Система отопления многоквартирного дома

Системы централизованного отопления многоквартирных домов создавались в соответствии с проектами. Поэтому об отоплении квартиры и всего дома можно узнать буквально все, если отыскать проект и и разобраться в нем до последнего винтика.

Далее рассмотрим, какие обычно применяются решения по отоплению в многоквартирных домах, и как они влияют на качество отопления в квартирах. А также, как на практике решаются вопросы, связанные с ремонтом и эксплуатацией труб, батарей и всей системы централизованного отопления высотного многоквартирного дома

Почему интересует схема отопления многоэтажки

Система отопления многоэтажного дома может озаботить в нескольких случаях, например:

При замене радиатора в квартире возникает вопрос, — как отключить стояк, какой радиатор можно поставить и как лучше…
Если менять стояк, то какие трубы можно применить?
Когда отопление работает плохо, закономерно спросить – почему? — может можно подрегулирвать, даже самостоятельно…
Если есть желание вместе с другими жильцами организовать свою котельную, то как это сделать…
При установке теплосчетчика, — в каком месте системы его врезать?

Но без санкции ЖЭКа никаких действий с централизованным отоплением. А совершаются такие действия, обычно только специалистами той же обслуживающей организации.

Какие схемы встречаются в многоквартирных домах

Проекты отоплений целых районов от центральной теплостанции всегда индивидуальны, и зависят от жилого фонда. Обычно на 1 микрорайон обустраивали одну котельную, но это не правило, строили и очень крупные ТЭС, и маленькие котельные.

Но разводки отопления по многоэтажкам, построенных в советское время, как правило, типовые. Применялись однотрубные схемы подключения радиаторов, где одной трубой являлся вертикальный стояк. Стояки, коих было на один дом много, подключались параллельно к запитывающей тепло-магистрали, и таким образом оказывались примерно в одинаковых гидравлических условиях.

Примерная схема вертикальной однотрубки приведена на рисунке.
Нужно обратить внимание, что на одной трубе – до 18 радиаторов.

Правильные схемы подключения радиаторов – с использованием паралельного байпаса.

Схема подключения радиатора в квартире при однотрубной разводке по дому.

Отключение одного радиатора (потек!) не затронет обогрев в других квартирах из-за наличия байпаса. Кроме того, балансировочный вентиль позволяет приглушать радиатор по желанию.

Но однотрубкам присущь известный недостаток — последние радиаторы в кольце прохладнее. Как с этим боролись?

Особенности отопления в многоквартирных домах

Чтобы радиаторы на последних этажах не оказались бы слишком холодными, должна быть задана по стояку высокая скорость теплоносителя, что выравнивает температуры на подаче и обратке. В централизованных системах отопления умели делать так, что температура по стояку оказывалась без существенной разницы для пользователей. И повышением площади радиаторов с выравниванием теплоотдачи никто не боролся.

Для централизованной системы отопления характерна большая скорость теплоносителя, — до предела возникновения шума в трубах. Отсюда и большая мощность насосов и большой перепад давления.
Вторая особенность – большое общее давление в системе. Заполнение велось с нижней точки, и чтобы поднять теплоноситель на 9-й этаж приходилось создавать соответствующее давление, вплоть до 12 атм.
Следующая особенность – большая температура теплоносителя – плохая теплоизоляция, утечки тепла, бесхозность энергоресурса, зачастую позволяла решать коммунальщикам поставленные задачи «тепло в домах» путем просто накручивания расхода и взвинчивания температуры выше нормы, даже выше 100 град С при повышенном давлении.

Все это предъявляет свои требования к радиаторам и трубам.

Какие трубы и радиаторы применять в многоэтажном доме

Все многоэтажки в советское время оборудовались стальными трубами и чугунными радиаторами. Сейчас появился выбор. Другие виды труб и радиаторов практичней, дешевле, долговечней.

Но самостоятельно делать выбор, при замене радиатора в квартире, без соглосования с ЖЭКом недопустимо. Тем более разбирать стояк и менять трубы – это сделают только специалисты.

В основном Жэковские спецы впаивают пенопропилен РN30 25 мм (наружный диаметр) с алюминиевой армировкой, несмотря на то, что его предельная температура все равно +95 град, а в централи может быть и больше… Сейчас уже появились и PN25 c аналогичными характеристиками.

Возможно и применение металлопластиковых труб для подключения радиаторов в многоэтажном доме – по решению службы обслуживающей сеть. Применяемый диаметр – в основном 20 мм (наружный).

При замене радиатора, работники жека обязательно обяжут создать схему с отключением двумя кранами и байпасом параллельным радиатору.

При замене радиатора в квартире

Модель, размеры (теплоотдача) радиатора согласовываются со специалистами обслуживающей организации.
Отключается стояк, сливается жидкость.
Обычно старые стальные трубы обрезаются, так как раскрутить резьбовые соединения не представляется возможным. Чаще радиаторы меняют вместе с трубами, типы применяемых труб также согласовываются с ЖЭКом.
Радиатор навешивается на штатное крепление, снабжается заглушками, шаровыми кранами, краном Маевского.
Радиатор подключается к стояку трубами по схеме с байпасом.

Почему на верхних этажах холодно

Если скорость теплоносителя поубавить, температуру также поубавить, то в домах будет холодно, особенно это скажется на верхних этажах, где радиаторы зачастую последние в кольце. Подобное происходит как по техническим причинами, вследствие зарастания труб, износа оборудования, так и по организационным.

Топливо нынче дорого, и не известно на каком уровне командования, его выделенное количество ополовинилось, но результат впечатляющий, – в топку попадает половина от положенного угля, мазута, газа. А специалистам теплосети предложено «выкручиваться» и перераспределять тепло, «изыскать методы». В результате часть насосов отключается, заменяется, котел приглушается, вентильки подзакручиваются, — создается искусственный «износ оборудования».

Особенности в новостройках

В настоящее время все больше переходят на современные проекты отопления. Применяются двухтрубки в разводке, вследствие чего уменьшаются энергопотери на движении теплоносителя. Схема подключения радиатора в квартире с двухтрубной системой отопления.

Такие проекты сейчас предусматривают и другие материалы, вместо стали применяется PEX, в том числе и армированный алюминием. Радиаторы с минимальным давлением 16 атм, с нижней (сокрытой) подводкой.

Новейшее достижение – индивидуальная разводка по отдельной квартире. Стояки из двух труб предназначен для целой квартиры. По квартире разводка может быть выполнено как угодно, но обычно по проектам расположение стояков такое, что удобно сделать лучевую схему от центральных коллекторов, при этом трубы прокладываются под фальшивым полом.

Это дает возможность также под балконными блоками установить внутрипольные конвектора.
Также – индивидуальный теплосчетчик на квартиру.

Но в массивах старых застроек, при централизованной системе отопления многоквартирного дома сие не достижимо. Пользуются теми благами, которые наладил ЖЭК.

