнат верхнего этажа отводилась по закрытым терракотовым трубам или открытым желобам, которые стекали в уличную канализацию.

Самые ранние свидетельства городской санитарии были замечены в Хараппе , Мохенджо-Даро и недавно обнаруженном Ракхигархи цивилизации долины Инда. Этот городской план включал первые в мире системы канализации в городах. В городе отдельные дома или группы домов получали воду из колодцев . Из комнаты, которая, по-видимому, была отведена для купания, сточные воды направлялись в крытые водостоки, выстроенные вдоль основных улиц.

Такие устройства, как шадуфы, использовались для подъема воды на уровень земли. В руинах цивилизации долины Инда, таких как Мохенджо-Даро в Пакистане и Дхолавира в Гуджарате в Индии, были поселения с некоторыми из самых сложных канализационных систем древнего мира. Они включали дренажные каналы, сбор дождевой воды и уличные каналы.

Stepwells в основном использовались на Индийском субконтиненте.

Древнее Средиземноморье

Древняя Греция

Древнегреческая цивилизация Крита , известная как минойская цивилизация , была первой цивилизацией, которая использовала подземные глиняные трубы для канализации и водоснабжения. В их столице, Кноссе , была хорошо организованная система водоснабжения для подачи чистой воды, отвода сточных вод и ливневых канализационных каналов для перелива во время сильного дождя. Это также было одним из первых применений унитаза со смывом , относящегося к 18 веку до нашей эры. В минойской цивилизации были каменные коллекторы, которые периодически промывались чистой водой. Помимо сложных систем водоснабжения и канализации, они разработали сложные системы отопления. Древние греки Афин и Малой Азии также использовали внутреннюю водопроводную систему, которая использовалась для душей под давлением. Греческий изобретатель Херон использовал трубопроводы под давлением для тушения пожаров в Александрии . Майя были третьей самой ранней цивилизацией, использовавшей систему водопровода внутри помещений с использованием воды под давлением.

Система перевернутого сифона вместе со стеклянными глиняными трубами была впервые использована во дворцах Крита, Греция. Спустя примерно 3000 лет он все еще находится в рабочем состоянии.

Римская империя

В Древнем Риме Cloaca Maxima , считавшаяся чудом инженерной мысли, впала в Тибр . Общественные туалеты были построены над Cloaca Maxima.

Начиная с римской эпохи, устройство водяного колеса, известное как нория, снабжало водой акведуки и другие системы распределения воды в крупных городах Европы и Ближнего Востока.

В Римской империи была внутренняя водопроводная система , то есть система акведуков и труб, которые заканчивались в домах, у общественных колодцев и фонтанов для людей. Рим и другие народы использовали свинцовые трубы; Хотя в Римской империи обычно считалось причиной отравления свинцом, сочетание проточной воды, которая не оставалась в контакте с трубой в течение длительного времени, и выпадение накипи фактически снизило риск от свинцовых труб.

Римские города и гарнизоны в Соединенном Королевстве между 46 г. до н.э. и 400 г. н.э. имели сложные канализационные сети, иногда построенные из выдолбленных бревен вяза , которые имели такую ​​форму, что они стыковались с нисходящей трубой, обеспечивающей розетку для восходящей трубы.

Средневековье и раннее Новое время

Непал

В Непале строительство водоводов, таких как питьевые фонтанчики и колодцы, считается благочестивым делом.

Система питьевого водоснабжения была разработана, по крайней мере, в 550 году нашей эры. Эта система дхунге дхара или хити состоит из резных каменных фонтанов, через которые непрерывно течет вода из подземных источников. Они поддерживаются многочисленными прудами и каналами, которые образуют сложную сеть водоемов, созданных как водный ресурс в засушливый сезон и помогающих снизить давление воды, вызванное муссонными дождями. После внедрения современных систем водоснабжения, начиная с конца 19 века, эта старая система пришла в упадок, а некоторые ее части были потеряны навсегда. Тем не менее, многие люди в Непале по-прежнему полагаются на старые хити в повседневной жизни.

В 2008 году из дхунге-дхара в долине Катманду производилось 2,95 миллиона литров воды в день.

Из 389 каменных носиков, найденных в долине Катманду в 2010 году, 233 все еще использовались, обслуживая около 10% населения Катманду. 68 высохли, 45 полностью утрачены, а 43 были подключены к городскому водопроводу вместо своего первоначального источника.

Исламский мир

Ислам подчеркивает важность чистоты и личной гигиены. Исламская гигиеническая юриспруденция , восходящая к VII веку, имеет ряд тщательно продуманных правил. Taharah (ритуальная чистота) включает в себя выполнение вуду (омовение) для пяти ежедневных Салах (молитвы), а также регулярно выступает гусля (купание), что привело к банях строится по исламскому миру . Исламская гигиена туалета также требует мытья водой после посещения туалета для обеспечения чистоты и минимизации микробов.