Вариант монтажа отопления в современной квартире многоэтажного дома

Подключение к стояку центрального отопления (индивидуального котла) отопительной сети всей квартиры выполняется в одной точке, от которой идет разводка к радиаторам.
Трубы размещаются в полу, конструкция которого позволяет это сделать. Применяются радиаторы с нижним подключением и внутрипольные конвекторы.
Предпочтительнее лучевая схема включения радиаторов, при которой под полом размещаются только цельные отрезки труб, — от центрального коллектора к каждому отопительному прибору.
В случае применения попутной, тупиковой схемы, все скрытые разветвления труб могут выполняться только обжимными несъемными фитингами, с помощью фирменного инструмента.
Допускаются к скрытому монтажу фитинги и трубы только от одного производителя. Паянные трубы к скрытому монтажу не допускаются.

Разновидности систем отопления многоквартирного дома

При проектировании систем отопления большого масштаба (в частности, расчеты регулировки системы отопления многоквартирного дома и ее полноценного функционирования) внешним и внутренним факторам эксплуатации оборудования уделяется особо пристальное внимание. Разработаны и успешно применяются на практике несколько схем обогрева при центральном отоплении, отличающиеся друг от друга структурой, параметрами рабочей жидкости и схемами разводки труб в многоквартирных домах.

Какие бывают виды систем отопления многоквартирного дома

В зависимости от монтажа теплогенератора или местоположения котельной:

Автономная система в квартире, где котел отопления монтируется в отдельном помещении или на кухне. Затраты на покупку котла, радиаторов и соответствующих материалов для разводки труб возвращаются быстро, так как такую автономную систему можно регулировать, исходя из собственных соображений относительно температурного режима в доме. Кроме того, индивидуальный трубопровод не теряет тепло, а наоборот – помогает отапливать помещения, так как проложен по квартире или по дому. Индивидуальный котел не нужно приспосабливать под реконструкцию централизованного отопления – один раз составленная и внедренная схема отопления будет работать всю жизнь. И, наконец, уже рабочую схему можно дополнить параллельно или последовательно включаемыми контурами, например, «теплым полом»;
Вариант индивидуального отопления, который рассчитан на обслуживание всего многоквартирного дома или целого жилого комплекса – мини-котельная. В качестве примера можно привести старые котельные, обслуживающие квартал, или новые комплексы для одного или нескольких домов на разных источниках энергии – от газа и электричества до солнечных батарей и термальных источников;

Централизованная схема отопления в многоэтажном доме – самое распространенное до сих пор рабочее решение проблемы.

Схемы отопления в зависимости от параметров рабочей жидкости:

Отопление на обычной воде, в трубах которого теплоноситель не нагревается выше 65-70 0 C. Это разработка из области низкопотенциальных систем, но чаще всего работают старые схемы с температурой рабочей жидкости, достигающей 80-105 0 C;
Отопление паровое, где в трубах перемещается не горячая вода, а пар под давлением. Такие системы уходят в прошлое, и сегодня практически не используются при доставке тепла и обогреве любых типов многоквартирных домов.

Исходя из схемы трубной разводки:

Самая распространенная — однотрубная система отопления многоэтажного дома, где и трубы подачи, и трубы обратки – это одна нитка теплотрассы. Такую схему до сих пор можно встретить в «хрущевках» и «сталинках», но на практике у нее есть большой недостаток: последовательно включенные в схему батареи или радиаторы не обеспечивают равномерного переноса тепла – каждый следующий обогревательный прибор будет немного холоднее, а последний радиатор в трубопроводе будет самым холодным. Для хотя бы примерно одинакового распределения тепла по помещениям каждый следующий в схеме радиатор необходимо оснащать бо́льшим числом секций. Кроме того, в однотрубной схеме отопления в пятиэтажном доме нельзя использовать радиаторы, не соответствующие расчетным параметрам, и приборы для регулировки отдачи тепла – клапаны и т.д. регулирования;
Схема «Ленинградка» — более совершенное решение, но по той же однотрубной схеме. В этой схеме есть байпас (трубная перемычка), которая может подключать или отключать дополнительные обогревательные приборы, тем самым регулируя теплоотдачу в помещении;

Более совершенная двухтрубная система отопления в многоквартирном доме начала свое существование со строительства зданий по проекту так называемой «брежневки» — панельного дома. Подача и обратка в такой схеме работают раздельно, поэтому температура рабочей жидкости на входах и выходах квартир 9 этажного дома всегда одинакова, как и в радиаторах или батареях. Еще один плюс – возможность монтажа на каждом обогревательном приборе регулирующего автоматического или ручного клапана;

Лучевая (коллекторная) схема – последняя разработка для нетипового жилья. Все обогревательные приборы включены параллельно, а с учетом того, что это — закрытая система оо в многоквартирном доме, трубную разводку можно сделать скрытой. При реализации лучевой схемы все регулировочные устройства могут ограничивать или увеличивать подачу тепла дозировано.

Функционирование отопительной системы многоквартирного дома

Автономные системы отопление многоэтажного жилого дома выполняют одну функцию — своевременная транспортировка нагретого теплоносителя и его регулировка у каждого потребителя. Для обеспечения возможности общего управления схемой в доме монтируется единый распредузел с элементами регулировки параметров теплоносителя, совмещенный с теплогенератором.

Автономная система отопления многоэтажного дома обязательно включает в себя следующие узлы и компоненты:

Трасса трубопровода, по которой рабочая жидкость доставляется в квартиры и помещения. Как уже говорилось, схема разводки труб в многоэтажных домах может быть одно- или двухконтурной;
КПиА — контрольные приборы и аппаратура, которая отражает параметры теплоносителя, регулирует его характеристики и учитывает все его изменяющиеся свойства (расход, давление, скорость притока, химический состав);
Распределительный узел, который разводит по трубным магистралям нагретый теплоноситель.

Практическая схема отопления жилого многоэтажного дома включает в себя набор документации: проект, чертежи, расчеты. Вся документация на отопление в многоквартирном доме составляется ответственными исполнительными службами (проектными бюро) в строгом соответствии с ГОСТ и СНиП. Ответственность за то, что централизованная система центрального отопления будет эксплуатироваться правильно, возлагается на управляющую компанию, как и ее ремонт или полная замена системы отопления в многокартирном доме.

Как работает система отопления в многоквартирном доме

Нормальная работа отопления многоквартирного дома зависит от соблюдения основных параметров оборудования и теплоносителя – давления, температуры, схемы разводки. Согласно принятым нормативам основные параметры должны соблюдаться в следующих пределах:

Для многоквартирного дома высотой не больше 5 этажей давление в трубах не должно превышать 2-4,0 Атм;
Для многоквартирного дома высотой 9 этажей давление в трубах не должно превышать 5-7 Атм;
Разброс значений температуры для всех схем отопления, работающих в жилых помещениях — +18 0 C/+22 0 C. Температура в радиаторах на лестничных площадках и в технических помещениях -+15 0 C.