В халифате Аббасидов (VIII-XIII вв.) В его столице Багдаде (Ирак) было 65 000 бань, а также канализационная система. В городах средневекового исламского мира были системы водоснабжения, работающие на гидравлических технологиях, которые поставляли питьевую воду вместе с гораздо большим количеством воды для ритуального мытья, в основном в мечетях и хаммамах (банях). Банные заведения в разных городах были оценены арабскими писателями в путеводителях . Средневековые исламские города, такие как Багдад, Кордова ( Исламская Испания ), Фес (Марокко) и Фустат (Египет), также имели сложные системы удаления отходов и канализации с взаимосвязанными сетями канализации. В городе Фустат также были многоэтажные многоквартирные дома (до шести этажей) со сливными туалетами , подключенными к системе водоснабжения, и дымоходами на каждом этаже, отводящими отходы в подземные каналы.

Аль-Караджи (ок. 953–1029) написал книгу «Добыча скрытых вод» , в которой представлены новаторские идеи и описания гидрологических и гидрогеологических представлений, таких как компоненты гидрологического цикла, качество грунтовых вод и движущие факторы потока грунтовых вод. . Он также дал раннее описание процесса фильтрации воды .

Постклассическая Восточная Африка

В постклассический период Килва в каменных домах коренных жителей преобладала сантехника. Дворец Хусани Кубва, а также другие здания для правящей элиты и состоятельных людей включали в себя роскошь внутренней сантехники.

Средневековая европа

О других системах санитарии (кроме санитарии в Древнем Риме ) в большей части Европы до Средневековья мало что известно . Антисанитарные условия и перенаселенность были широко распространены в Европе и Азии в средние века . Это привело к таким пандемиям , как Чума Юстиниана (541–542) и Черная смерть (1347–1351), в результате которых погибли десятки миллионов человек. В средние века в Европе преобладала очень высокая младенческая и детская смертность , отчасти из-за недостатков санитарии.

В средневековых европейских городах небольшие естественные водотоки, использовавшиеся для отвода сточных вод, в конечном итоге были закрыты и функционировали как коллекторы. Лондон «s речного флота такая система. По центру некоторых улиц проходили открытые стоки или желоба для сточных вод. Они были известны как «питомники» (т. Е. Каналы, каналы), а в Париже иногда назывались «разделенными улицами», поскольку сточные воды, текущие посередине, физически разделяли улицы на две половины. Первая закрытая канализационная система, построенная в Париже, была спроектирована Гюгом Обирдом в 1370 году на улице Монмартр (улица Монмартр) и имела длину 300 метров. Первоначальная цель проектирования и строительства закрытой канализации в Париже заключалась не столько в управлении отходами, сколько в том, чтобы сдержать зловоние, исходящее от пахучих сточных вод. В Дубровнике , тогда известном как Рагуза (латинское название), Статут 1272 года установил параметры для строительства септиков и каналов для отвода грязной воды. В XIV и XV веках была построена канализационная система, которая работает до сих пор, с небольшими изменениями и ремонтами, сделанными в последние века. Туалеты , надворные постройки и выгребные ямы использовались для сбора человеческих отходов. Использование человеческих отходов в качестве удобрений было особенно важно в Китае и Японии, где навоз крупного рогатого скота был менее доступен. Однако в большинстве городов не было действующей канализационной системы до индустриальной эры , вместо этого полагались на близлежащие реки или периодические ливневые дожди, смывающие сточные воды с улиц. В некоторых местах сточные воды просто стекали по улицам, на которых были ступеньки, чтобы пешеходы не попадали в грязь, и в конечном итоге стекали в местный водораздел.

В 16 веке сэр Джон Харингтон изобрел унитаз со смывом как устройство для королевы Елизаветы I (его крестной матери), сбрасывающее отходы в выгребные ямы .

После принятия пороха городские надворные постройки стали важным источником сырья для производства селитры в европейских странах.

В Лондоне содержимое городских флигелей каждую ночь собирали заказанными вагонами и доставляли на нитритные грядки, где его закладывали в специально спроектированные грядки для производства земли, богатой минеральными нитратами. Затем богатая нитратами земля будет подвергаться дальнейшей переработке для производства селитры или нитрата калия , важного ингредиента черного пороха, который сыграл роль в производстве пороха.

Классическая и ранняя современная Мезоамерика

Классические майя в Паленке были подземные акведуки и туалеты ; В Classic Maya даже использовались бытовые фильтры для воды с использованием местного известняка, вырезанного в пористом цилиндре, работа которого поразительно похожа на современные керамические фильтры для воды .

В Испании и Испанской Америке водоток, управляемый общинами, известный как acequia , в сочетании с простой системой фильтрации песком давал питьевую воду.

Канализационные фермы для удаления и орошения

« Канализационные фермы » (т.е. применение сточных вод к земле для сброса и сельскохозяйственного использования) работали в Бунцлау (Силезия) в 1531 году, в Эдинбурге (Шотландия) в 1650 году, в Париже (Франция) в 1868 году, в Берлине (Германия) в 1876 году. и в разных частях США с 1871 года, где сточные воды использовались для производства полезных сельскохозяйственных культур. В последующие века (16-18 века) во многих быстрорастущих странах / городах Европы (например, в Германии, Франции) и США «очистные фермы» все чаще рассматривались как решение для удаления больших объемов сточных вод, некоторые из них все еще работают. Орошение сточными водами и другими сточными водами имеет долгую историю также в Китае и Индии; а также в 1897 году в Мельбурне, Австралия, была основана большая «очистная ферма».