Выбор трубной разводки в пятиэтажном или многоэтажном доме зависит от количества этажей, общей площади здания, и тепловой мощности отопительной системы с учетом качества или наличия теплоизоляции всех поверхностей. При этом разница в давлении между первым и девятым этажами не должна быть больше 10%.

Однотрубная разводка

Самый экономичный вариант трубной разводки – по одноконтурной схеме. Однотрубный контур более эффективно работает в домах малой этажности и с небольшой площадью обогрева. Как водяная (а не паровая) система отопления, однотрубная разводка стала применяться с начала 50-х годов прошлого столетия, в так называемых «хрущевках». Теплоноситель в такой разводке течет по нескольким стоякам, к которым подключаются квартиры, при этом вход для всех стояков – один, что делает монтаж трассы простым и быстрым, но неэкономичным за счет тепловых потерь в конце контура.

Так как обратная магистраль физически отсутствует, а ее роль выполняет труба подачи рабочей жидкости, то это порождает ряд отрицательных моментов в работе системы:

Помещение прогревается неравномерно, и температура в каждой отдельно взятой комнате зависит от расстояния радиатора до точки забора рабочей жидкости. При такой зависимости температура на дальних батареях всегда будет меньше;
Ручная или автоматическая регулировка температуры на обогревательных приборах невозможна, но в схеме «ленинградки» можно устанавливать байпасы, что позволяет подключать или отключать дополнительные радиаторы;
Схему однотрубного отопления сложно сбалансировать, так как это возможно только при включении в контур запорной арматуры и термоклапанов, которые при изменении параметров теплоносителя могут вызвать сбой всей отопительной системы трехэтажного или более высокого дома.

В новостройках однотрубную схему давно не реализуют, так как практически невозможно эффективно осуществить контроль и учет расхода теплоносителя для каждой квартиры. Сложность состоит именно в том, что на каждую квартиру в «хрущевке» может приходиться до 5-6 стояков, а это значит, что нужно врезать столько же водомеров или счетчиков горячей воды.

Правильно составленная смета на отопление многоэтажного дома с однотрубной системой должна включать в себя не только затраты на техническое обслуживание, но и модернизацию трубопроводов – замену отдельных компонентов на более эффективные.

Двухтрубная разводка

Эта схема отопления более эффективна, так как в ней забор остывшей рабочей жидкости осуществляется через отдельную трубу – обратку. Номинальный диаметр труб обратной подачи теплоносителя выбирается таким же, как и для подающей теплотрассы.

Двухконтурная отопительная система устроена так, что вода, отдавшая тепло в помещения квартиры, подается обратно в котел через отдельную трубу, а значит, не смешивается с подачей и не забирает температуру у доставляемого к радиаторам теплоносителя. В котле остывшая рабочая жидкость снова подогревается и направляется в подающую трубу системы. При составлении проекта и во время эксплуатации отопления следует принимать во внимание такие ряд особенности:

Регулировать температуру и давление в теплотрассе можно в любой отдельно взятой квартире, или в общей тепломагистрали. Чтобы отрегулировать параметры системы, в трубу врезаются смесительные узлы;
При проведении ремонтных или профилактических работ систему отключать не нужно – нужные участки отсекаются запорной арматурой, и неисправный контур ремонтируется, в то время, как остальные участки работают и перемещают тепло по дому. В этом состоит и принцип работы, и преимущество двухтрубной системы перед остальными.

Параметры давления в трубах отопления в многоквартирном доме зависят от количества этажей, но лежит в диапазоне 3-5 Атм, что должно обеспечить доставку нагретой воды на все этажи без исключения. В высотных домах для подъема теплоносителя на последние этажи могут быть задействованы промежуточные насосные станции. Радиаторы для любых систем отопления выбираются согласно проектным расчетам, и должны выдерживать требуемое давление и поддерживать заданный температурный режим.

Автономное отопление

Схема разводки труб отопления в многоэтажном доме играет большую роль при поддержании заданных параметров оборудования и рабочей жидкости. Так, верхняя разводка системы отопления чаще применяется в малоэтажных домах, нижняя – в высотных. Способ доставки теплоносителя — централизованный или автономный – также способен повлиять на надежную работу отопления в доме.

В подавляющих случаях делают подключение к центральной отопительной системе. Это позволяет уменьшить текущие затраты в смете на отопление многоэтажного дома. Но практически уровень качества подобных услуг остается крайне низким. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается автономному отоплению многоэтажного дома.

Современные новостройки подключаются к мини-котельным или к централизованному отоплению, и работают эти схемы настолько эффективно, что менять способ подключения на автономное или другое (общедомовое или поквартирное) не имеет смысла. Но автономная схема отдает предпочтение именно поквартирному или общедомовому распределению тепла. При монтаже отопления в каждой отдельной квартире выполняется автономная (независимая) разводка труб, монтируется отдельный котел в квартире, приборы контроля и учета тоже устанавливаются для каждой квартиры отдельно.

При организации общедомовой разводки необходимо строительство или монтаж общей котельной со своими специфическими требованиями:

Должно быть установлено несколько котлов – газовых или электрических, чтобы была возможность в случае аварии продублировать работу системы;
Проводится только двухконтурная трасса трубопровода, план которой составляется в процессе проектирования. Такая система регулируется для каждой квартиры отдельно, так как настройки могут быть индивидуальными;
Обязателен график плановых профилактических и ремонтных мероприятий.

В общедомовой системе отопления контроль и учет расхода тепла производится поквартирно. На практике это означает, что на каждый патрубок подачи теплоносителя от основного стояка устанавливается счетчик.

Централизованное отопление для многоквартирного дома

Если подключить трубы к центральному теплоснабжению, то какая будет разница в схеме разводки? Главный рабочий узел схемы подачи тепла – элеватор, который стабилизирует параметры жидкости в пределах заданных значений. Это нужно из-за длинной протяженности теплотрасс, в которых тепло теряется. Элеваторный узел нормализует температуру и давление: для этого в теплопункте давление воды увеличивается до 20 Атм, что автоматически увеличивает температуру теплоносителя до +120 0 C. Но, так как такие характеристики жидкой среды для труб недопустимы, элеватор их нормализует до допустимых значений.

Тепловой пункт (элеваторный узел) функционирует и в двухконтурной схеме отопления, и в однотрубной системе отопления многоквартирного высотного дома. Функции, которые он будет выполнять при таком подключении: Уменьшать рабочее давления жидкости при помощи элеватора. Конусообразная задвижка изменяет приток жидкости в распределительную систему.

Заключение

При составлении проекта на отопление не забывайте, что смета на монтаж и подключение централизованного отопления к многоквартирному отличается от расходов на организацию автономной системы в меньшую сторону.

Стояк отопления: трубы, требования, нормы

Стояки отопления – это основной элемент системы отопления зданий, поскольку именно по этим магистральным трубопроводам движется основной объем теплоносителя. Стояки применяются в многоэтажных зданиях для прохода сквозь перекрытия, и уже от них осуществляется распределение тепла среди потребителей (радиаторы отопления). Ввиду высокой важности в системе отопления стояков, к ним выдвигается ряд требований по монтажу, замене, эксплуатации и теплоизоляции.

Требования и нормы, касающиеся стояков отопления
Трубы для стояка отопления
Срок службы стояков
Диаметры трубопроводов
Схема отопления со стояками
Монтаж и замена стояков отопления
Крепление стояков отопления
Экологичность

Выбор материала для стояка: металл или пластик, что лучше?
Почему трубы для стояка отопления нужно покупать у нас?
Прайс-лист
Цена труб для стояка отопления
Минимальные сроки поставки
Купить трубы для стояка отопления
Вопросы, комментарии, отзывы

Требования и нормы, касающиеся стояков отопления

Связанные нормативные документы:

СП 7.13130.2013 – содержит требования к пожарной безопасности зданий;
СП 60.13330.2016 – актуализированная версия СНиП 41-01-2003 (Отопление, вентиляция, кондиционирование);
СНиП 23-02-2003 – содержит требования к теплоизоляции и расходу тепловой энергии;
СНиП 23-03-2003 – допустимые уровни шумов для систем отопления;
СНиП 41-03-2003 – правила теплоизоляции трубопроводов и оборудования.

Основные положения из профильного свода правил СНиП 2.04.05 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:

Следует разделять ветки в системе отопления здания по видам недвижимости. Для коммерческих и жилых помещений должны монтироваться отдельные стояки.
Рекомендуется проектировать системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Трубы и фитинги Aquatherm Green Pipe прекрасно подходят по этому требованию для монтажа стояков отопления, поскольку имеют превосходные гидравлические свойства.
Должен обеспечиваться скрытый монтаж (в шахтах, колодцах, каналах, штробах). Допускается применение открытой разводки только для металлических и пластиковых труб в местах, где исключается механическое повреждение стенок трубопровода.
Должна обеспечиваться простая и быстрая замена стояков отопления, т.е. применяться резьбовые, разборные соединения, либо металлические сварные соединения. Монтаж Aquatherm Green Pipe осуществляется без огневых работ, значительно проще и дешевле, чем при работе с металлом.
При проектировании и монтаже пластиковых труб должны предусматриваться устройства для защиты от превышения рабочих параметров.
Качество пластиковых и металлических труб должно соответствовать параметрам, перечисленным в приложении к СНиП 2.04.05.
Должна предусматриваться теплоизоляция коммуникаций, устройства опорожнения труб, люки для ремонта и диагностического осмотра.
Нельзя менять диаметр по всей вертикальной магистрали.
Стояки отопления должны монтироваться вертикально, с минимальным количеством отклонений.
На стояках отопления при централизованной подаче отопления необходимо предусматривать установку узлов учета потребляемого тепла (счетчиков тепла). Коммуникации следует проектировать с арматурой, допускающей возможность обслуживания узла учета.
Места прохода сквозь перекрытия для защиты труб следует прокладывать в защитных гильзах. Металлические трубопроводы следует дополнительно обработать покрытием для предотвращения коррозии. Трубопроводная система Aquatherm Green Pipe из материала Fusiolen не требует защиты от коррозии.
Стояки оборудуются дополнительными устройствами для отвода воздуха, конденсата, пара, а также рекомендуется установка регулирующей арматуры (терморегуляторов, балансировочных клапанов, клапанов ограничения расхода).

Еще на этапе проектирования важно использовать современные материалы для систем отопления. Применение металлических трубопроводов потребует больших трудозатрат, финансовых вливаний и существенно замедлит ввод в эксплуатацию трубопроводов. Система Aquatherm Green Pipe из материала Fusiolen соответствует требованиям ГОСТ, СНиП и СП: рабочая температура – 40 до + 95 градусов, давление максимальное – до 3.0 МПА, срок службы – более 100 лет, мин. линейное расширение 0.03 мм/мК.

Разводка отопления: как все устроено

Какой не редкость разводка труб отопления в многоквартирном доме? Что такое верхняя разводка отопления и чем она отличается от нижней? Какие конкретно размеры труб употребляются? Что такое элеватор? Попытаемся ответить на эти вопросы.

Терминология

Сначала чтобы не было путаницы определимся с терминами.

Элеваторный, либо тепловой узел — место, где сосредоточено управление отопительной системой и горячим водоснабжением дома либо его части.

Помимо этого: элеваторный узел приводит давление и температуру теплоносителя к оптимальным для работы отопительной системы показателям. Так, перепад между подающей и обратной нитками автострады достигает 4 кгс/см2, одновременно с этим для циркуляции воды через батареи достаточно перепада в 0,2 кгс/см2.

Водоструйный элеватор — главный элемент элеваторного узла, камера смешения, в которой более тёплая вода с подачи смешивается с вовлекаемой в повторную циркуляцию водой обратки.
Подсос — труба, соединяющая подачу и обратку в элеваторном узле. Через нее более холодная вода обратного трубопровода поступает на повторный цикл циркуляции.
Розлив (лежневка) — горизонтальная труба, подающая теплоноситель от элеваторного узла к стоякам.
Стояки — вертикальные участки системы отопления, подающие воду конкретно к отопительным устройствам.
Подводки — трубы, соединяющие стояк с батареей.

Итак, какие конкретно схемы разводки систем отопления смогут употребляться в многоквартирных зданиях? Какие конкретно элементы они включают?

Элеваторный узел

Минимальный джентльменский комплект для несложного элеваторного узла складывается из:

Пары входных задвижек — на подающей и обратной нитках.
Грязевика на подаче и, реже, на обратке.
Фактически элеватора с соплом и подсосом.
Домовых задвижек, отсекающих домовую систему отопления.
Пары сбросов, разрешающих всецело осушить систему.
Контрольных вентилей для температуры и замера давления.

Опционально смогут находиться:

Врезки тёплого водоснабжения (по одной либо по две на каждую нитку). Во втором случае для обеспечения постоянной циркуляции через контур ГВС фланец между врезками на каждой нитке комплектуется подпорной шайбой.

Врезки отдельных потребителей (торговых киосков, магазинов и т.д.). Тут шайбируется сама врезка на фланце перед запорной арматурой, шайба ограничивает расход воды через отдельный контур.

Розливы

В зависимости от их размещения выделяют две схемы разводки отопления.

Нижний

Нижний розлив, либо система отопления с нижней разводкой употребляется в большинстве современных зданий. И подающий, и обратный розливы находятся в подвале. Стояки соединяются попарно перемычками, размещенными в квартире верхнего этажа либо на чердаке, в верхней точке каждой перемычки присутствует воздушник (кран Маевского).