Современный век

Канализационные системы

Значительным событием стало строительство сети канализационных сетей для сбора сточных вод. В некоторых городах, включая Рим , Стамбул ( Константинополь ) и Фустат , объединенные в сеть древние канализационные системы продолжают функционировать сегодня как системы сбора для модернизированных канализационных систем этих городов. Вместо того, чтобы впадать в реку или море, трубы перенаправили на современные канализационные очистные сооружения.

Базовые канализационные системы использовались для удаления отходов в древней Месопотамии , где вертикальные шахты уносили отходы в выгребные ямы. Подобные системы существовали в цивилизации долины Инда в современной Индии, а также в Древнем Крите и Греции . В средние века канализационные системы, построенные римлянами, вышли из употребления, и отходы собирались в выгребные ямы, которые периодически опорожнялись рабочими, известными как «грабли», которые часто продавали их в качестве удобрений фермерам за пределами города.

Археологические открытия показали, что некоторые из самых ранних канализационных систем были созданы в третьем тысячелетии до нашей эры в древних городах Хараппа и Мохенджо-Даро на территории современного Пакистана . Примитивные канализационные трубы были вырублены в земле рядом со зданиями. Это открытие раскрывает концептуальное понимание утилизации отходов ранними цивилизациями.

Однако до эпохи Просвещения в области водоснабжения и санитарии был достигнут незначительный прогресс, а инженерные навыки римлян в значительной степени игнорировались по всей Европе. Ситуация начала меняться в 17-18 веках с быстрым расширением водопроводных и насосных систем .

Стремительный рост городов в Европе и Северной Америке во время промышленной революции быстро привел к скоплению людей, которые стали постоянным источником вспышек болезней. По мере роста городов в 19 веке возникла обеспокоенность по поводу общественного здоровья . В рамках муниципальных программ санитарии в конце 19-го и 20-го веков многие города построили обширные системы самотечной канализации , чтобы помочь контролировать вспышки таких заболеваний , как брюшной тиф и холера . Ливневая и канализационная канализация обязательно развивалась вместе с ростом городов. К 1840-м годам роскошь внутренней водопровода , которая смешивает человеческие отходы с водой и смывает их, устранила необходимость в выгребных ямах .

Современные канализационные системы были впервые построены в середине девятнадцатого века как реакция на ухудшение санитарных условий, вызванное тяжелой индустриализацией и урбанизацией . Болдуин Лэтэм, британский инженер-строитель, внес свой вклад в рационализацию канализационных и домашних дренажных систем и был пионером в области сантехники. Он разработал концепцию овальной канализационной трубы для облегчения отвода сточных вод и предотвращения осаждения и затопления. Из-за загрязненной воды в Лондоне произошли вспышки холеры в 1832, 1849 и 1855 годах, в результате чего погибли десятки тысяч человек. Это, в сочетании с Великой вонью 1858 года, когда запах необработанных человеческих отходов в Темзе стал невыносимым, и доклад королевского комиссара Эдвина Чедвика о санитарной реформе , привели к тому, что Столичная комиссия по канализации назначила Джозефа Базалгетта на строительство водопровода. обширная подземная канализация для безопасного удаления мусора. Вопреки рекомендациям Чедвика, система Базальгетта и другие, позже построенные в континентальной Европе , не перекачивали сточные воды на сельскохозяйственные угодья для использования в качестве удобрений; его просто подводили к естественному водному пути вдали от населенных пунктов и закачивали обратно в окружающую среду.

Ливерпуль, Лондон и другие города Великобритании

Еще в конце 19-го века канализационные системы в некоторых частях быстро индустриального Соединенного Королевства были настолько неадекватными, что передаваемые через воду заболевания, такие как холера и брюшной тиф, оставались опасными.

Еще с 1535 года предпринимались попытки остановить загрязнение реки Темзы в Лондоне . Начиная с принятого в том году закона, запрещающего сброс экскрементов в реку. В преддверии промышленной революции река Темза была определена как густая и черная из-за сточных вод, и даже было сказано, что река «пахнет смертью». Поскольку Великобритания была первой страной, начавшей индустриализацию, она также первой испытала на себе катастрофические последствия крупной урбанизации и первой построила современную канализационную систему для смягчения антисанитарных условий. В начале 19 века река Темза была фактически открытым стоком, что приводило к частым вспышкам эпидемий холеры . Предложения по модернизации канализационной системы были сделаны в 1856 году, но не были реализованы из-за нехватки средств. Однако после Великой вони 1858 года парламент осознал актуальность проблемы и решил создать современную канализационную систему.

Однако десятью годами ранее, в 200 милях к северу, Джеймс Ньюлендс, шотландский инженер, был одним из трех прославленных офицеров-новаторов, назначенных в соответствии с частным законом Ливерпульского закона о санитарных помещениях Комитетом по охране здоровья городов Ливерпуля. Другими должностными лицами, назначенными в соответствии с Законом, были Уильям Генри Дункан, медицинский сотрудник по вопросам здравоохранения, и Томас Фреш, инспектор по работе с проблемами (ранний предшественник инспектора по гигиене окружающей среды). Один из пяти претендентов на эту должность, Ньюлендс был назначен городским инженером Ливерпуля 26 января 1847 года.