Любой стояк является перемычкой между розливами. Неизбежный дисбаланс между ближними к элеваторному узлу и дальними от него стояками компенсируется отличием в проходимости и размерах труб. Приведем обычные значения ДУ для контура отопления, обслуживающего подъезд в современном десятиэтажном доме.

Участок	ДУ труб
Розливы вблизи элеваторного узла	50
Розливы у концевых стояков	40
Стояки	20-25

Какие конкретно преимущества дает нижняя разводка труб отопления?

Вся запорная арматура на парных стояках сосредоточена в одном месте. Для отключения не требуется подниматься на чердак.

Сброс теплоносителя в технический подвал при ремонте не воображает никаких неприятностей.

Но: часто подвалы употребляются под складские либо подсобные помещения магазинов. В этом случае о каком-то преимуществе сказать, сами осознаёте, не приходится: сбрасывать стояки придется через шланг в канализацию.

Основной недочёт, которым владеет нижняя разводка систем отопления — трудоемкость их запуска по окончании сброса. Дабы циркуляция началась через все стояки, необходимо стравливать воздушное пространство. В это же время не все обитатели верхних квартир могут это делать, не следует забывать и про пустующие помещения.

Верхний

Верхний розлив, либо отопление с верхней разводкой подачи в полной мере предсказуемо отличается тем, что подающая нитка розлива вынесена на чердак. Обратка остается в подвале. Любой стояк представляет собой отдельный, свободный от других стояков элемент.

На чердаке, кроме розлива подачи, в этом случае оказываются:

Отсекающие стояки от подачи вентиля.
Заглушки для их сброса (правильнее, для подсоса воздуха, нужного, дабы всецело осушить группу отопительных устройств).
Расширительный бак. Не обращая внимания на наименование, он не компенсирует повышение объема теплоносителя при нагреве (система так как не автономна, а подключена к теплотрассе). Бак, расположенный в верхней точке подающего розлива, проложенного с минимальным уклоном, помогает для сбора воздуха, который удаляется оттуда через сбросной вентиль.

Такая схема разводки системы отопления массово использовалась приблизительно до 80-х годов прошлого века.

Как она выглядит на фоне нижнего розлива?

Главная неприятность тут — трудоемкость сброса запуска отдельного стояка. Для полного его осушения нужно:

Перекрыть вентиль на чердаке.
Перекрыть вентиль в подвале и выкрутить заглушку.
Выкрутить заглушку на чердаке.

Любопытно: целым домом система отопления с верхней разводкой подачи сбрасывается и запускается куда несложнее, в особенности в случае если сброс от расширительного бака отопления выведен в элеваторный узел. Увы: сброс дома связан с утратой громадного количества теплоносителя, что нежелательно с позиций экономии тепловой энергии.

Основное преимущество верхнего розлива — как раз в том, что запуск предельно несложен и не зависит от жильцов дома. Достаточно только медлительно (чтобы не было гидроудара) открыть домовые задвижки на подаче и обратке, по окончании чего остается только скинуть воздушное пространство из расширительного бака.

Стояки

Разводка теплоносителя по отопительным устройствам в частном доме возможно горизонтальной и вертикальной (стоячной). В многоквартирных зданиях на различных участках эти схемы соседствуют: в случае если розлив всегда представляет собой горизонтальную разводку, то стояк — разводка вертикальная.

Что полезно знать о стояках в многоквартирном доме?

Ни на одном этаже, не считая верхнего в доме с нижним розливом, врезки радиаторов не должны замыкать между собой парные стояки. В случае если врезать отопительный прибор между подающим и обратным стояками на пятом этаже десятиэтажного дома, обитатели верхних этажей будут мерзнуть: циркуляция выше врезки фактически остановится.
В зданиях новых проектов один из парных стояков часто делается холостым (другими словами не подключается к батареям). Схема разводки отопления с холостыми стояками разрешает перепускать парные стояки из подвала, без участия жильцов. Достаточно только установить на холостой нитке сбросник вместо заглушки и перегнать ее на сброс: воздушная пробка всецело вылетит на фронте воды.
В сталинках на один стояк параллельно, без перехода диаметра часто подключается два радиатора. Наряду с этим сам стояк является перемычкой между их подводками. Такая

разводка системы отопления в полной мере работоспособна, но только при громадном (ДУ25) диаметре подводок.

Практическое следствие: если вы своими руками желаете заменить внутриквартирную разводку, или применяйте трубы для отопления того же диаметра, или дросселируйте перемычку. Инструкция связана с тем, что при диаметре перемычки 25 мм и подводках с условным проходом 15-20 батареи будут просто-напросто холодными.

Горизонтальная внутриквартирная разводка

Во многих новостройках возможно встретить относительно экзотическую схему: в квартиру заходят отводы от стояков, разрешающие развести отопительные устройства под произвольную планировку. Наряду с этим диаметр стояков и отводов подбирается так, что горизонтальный контур в вашей квартире не садит параметры отопления в квартирах выше либо ниже.

Кроме произвольной планировки, горизонтальный контур с выходом и одним входом разрешает наладить учет тепловой энергии. По мере того, как цена отопления квадратного метра возрастает, установка счетчиков делается все более актуальной.

Как верно сделать разводку отопления в горизонтальном контуре раздельно забранной квартиры?

По скромному точке зрения автора, наиболее разумным будет приспособить к данной ситуации ленинградку, либо барачную схему разводки.

По периметру квартиры прокладывается неразрывное кольцо размером ДУ25. Под дверными проемами оно топится в стяжку либо прокладывается под настильным полом.
Отопительные устройства врезаются параллельно кольцу, не разрывая его. Размер подводок — ДУ20. Схема подключения отдельного радиатора — нижняя либо диагональная.
Любой радиатор комплектуется воздушником в одной из верхних пробок. Опционально смогут быть установлены дроссели либо термоголовки и отсекающие вентиля на подводках.

Заключение

Сохраняем надежду, что наши советы окажутся нужными читателю. Дополнительную данные о том, как возможно реализована разводка отопления в квартире, предложит прикрепленное видео. Удач!

Основные виды загрязнителей сточных вод

Согласно определению, данному ГОСТом, сточные воды – жидкости, которые содержат загрязняющие вещества в виде хозбытовых и индустриальных отходов. Чтобы их очистить и удалить с городских, поселковых территорий и площадей предприятий, оборудуют системы канализации и очистные сооружения.

Классификация и состав сточных вод
Оценка степени загрязнения
Основные виды загрязнителей
Опасность неочищенных сточных вод

Классификация и состав сточных вод

Стоки разделяются на три вида по составу, происхождению и качественным характеристикам:

Бытовые (хозфекальные). Попадают в сеть канализации из сантехнических приборов. Образование таких стоков происходит как в жилых, общественных, так и в индустриальных помещениях в процессе жизнедеятельности человека. Представляют наибольшую опасность, поскольку содержат значительный объем органических примесей, подверженных гниению. К таким можно причислить экскременты, мочу и разнообразные микроорганизмы, в том числе и болезнетворные.
Дождевые или поверхностные. Появляются на дорогах, площадях, кровлях после выпадения атмосферных осадков. В эту же категорию входят стоки, возникающие после поливки садов и газонов. Они считаются самыми чистыми и содержат в себе незначительное количество органики и минеральных взвесей.
Производственные. Возникают при выполнении различных процессов технологического плана с применением воды на промышленных объектах.