Он провел тщательный и точный обзор Ливерпуля и его окрестностей, включив около 3000 геодезических наблюдений, в результате чего была построена контурная карта города и его окрестностей в масштабе от одного дюйма до 20 футов (6,1 м). На основе этого тщательного исследования Ньюлендс приступил к созданию всеобъемлющей системы выпускных и вспомогательных коллекторов, а также основных и вспомогательных водостоков общей протяженностью почти 300 миль (480 км). Детали этой проектируемой системы он представил Корпорации в апреле 1848 года.

В июле 1848 года началась программа Джеймса Ньюлендса по строительству канализации, и в течение следующих 11 лет было построено 86 миль (138 км) новых канализационных сетей. Между 1856 и 1862 годами было добавлено еще 58 миль (93 км). Эта программа была завершена в 1869 году. До того, как были построены коллекторы, ожидаемая продолжительность жизни в Ливерпуле составляла 19 лет, а к моменту выхода Ньюлендса на пенсию она увеличилась более чем вдвое.

Джозеф Базалгетт , инженер-строитель и главный инженер Столичного управления работ , получил ответственность за работу. Он спроектировал обширную подземную канализационную систему, которая отводила отходы в устье Темзы , ниже по течению от основного населенного пункта. Были построены шесть основных коллекторов-перехватчиков общей протяженностью почти 100 миль (160 км), некоторые из которых включали участки «затерянных» лондонских рек . Три из этих коллекторов находились к северу от реки, самый южный, низкоуровневый, был встроен в набережную Темзы . Набережная также позволила новые дороги, новые скверы и Кольцевой линии в лондонском метро .

Перехватывающие коллекторы, построенные между 1859 и 1865 годами, питались 450 милями (720 км) от основных коллекторов, которые, в свою очередь, передавали содержимое примерно 13 000 миль (21 000 км) небольших местных коллекторов. Для строительства перехватчика потребовалось 318 миллионов кирпичей, 2,7 миллиона кубометров выкопанной земли и 670 тысяч кубометров бетона . Гравитация позволяла сточным водам течь на восток, но в таких местах, как Челси , Дептфорд и Эбби-Миллс , были построены насосные станции, чтобы поднять воду и обеспечить достаточный поток. Канализация к северу от Темзы впадает в канализацию Северного притока , по которой проходят основные очистные сооружения в Бектоне . К югу от реки канализация Южного выхода простиралась до аналогичного сооружения в Кросснессе . С небольшими изменениями инженерные достижения Базальгетта остаются основой для проектирования канализации и по сей день.

В Мертир-Тидвиле , большом городе в Южном Уэльсе , большинство домов сбрасывают сточные воды в отдельные выгребные ямы, которые постоянно переполняются, в результате чего тротуары затопляются грязными сточными водами.

Париж, Франция

В 1802 году Наполеон построил канал Урк, по которому в Париж поступало 70 000 кубометров воды в день, в то время как река Сена принимала до 100 000 кубометров (3 500 000 куб. Футов) сточных вод в день. Эпидемия холеры в Париже в 1832 году обострила осознание общественностью необходимости какой-то дренажной системы, которая могла бы лучше и лучше справляться со сточными водами. Между 1865 и 1920 годами Юджин Белгран руководил разработкой крупномасштабной системы водоснабжения и управления сточными водами. За эти годы было построено около 600 километров акведуков для подачи питьевой родниковой воды, что позволило высвободить воду низкого качества для промывки улиц и канализации. К 1894 году были приняты законы, которые сделали дренаж обязательным. Однако обработка сточных вод Парижа была предоставлена ​​естественным средствам, поскольку 5000 гектаров земли использовались для распределения отходов для естественной очистки. Кроме того, отсутствие очистки сточных вод привело к тому, что загрязнение сточными водами Парижа сконцентрировалось ниже по течению в городе Клиши, что фактически вынудило жителей собраться и переехать в другое место.

Парижские канализационные трубы 19 века с кирпичными сводами в настоящее время являются туристической достопримечательностью.

Гамбург и Франкфурт, Германия

Первая комплексная канализационная система в немецком городе была построена в Гамбурге, Германия , в середине 19 века.

В 1863 году начались работы по строительству современной канализационной системы для быстрорастущего города Франкфурт-на-Майне по проекту Уильяма Линдли . Спустя 20 лет после завершения системы смертность от брюшного тифа упала с 80 до 10 на 100 000 жителей.

Понятие канализации, история, обзор видов, особенности проектирования, монтажа, инструкция как прочистить и полезные советы

Канализация — это система, без которой не обходится ни один дом. К комфортным условиям человек быстро привыкает, и в наши дни мало кого устраивает простая выгребная яма. Обустроенный быт предусматривает наличие всех необходимых систем в доме.

Для того чтобы проживание в доме было удобным и не доставляло проблем, система канализации должна работать бесперебойно и надежно.

История появления

Канализация была известна в древнем мире еще 5000 лет назад. Создателями древних систем водопровода и канализации считают римлян. Эти системы были известны у них еще в 6 в. до н.э.

Конечно, они не имели такого устройства, как современные сооружения, но все же имели сложную инженерную конструкцию. Некоторыми из них пользуются до сих пор.

В России пользование туалетом начал вводить Петр I. До этого фактически никакой системы не было, нечистоты выливались прямо на улицы или в водоемы, что приводило к массовым инфекционным заболеваниям, эпидемиям чумы и холеры. До конца XIX века даже в таком крупном городе как Москва, была вывозная система удаления нечистот.

Только в начале ХХ века системы канализации быстро развиваются и совершенствуются. Первые очистные сооружения в России появляются к 1940 году.

Что из себя представляет канализация: особенности, устройство

Канализация представляет собой систему отведения сточных вод от источника до точки сброса (очистного сооружения).

Канализация состоит из внутренней, находящейся внутри дома, и наружной, или внешней, системы.

Внутреннее устройство включает в себя:

• сеть трубопроводов,
• приемники сточных вод,
• установки для перекачки и предварительной очистки,
• гидравлические затворы.

Наружная канализационная сеть имеет свои особенности. Загородные дома и дачи имеют автономную систему. В городах стоки централизованно выводятся в очистные сооружения, где они сортируются и перерабатываются.

Классификация видов канализации: описание, характеристики, устройство и принцип действия, плюсы и минусы

Внутренняя

Внутренние канализационные системы могут изготавливаться из разных материалов. Наиболее распространенным до недавнего времени являлся чугун. Сейчас же используются различные материалы.

Все больше становится популярным пластик, поливинилхлорид, полиэтилен.

С появлением труб ПВХ появилась другая проблема — шум в канализации. Чугун намного лучше поглощает звуки, тогда как через пластик они очень сильно передаются.

Поэтому производители пластиковых труб постоянно усовершенствуют свою продукцию. В результате этого появилась бесшумная или «тихая» канализация.

Достигается подавление шума воды в трубах следующими способами:

• Полипропиленовые трубы имеют три слоя; наружный слой изготавливается наиболее жестким и прочным, средний имеет вспененную структуру с минеральными добавками, как раз он и поглощает шум; внутренний слой гладкий.
• Используются специальные хомуты для крепления труб, которые гасят вибрацию при спуске воды.
• Утолщение сгибов фасонных частей также уменьшает шум воды.
• Установка на трубы дополнительного звукопоглощающего слоя из пенопласта или вспененного полиэтилена.

Преимущества бесшумной канализации:

• нет раздражающего шума воды;
• приятный внешний вид;
• снижение вибраций ведет к увеличению срока службы.

Из недостатков можно отметить более высокую стоимость, чем монтаж обычной системы.

Наружная

Наружная канализация подразделяется на разные виды, и каждый из них имеет свои плюсы и минусы.

Чаще всего в автономных системах используется именно принцип самотека. Стоки отводятся за счет разной высоты расположения точек трубопровода.

Работа самотечной канализации зависит от правильного уклона. Поэтому очень важно правильно спроектировать работу еще на начальных этапах. Большое значение имеет диаметр труб.

Маленький уклон приведет к тому, что стоки не будут успевать продвигаться, и трубы могут быстро засориться и даже прорваться.

Слишком большой уклон приведет к быстрому движению сточных вод. Самоочищение трубопровода от этого страдает, да и хранилище придется делать глубоко под землей.

Преимущества самотечной канализации:

• простота обустройства,
• независимость от электроэнергии,
• несложная эксплуатация,
• дешевизна проекта.

Недостатки данной системы: может функционировать только, если отстойник находится близко к зданию.

Стоимость укладки труб — от 270 рублей до 100 м.

В отличие от самотечной, в напорной системе канализации используются насосы для перемещения стоков в нужном направлении.

Устройство с насосом может иметь специальные приборы для измельчения твердых отходов. На этапах монтажа необходимо учитывать глубину промерзания грунта.

Поскольку стоки продвигаются под давлением, происходит одновременно продвижение отходов и очищение стенок трубопровода от налипающего мусора.

Применение данной системы необходимо в тех случаях, когда невозможно устройство самотечной системы.

Например, дом расположен ниже уровня центральной канализации, из-за особенностей рельефа, при открытой прокладке труб и т.п.

Достоинства напорной системы:

• каналы закладываются на небольшую глубину, что облегчает проведение работ;
• уклон труб не так важен как в самотечной системе;
• внутренние стенки каналов очищаются принудительным воздействием;
• возможно применение труб с меньшим диаметром, чем в самотечной системе; главное, чтобы патрубок насоса и диаметр труб совпадали.

Недостатками напорной конструкции можно назвать:

• финансовые затраты на постройку насосной станции, приобретение оборудования;
• зависимость от электроэнергии.

Напорная система состоит из следующих элементов:

• насосная станция;
• каналы (трубопроводы) из стали, чугуна или поливинилхлорида;
• клапан обратного действия.

Стоимость — от 47 рублей за трубу.

Ливневая или дождевая канализация устраивается для сбора дождевой воды и отведения ее с участка. Если эта вода не будет отводиться от дома, то впоследствии это грозит проседанием и разрушением фундамента.

Ливневая система включает в себя следующие элементы:

• распределительный колодец,
• пескоуловители,
• жироотделители,
• фильтр-адсорбер,
• контрольный колодец.

Вода собирается с помощью открытых или закрытых желобов, поступает в пескоуловители и жироотделители, затем в фильтр, и в специальный резервуар. Затем ее можно будет использовать для полива или для хозяйственных нужд.