Последняя категория распределяется на два типа: загрязненные стоки, для которых перед вторичным использованием либо отпуском в водоемы требуется очищение, и сравнительно чистые, не нуждающиеся в предварительной обработке. Опасные вещества в составе различаются и целиком зависят от отрасли промышленности и технологических особенностей производства.

Другая классификация сточных вод основывается на концентрации вредных примесей, агрессивности и токсичности. Согласно ей канализационные стоки делятся на четыре вида:

слабозагрязненные;
среднезагрязненные;
сильнозагрязненные,
опасные.

Основным оценочным критерием служит показатель pH. К слабоагрессивным жидкостям относят слабокислые с рН=6–6,5 и слабощелочные составы с рН=8–9. Сильную агрессивность имеют жидкие среды с сильнокислым (рН 9) составом.

Также разделяют загрязненные воды по фазово-дисперсному составу на взвеси, коллоидные, молекулярные и ионные растворы.

Классификации регулируются нормами СанПиНов и федеральными законами, в частности Водным кодексом.

Оценка степени загрязнения

Расчет степени загрязненности канализационных стоков происходит в зависимости от обилия содержащихся в них примесей и отражается в массе на единицу объема (г/м3 или мг/л). Принимается во внимание и плотность воды, исходя из критерия чистой жидкости – 999 кг/м3 при температуре 15 градусов.

Поскольку индустриальные и хозфекальные стоки обладают сложным составом, быстро выявить и оценить концентрацию каждого из загрязняющих веществ чрезвычайно сложно.

В связи с этим при ведении срочных анализов избирают те критерии, что способны охарактеризовать суммарные свойства воды без распознавания примесей по отдельности. Например, при оценке органолептических данных не выполняется выделение каждой из примесей, окрашивающей либо придающей запах. Чтобы определить состав, применяют суммарное санитарно-химическое исследование сточных вод канализации. Оно включает в себя химические, физико-химические и микробиологические тесты.

При выполнении полного санитарно-химического анализа осуществляется оценка по таким показателям:

уровень кислотности (pH), сухой остаток, присутствие взвесей;
температура, запах, цвет, прозрачность;
биохимическая потребность в кислороде (БПК5) – расход этого элемента в течение пяти дней;
наличие тяжелых металлов, радиоактивных и токсических веществ;
присутствие нефтепродуктов, ПАВ, растворенного кислорода;
концентрация фосфатов, сульфидов, азотистых соединений, хлоридов;
определение микробного числа, микроорганизмов группы кишечных палочек, паразитов.

Также применяется методика измерений массовых концентраций этиленгликоля и диэтиленгликоля в пробах природных и канализационных жидкостей путем газовой хроматографии.

Исследования позволяют оценить стоки по предельно допустимым показателям. Их значения следующие:

количество возвещенных веществ – 500;
БПК – 500;
ХПК – 800;
остаток плотных материй – 2000;
эфирно содержащие примеси – 20.

Кроме стандартных исследований на общегородских очистительных сооружениях могут проводиться дополнительные тесты. Они позволяют определить состав и степень загрязненности промышленных сточных вод, которые отводятся от местных производственных комплексов.

Основные виды загрязнителей

Состав сточных жидкостей определяется наличием в них загрязнителей:

биологических;
химических;
минеральных.

К первым причисляют микробы (вирусы и бактерии), дрожжевые и водорослевые культуры, грибки и растительность. Загрязняющими химическими примесями становятся продукты нефтепереработки, ПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, азотные соединения. Земля, шлак, песок, ил – примеси минеральной природы.

В составе жидкостей также выделяют консервативные и неконсервативные загрязняющие примеси. Первые не вступают в химические реакции, не разлагаются при проведении биоочистки. Неконсервативные примеси удаляются из стоков посредством самоочистных биопроцессов.

Опасность неочищенных сточных вод

На нынешний день сбрасывание канализационных стоков – одна из наиболее важных проблем водных ресурсов. Загрязнение морей, рек и озер, происходит в результате отсутствия очистки сточных жидкостей, которые содержат значительное количество вредных микроорганизмов, агрессивной химии и токсических веществ. В момент их попадания в водоем происходит нарушение естественного режима, что выражается в негативном и даже губительном влиянии на водные ресурсы. Загрязнения вызывают:

поглощение кислородного составляющего;
значительное снижение качества воды;
оседание опасных компонентов на дно;
невозможность использования воды даже в технических целях;
гибель водных жителей из-за разрушения их естественной среды обитания.

Все виды канализационных жидкостей уменьшают функциональные возможности природных и рукотворных источников. По этой причине в большей части из них нельзя купаться, они не пригодны для отдыха либо пользования водой. Для предотвращения проблем важно производить очищение сточных вод от загрязнений.

Промышленные стоки способны нести не только химическую, но и бактериологическую опасность. Это возможно, если сброс идет с предприятий по обработке кож, скотобоен, медицинских производств. В воду могут попасть даже бактерии сибирской язвы, возбудители сапа. Также без очистки производственные сливы являются источником агрессивной химии.

Среди бытовых канализационных жидкостей наиболее опасными считаются черные сточные воды. На их долю приходится примерно 25 процентов от общего объема хозбытовых канализационных стоков, они включают в себя много органики, биозагрязнителей. Эти канализационные жидкости содержат больше половины от общего количества фосфора, около 80 процентов азотистых соединений (в том числе и мочевины) и почти все фекальные бактерии. Именно эти составляющие сливов, помимо агрессивной химии, являются главной угрозой водных ресурсов.

Вещества биологического и химического характера не должны попадать в грунт либо водоем. Если ваш трубопровод подсоединен к общегородской канализации, очищение бытовых стоков – проблема коммунальных служб. Если подключение не сделано, ответственность за безопасность фекальных сливов или вывоз жидких отходов на городские очистительные сооружения, несете вы. Именно для этих целей и обустраиваются септики и станции биоочищения.

Септические устройства не всегда способны полностью обеззаразить хозфекальные стоки. Для антибактериального воздействия на жидкости применяют облучение ультрафиолетовыми лучами либо озонирование. Проведение такой дезинфекции требуется, если воду предполагается применять повторно для технужд. Для индустриальных стоков может потребоваться применение физико-химических и химических способов обработки.