Ливневая канализация может быть открытого, закрытого или смешанного типа. Наиболее часто используется последний, когда системы открытых лотков и закрытой внутренней системы сочетаются.

Преимущества ливневой канализации:

• предотвращение размытия фундамента и тротуаров,
• недопущение попадания сточных вод в подвалы и нижние этажи домов,
• сохранение природного ландшафта,
• замедление эрозии и заболачивания почвы,
• предотвращение разрушений зданий и дорог.

Плюсы дождевой системы сбора воды настолько велики, что минусов у нее практически нет.

Стоимость — полная установка системы от 130 000 рублей.

Дренаж позволяет отвести в сторону грунтовые воды от места строительства, от участка, дома или любого сооружения. Конечно, в основном в дренажных системах нуждаются участки с близким расположением грунтовых вод, болотистые местности.

Неправильно установленный дренаж грозит гибелью или плохим ростом растений, глубоким промерзанием почвы и проседанием фундамента.

Дренаж может быть различным:

• точечным,
• линейным,
• внутренним,
• подземным.

Осушительные системы выполняют различные функции в зависимости от необходимости. Очень часто на своих участках садоводы устраивают дренаж своими руками.

• отвод лишней воды,
• долгий срок службы,
• сохранение растительности и построек,
• предотвращение заболачивания территории,
• экономия средств при самостоятельном устройстве.

• ошибочное строительство сведет на нет весь труд,
• необходимы финансовые затраты.

Стоимость работ варьируется в зависимости от сложности работ, расположения участка и требований заказчика. Примерная стоимость 1 п.м. на участке глубиной 1 м — 1000 рублей.

Автономная канализация — это система, в которой сточные воды отводятся в индивидуальные (автономные) сооружения. Этим обобщенным названием объединяют все системы, не подключенные к центральной канализации.

Сюда относятся и выгребные ямы, и септики, и станции биоочистки.

Также используются анаэробные бактерии, которые разлагают отходы на простые составляющие. Очень часто такие системы применяются в загородных домах, на дачах.

Преимущества автономной канализации:

• простое устройство,
• невысокая стоимость,
• очистка стоков (кроме выгребной ямы),
• возможность строительства в любой местности.

Недостатки автономных систем:

• необходимость поддерживать жизнедеятельность бактерий,
• проведение профилактических мероприятий,
• присутствие неприятного запаха.

Стоимость — от 60 000 рублей.

Септик в настоящее время является наиболее приемлемой во всех отношениях канализационной системой. Так же, как и выгребная яма, имеет емкость для сбора стоков, но она полностью герметична.

Многокамерный септик содержит биологические препараты, которые очищают сточные воды путем разложения. Жидкость, полученную в результате очистки, можно использовать для полива. Чем больше камер имеет септик, тем лучше очистка.

Для дачи или загородного дома септик является отличным решением вопроса канализации. Если централизованная система отсутствует, то приходится выбирать любой из видов локальной канализации. Септик может прослужить не одно десятилетие, если он правильно устроен.

• глубокая очистка — до 75%,
• доступная стоимость,
• простая эксплуатация,
• экологичность,
• возможность постройки в любой местности,
• долгий срок службы.

• первоначальные большие финансовые расходы.

Стоимость — от 17 000 рублей.

Станция биологической очистки имеет схожий с септиком принцип работы. Использованная вода и отходы канализации выводятся и проходят несколько степеней очистки. Для очистки на второй стадии и в септике, и в биостанции используются микроорганизмы — аэробные и анаэробные бактерии.

Разница между ними в том, что бактериям септика не нужен кислород, а значит, и электричество, а биостанциям нужно и то, и другое.

Но в станциях биологической очистки процесс идет намного быстрее. Если септик очистит воду за две недели, то станция сделает это за три дня.

Чтобы вода в септике очистилась до положенного уровня (98%), он должен иметь в конструкции инфильтратор. Биостанции же имеют замкнутый цикл очистки, дополнительное оборудование им не требуется.

• быстрая и качественная очистка стоков,
• не нужно устройство полей фильтрации,
• универсальный и быстрый монтаж в любом грунте,
• редкое обслуживание,
• не имеет запаха,
• не загрязняет окружающую среду.

Недостатки биологических станций:

• энергозависимость,
• значительные финансовые затраты.

Для бани

При строительстве бани обычно используется дренажная канализация. Но при этом источники воды, колодцы должны быть достаточно удалены от бани, чтобы стоки не попали туда.

Условия устройства канализации для бани:

• пол должен иметь небольшой уклон для естественного стока воды,
• в нижней точке пола делается выводное отверстие, куда стекает вся вода,
• с наружной стороны под этим отверстием устанавливается желоб из металла или асбоцемента,
• по желобу вода попадает в канализацию, а затем — к дренажному колодцу.

Для монтажа внутри помещения можно использовать трубы ПВХ серого цвета, для наружной канализации — оранжевого цвета.

Достоинства канализации для бани:

• простое устройство,
• невысокая стоимость конструкции,
• возможность сделать все самостоятельно,
• не нужно откачивать стоки.

Недостатки системы: фильтрующий слой нужно периодически заменять (один раз в 1-2 года).

Промышленная

Промышленная канализация используется для очистки и утилизации отходов производства. Она характеризуется большими объемами сточных вод и более сложным оборудованием.

Канализационные стоки промышленного предприятия не должны смешиваться с бытовыми канализационными отходами, так как они могут иметь опасные химические и другие вредные для здоровья соединения.

Такие стоки подвергаются первичной очистке, и только затем могут сбрасываться в общую магистраль.

Еще одна причина раздельного сброса — большой объем промышленных вод. Иногда они могут быть пущены во вторичное использование, если прошли для этого достаточную очистку.

Промышленная канализация требует грамотного подхода и в проектировании, и в монтаже, и в использовании.

На многих предприятиях ставят специальные очистные сооружения, жироуловители, нефтеуловители и т.п., вредные примеси и вещества собирают в специальные емкости, откуда затем утилизируют.

Как выбрать канализацию для частного дома

Каждый владелец загородного или частного дома желает сделать свое жилье максимально комфортным. Устройство канализации здесь играет немалую роль.

Обустраивая дом, нужно все продумать, рассмотреть существующие виды канализаций для дома, и потом уже делать выбор. Конечно, лучше всего подключиться к централизованной системе, но, если это невозможно, единственным решением будет выбор локальной системы.

Виды канализаций для частного дома:

• Выгребная яма. Наиболее простой вариант, до сих пор популярный во многих местах. Его устройство несложно, требует минимум затрат, но имеет один существенный минус: постоянная чистка резервуара. Если он будет негерметичным, то постепенно отравит почву участка и воду вокруг него.
• Биотуалет. Удобная конструкция привлекает многих, особенно дачников. Не нужно копать яму, поставить такой туалет можно практически в любом месте. Главное — решить проблему утилизации отходов.
• Септик. Отличный вариант для постоянно проживающих в частном доме или на даче. Имеет качественную конструкцию, степень очистки вод до 75%, безопасен для экологии участка. Расходы по приобретению и монтажу системы вскоре окупятся, так как данный вид канализации наиболее удобен и сделать его несложно.
• Станция биоочистки. Наиболее сложный и дорогой вариант, но зато он дает максимальную степень очистки сточных вод.

Устраивая канализацию в частном доме, нужно решить, каким образом будут двигаться стоки. Выберете вы самотечную или напорную канализацию?

Чаще всего именно первый вариант наиболее распространен. Напорная канализация требует установки насосов, а значит, зависит от наличия электричества. Поэтому, при ее монтаже нужно позаботиться о соответствующем оборудовании.

Оборудование для обустройства канализации

Трубы и фитинги

Самый первый элемент канализационного оборудования — это, конечно же, трубы. Определитесь, трубы из какого материала вы будете использовать? Чугун тяжелый материал, к тому же достаточно хрупкий, подверженный зарастанию и коррозии. Сейчас его почти не используют.

Все чаще используются разновидности пластиковых труб. Они легкие, удобные, имеют высокую пропускную способность, длительный срок службы. Да и заменить их при необходимости легче.

Пластиковые трубы делятся на следующие виды:

• полиэтиленовые,
• полипропиленовые,
• поливинилхлоридные.

Для наружной прокладки используются трубы НПВХ или гофрированные полиэтиленовые.

Диаметр труб выбирается с учетом требований СНиП. Сточные воды несут большую часть крупных отходов, поэтому и диаметр труб должен быть соответствующим.

Для соединения труб в единый трубопровод используются различные фитинги: муфта, редуктор, тройник, крестовина, отвод, заглушка и др.

Фитинги, как и трубы, имеют стандартные размеры и изготавливаются из тех же материалов. Это позволяет быстро и надежно осуществлять монтаж, соединяя элементы подобно конструктору.

Соединение труб посредством фитингов осуществляется двумя способами:

• раструбным,
• клеевым.

Раструбные фитинги имеют внутри уплотнительную резинку, соединение получается надежным и герметичным. Но со временем уплотнительный элемент может потерять свои свойства и пропускать запах и воду.

Поэтому наиболее надежным считается клеевое соединение.

Для него используют битумную смазку или смесь поливинилхлорида и тетрагидрофурана.

Насосы, измельчители

Насосы для канализации используются в различных случаях. Очень много разнообразных сфер деятельности, когда без насоса просто не обойтись.

Канализационный насос часто применяется вместе с измельчителем, чтобы твердые массы не засорили трубопровод.

• Использование в пищеблоках.
• Установка в частных домах и коттеджах.
• Обслуживание туристических лагерей, отелей, супермаркетов, автозаправочных станций и т.п.
• Применение на производстве — переработка твердых отходов в жидкую массу.
• Осушение подвалов, водоемов, прудов.
• Откачивание подземных вод во время строительства или из колодцев.
• Очистка септиков, ям, различных резервуаров.

Насосы для канализации могут быть нескольких видов по своему устройству:

1. Погружные.
2. Наружные (поверхностные).
3. Для холодной воды .
4. Для горячей воды.

Применение различных видов зависит от того, какие функции необходимо выполнить. Монтаж подобного оборудования делается строго по инструкции.

Только так оно будет работать в нормальном режиме, без поломок.