Экологический кодекс Российской Федерации

В ходе своей жизни человек активно использует воду: в производстве, в жизни, в сельском хозяйстве и во многих других отраслях. Все эти объемы бесценного вещества становятся загрязнены огромным количеством химических и органических веществ, превращаясь в сточные воды. Выбрасываясь в таком виде в окружающую среду, они вызывают загрязнение территорий, отравления животных, растений, человека. Миграция огромных объемов химических веществ, часто не характерных для окружающей среды, приводит к деградации экосистем вплоть до их полного уничтожения. Именно поэтому вопрос об очистке сточных вод, их экономии и возможностях многократного использования стоит как никогда остро.

Сточные воды – это воды, которые в результате использования в хозяйственной деятельности были загрязнены, или городские поверхностные стоки. Они имеют сложный химический состав и большие объемы.

Классификация сточных вод

По источнику происхождения:

Производственные;
Бытовые;
Поверхностные (ливневые стоки).

Если атмосферные и бытовые имеют относительно постоянный состав, то производственные могут различаться по составу, в зависимости от производственных циклов и вида хозяйственной деятельности.

По составу загрязнителей:

По преимуществу минеральных веществ;
По преимуществу органических веществ;
Смешанного типа.

По концентрации веществ:

1 – 500 мг/л;
500 – 5000 мг/л;
5000 – 30000 мг/л;
Более 30000 мг/л.
По кислотности:
Нейтральные ;
Щелочные;
Кислые.

Виды и методы очистки промышленных вод

Очистка сточных вод – это удаление из нее различных загрязнителей и обеззараживание от патогенных микроорганизмов. Современные методы очистки позволяют повторно использовать очищенную воду во многих технологических процессах, кроме питьевых нужд.

Для грамотной и качественной очистки сточных вод необходимо точно знать ее состав. Особую сложность составляют сточные воды с городских территорий. Их особенностью является сложность состава. Загрязнители делятся на несколько основных групп:

минеральные загрязнители. Это все вещества, которые имеют неорганическое происхождение;
органические загрязнители. Стоки в составе которых есть остатки органического материала или промышленные стоки с полимерными соединениями;
биологические. Содержание в водах микроорганизмов и бактерий, которые живут и развиваются в этой среде.

Существует огромное количество методов очистки, которые по принципу используемых методов делятся на следующие группы:

Физические методы очистки сточных вод. Процеживание, отстаивание, фильтрование.

Основаны на фильтрационных методах. Позволяют отделить нерастворимые твердые примеси от жидкой фазы. Данный способ может использоваться отдельно, а так же как первая ступень многоуровневой очистки. Механическая очистка сточных вод очищает бытовые жидкости от взвешенных частиц на 62-67%, от нерастворимых грубодисперсных элементов на 91-96%.

Процеживание. Основные приспособления – различные решетки и сита для задержания крупных элементов и некоторого количества взвешенных частиц.

Отстаивание. Метод выделения из сточных вод взвешенных частиц с большей или меньшей плотностью. Для механической очистки данным способом оборудуют специальные объекты – отстойники. Отстаивание чаще всего используют с целью улучшения воды в замкнутой системе водоснабжения. Поэтому этот способ активно применяется в химической, рудной и металлургической промышленности.

Фильтрование. Активно применяется для очистки воды от мельчайших частиц разной природы. Основное приспособление – фильтры. Сточные воды, проходя через фильтрующий материал, оставляют в нем все ненужные взвеси.

Для различных предприятий необходимы различные виды фильтров. Так, в бумажной промышленности широко используются сетчатые и вакуумные фильтры. Для более активной очистки подходят центрифуги и гидроциклоны. Последние представляют собой конические сосуды из железа, на стенках которых под влиянием центробежной силы скапливаются тяжелые частицы.

Сооружения для механической очистки сточных вод

Решетки. Задерживают крупные элементы, содержащиеся в сточной воде. Их устанавливают по направлению тока жидкости. Решетки представляют собой укрепленные на металлической рамке металлические стержни, наклонно или вертикально установленные. В пазухах решетки – подвижные зубцы граблей. Они закреплены на шарнирно-пластинчатой цепи, которая приводится в движение через привод с шестеренчатой передачей.

Грабли снимают с металлической стенки решетки отбросы и поднимают их на подвижную ленту. Далее взвешенные частицы направляются для размельчения в специальную дробилку.

Существуют также решетки-дробилки, задерживающие твердые элементы и одновременно перемалывающие их. Эту установку монтируют в камеру с круговым движением сточных вод. Электродвигатель через коробку передач приводит в движение барабан решетки-дробилки. Он задерживает отходы, содержащиеся в сточной воде, и передает их к режущим гребням. Последние перемалывают твердые элементы, которые после такой обработки вновь поступают в сточную воду.

Песколовки. Задерживают минеральные примеси. Удельный вес частиц больше удельного веса воды. Поэтому по мере движения жидкости в резервуаре минеральные элементы выпадают на дно. Работа песколовок зависит от скорости движения воды. Обычно установки рассчитаны на задержание частиц более 0,25 мм. Оседание более мелких минеральных загрязнений крайне нежелательно. По этой причине важна скорость движения воды.

Оптимальная скорость при горизонтальном токе – от 0,15 до 0,3 м/с. Горизонтальные установки монтируются там, где сточные воды движутся в горизонтальном направлении, прямолинейно или по кругу. Такие песколовки состоят из двух основных элементов:

рабочего, через который движется поток;
осадочного, который собирает и хранит выпавший песок.

Способы очищения песколовок:

насосом (при незначительном расходе сточных вод);
гидроэлеватором, шнеками, скребками и т.п. (на специальных очистных станциях).

Песколовки способны задерживать до 75% минеральных примесей, содержащихся в сточной воде.

Отстойники. Используются для выделения механических примесей из сточных вод. Существуют несколько видов отстойников.

первичные (устанавливаются перед станциями биологической очистки);
вторичные (устанавливаются после сооружений биологической обработки).

По конструктивным особенностям:

горизонтальные;
вертикальные;
радиальные (разновидность горизонтальных отстойников).

Иловые площадки. Используются для сушки влажного осадка, сбрасываемого из отстойников, метантеков и других подобных сооружений (на выходе из них осадок имеет влажность до 97%). Иловая площадка подсушивает до влажности 75% (средняя величина). В результате объем отбросов уменьшается в 3-8 раз.

Иловая площадка представляет собой участок земли, окруженный земляными валками. Осадок наливается слоями. Часть жидкости испаряется, а часть попадает в грунт. Подсушенный осадок погружают на машины и вывозят. Иловую воду перекачивают на очистные сооружения.

Перечислены основные сооружения для механической очистки сточных вод. В зависимости от вида деятельности, количества сточных вод, типа загрязнений предприятие может использовать и другие установки.

Химическая очистка сточных вод

Основаны на реакциях компонентов сточных вод с реагентами. Чаще всего, химические методы, используют для нормализации рН сточных вод или осаждения нерастворимых солей и гидроксидов тяжелых металлов, образующихся в результате реакции. При использовании, в качестве реагентов перекисных или содержащих активный хлор соединений (например, озон и гипохлорит) достигают обеззараживания и осветления сточных вод, за счет окисления органических примесей. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка, если же образования осадка не происходит, то повышается солесодержание сточных вод.