Фильтры, пескоуловители

Часто канализация (как внутренняя, так и наружная) не может справиться с отводом воды из-за сильных засоров в трубах. Чтобы этого не случалось, ставят специальные устройства — пескоуловители или грязеуловители. В них собираются мелкие частички, грунт, песок, мусор.

Периодически емкость нужно чистить. Особенно нуждается в пескоуловителях ливневая канализация, так как после дождей в нее попадает много мусора.

Часто используются такие приборы на станциях СТО, где происходит большое скопление грязи и мусора.

Преимущества пескоуловителей и фильтров

• Увеличение срока службы системы.
• Не нуждаются в особом уходе.
• Герметичный корпус защищает канализацию от мусора.
• Изделия рассчитаны на большие объемы воды.

Из недостатков можно отметить высокую стоимость, а также дополнительные сложности при монтаже. Изделия нужно не забывать прочищать, чтобы в системе не было сбоев.

Фильтры, собирающие и отделяющие жир от воды, называются жироуловителями. Внутри устройства масло и жир отделяются от воды, впоследствии удаляются.

Даже самые простые приборы снижают содержание жира в воде на 25%. Это намного улучшает состояние труб, снижает риск их зарастания и отложений на стенках. Для металлических элементов снижается возможность коррозии.

Схемы канализации

Схемы канализации различны для разных систем. Они имеют общие элементы, но многое зависит от размеров, материалов, а также типа выбранной канализации.

Автономная система канализации:

Система канализации многоэтажного дома:

Канализация в частном доме:

Проектирование: правила и нормы

Система канализации подразделяется на внутреннюю и внешнюю, начинается проектирование с внутренней сети. Схема составляется с учетом всех особенностей, максимально просто и доступно, но не в ущерб надежности системы.

Основные правила внутреннего проектирования:

1. Отвод сточных вод производится по закрытым самотечным трубопроводам.
2. Изменять уклон трубопровода не допускается.
3. Для присоединения элементов предусмотрены фитинги и соединения.
4. Прокладка труб производится соответственно установленным нормам и техническим условиям.

Все нормы, правила и размеры указаны в документе СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».
Скачать можно тут: https://yadi.sk/i/aDVSPBtkFNjdsw

Существует Свод правил и для наружной сети канализации. Это СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». Ознакомьтесь с документом по ссылке:https://yadi.sk/i/a-eRYoC1UV2hhw

Строительство и правила монтажа:

Любое строительство начинается с расчетов и составления схемы. Размещая сантехническое оборудование в доме, старайтесь расположить его как можно более компактно. Если в доме несколько этажей, то целесообразно располагать санузлы один над другим.

• Для подключения умывальника используются трубы размером 40 мм.
• Для ванны и кухонной мойки — диаметр составит 50 мм.
• Стояк без унитаза — 85 мм.
• Стояк, к которому подключается унитаз — 100 мм.

• первая — самая короткая, не более метра; к ней подводится унитаз, если есть, биде и писсуар;
• вторая — вторая ветка из ванной, к ней подсоединены душевая кабина, ванна, умывальник, стиральная машина;
• третья — кухонная магистраль, к ней подводят кухонную мойку, посудомоечную машину.

Эксплуатация и профилактика поломок, засоров

Любые трубы со временем могут засоряться. Чтобы бороться с этим явлением, необходимо проводить профилактику засоров.

Методы профилактики от засоров:

• отверстия слива раковины или ванны нужно закрывать специальными решетками,
• раз в день открывайте кран с горячей водой для промывки системы,
• не бросайте в канализацию твердые и крупные отходы.

Прочистка канализации и замена

Наиболее популярные методы прочистки канализации — вантуз, металлический трос, химические жидкости («Крот»).

Прежде всего, если вы заметили, что вода стала медленно уходить, нужно прочистить сифоны под раковиной или ванной. В них в первую очередь забивается весь мусор. Если же сифоны оказались чистыми, а вода не уходит, то нужно чистить трубы.

• Механический метод. В результате засора твердыми предметами может образоваться пробка. Удалить ее можно только механическим путем.
• Гидродинамический метод. Мощная водная струя под высоким давлением подается в трубу, вымывает все засоры.
• Термический метод. Суть его такая же, как и в предыдущем варианте, только вода подается горячей.
• Химический метод. Для очищения труб от накипи и отложений используются химические и промышленные вещества. С их помощью растворяется жир, удаляются все остатки солей, ржавчины и т.д.

Что еще нужно знать: интересное и полезное о канализации

Можно предложить несколько полезных советов при устройстве канализации.

1. Трубопровод должен располагаться ниже уровня промерзания грунта. В каждом регионе этот показатель свой. Если же это невозможно, то трубы должны быть хорошо утеплены.
2. При строительстве на дно траншеи обязательно насыпается песчаная подушка. Качественное основание обеспечивает стабильное положение труб.
3. При устройстве канализации нужно не забывать про фановый стояк. Он необходим для отвода из канализационной системы на улицу лишних газов.

Без системы канализации не обходится ни одно строение. Чтобы она работала бесперебойно, надежно и эффективно, необходимо ее правильно спроектировать, установить и эксплуатировать, не допуская перегрузок и засоров.

Источник https://ru.abcdef.wiki/wiki/History_of_water_supply_and_sanitation

Источник https://septikexpert.com/vidy-kanalizacii/kanalizaciya/

Источник

Источник