Реагенты, используемые в ходе химической очистки:

перманганат калия;
хлор;
гидроксид натрия;
озон;
известь;
соляная и серная кислоты.

Очень часто химическая очистка вод проводится как предварительный этап перед биологической стадией.

Существуют следующие методы химической очистки:

Нейтрализация. Загрязненные воды, нужно очищать до показателя рН от 6.5 до 8.5 . Такие очищенные воды будут нейтральными. Процесс производится несколькими методами, такие как: смешивание щелочных и кислых сточных вод, добавления различных реагентов, фильтрование кислых вод с добавлением веществ, осуществляющих нейтрализацию. Также применяется поглощение аммиака кислыми водами и растворение газов щелочными. Иногда при реакциях нейтрализации может образовываться осадок. Для нейтрализации кислых вод, используют следующие вещества: цемент, доломит, аммиачная вода, а гидроксид кальция является наиболее оптимальным и доступным реагентом для данного процесса, Са(ОН)2, в котором содержится 5-10% активной извести.

Производственные воды, часто содержат серную кислоту. Для ее нейтрализации используют щелочные соединения, состав которых может меняться в зависимости от концентрации кислоты. Для щелочных вод наоборот, используют процессы их обработки различными кислотами или кислыми газами.

Окисление. Окисление применяется в основном для обеззараживания сточных вод. На выходе воды становятся в значительной мере менее загрязненными, загрязнители и токсины удаляются. Наиболее распространенным и подходящим является хлор. Он часто используется в моющих и дезинфицирующих средствах. Активно очищает от фенолов, цианидов, сероводорода, сульфидов и сернистых соединений. При этом образуется соляная кислота. После окисления до цианата его окисляют до простых элементов: азота и диоксида углерода.

Другим эффективным окислителем является озон. Он способен окислять как органические, так и неорганические вещества. Активно борется с нефтепродуктами, мышьяком, пестицидами, фенолами, ПАВ и другими. Озон обесцвечивает воду, ликвидирует привкусы, запахи, нормализует органолептические свойства. В отличие от хлора, обеззараживание озоном протекает в сотни раз быстрее.

Для конечного обеззараживания используют ультрафиолетовое облучение. Оно может использоваться самостоятельно в отдельных установках или совместно в процессе обеззараживания хлором или озоном.

Существует еще один метод окисления, активно применяется в очистке сточных вод. Основные процессы: катодное восстановление и анодное окисление. В зависимости от необходимости извлечения различных элементов из стоков, меняется материалы электродов, вид электролита.

Биологическая очистка сточных вод

Целью биологического этапа очистки является разрушение и минерализация органических остатков сточных вод микроорганизмами или бактериями. Этот метод основан на их способности использовать вещества из сточных вод в своем питании. В практике используются анаэробные (анаэробное брожение) и аэробные организмы. Данные процессы схожи, но в промышленности используются три основных: биофильтры, активный ил (аэротенки), метантенки. Микроорганизмы активного ила поддерживают состояние и структуру своего биоценоза, размножаясь, и потребляя загрязняющие вещества.

Устройства и сооружения для осуществления биологической очистки загрязненных вод

Как было сказано выше, в очистке сточных вод используют как аэробные, так и анаэробные бактерии. Если в первом случае процесс очистки может осуществляться как в естественных водоемах, открытых или аэротенках, то второй вариант возможен только в специальных закрытых установках – метантенках. Открытые водоемы делятся на поля фильтрации и биологические пруды.

Биологические пруды заселяются специальными видами аэробных бактерий и микроорганизмов. Обычно используются совместно с другими очистными сооружениями или как дополнительная стадия очистки, но могут быть и отдельными. Для повышения скорости и качества действия используют искусственную аэрацию. Она помогает ускорить очистку в 10 — 25 раз в зависимости от сложности и уровня загрязнения.

Поля фильтрации – участки земли, верхний слой которых заселен микроорганизмами, которые потребляют органические вещества из сбрасываемых на этот участок сточных вод. Данный метод является довольно эффективным, особенно если очищенные воды снова используются для хозяйственных нужд, например для орошения. Однако такие системы очистки имеют несколько весомых недостатков: 1. Их нельзя использовать в холодное время года или северных регионах, так как микроорганизмы очень чувствительны к температурам и резко теряют свою активность и процессы очистки останавливаются. 2. Данные системы занимают довольно большие площади которые должны быть удалены от водоносных горизонтов, что бы не допустить заражения грунтовых вод.

Биофильтры – это крупные промышленные фильтры, на фильтрующем основании которых заселены бактерии. Потоки воды пропускают через эти поверхности, а микроорганизмы окисляют органическую составляющую стоков.

Аэротенк – пожалуй, самый высокоэффективный метод очистки с помощью микроорганизмов. Это технически сложное сооружение, которое представляет собой открытый резервуар прямоугольных форм, заполненный загрязненными водами. Внутри него живут бактерии, которые потребляют органику. При искусственной подаче кислорода и поддержании оптимальных условий обитания достигаются высокие результаты очистки, однако это один из самых дорогих способов очистки.

Метантэнк – это железобетонный закрытый резервуар, в котором происходит анаэробное сбраживание органических остатков с выделением метана. При этом скорость очистки ниже чем у аэробных способов, а эксплуатация сопряжена с повышенной опасностью из-за большого количества выделяющихся газов в закрытом помещении.

Состав и свойства сточных вод: химические и физические показатели

Для охраны рек и озер от загрязнения и предотвращения негативного воздействия, на канализационные системы для предприятий, осуществляющих отведение сточных вод, устанавливаются нормативы их состава.

За превышение концентрации загрязняющих веществ в СВ, нарушение надежности и бесперебойности работы городских сетей они обязаны компенсировать вред, нанесенный коммуникациям и водоемам.

Рассмотрим, из чего состоят стоки различных категорий, какие показатели подлежат нормированию, анализу и контролю.

Классификация сточных вод

Все категории СВ отличаются большим разнообразием. Чтобы систематизировать их характеристики, предусмотрена классификация по составу и фазово-дисперсному состоянию содержащихся в стоках загрязняющих примесей.

Состав и свойства

Качества СВ определяет их источник.

Рассмотрим 3 категории стоков:

хозяйственно бытовые;
атмосферные;
производственные.

Хозяйственно бытовые

Хозяйственно-бытовые (коммунально-бытовые) СВ образуются при эксплуатации душевых, прачечных, санитарных узлов, а также в результате деятельности заведений пищевой обслуживающей инфраструктуры – столовых, кафе, ресторанов. Состав этих стоков аналогичен составу СВ от населенных пунктов.

Бытовые воды разделяются на 2 категории:

Фекальные стоки. Основные загрязняющие примеси – физиологические выделения.
Хозяйственные стоки. Загрязнены хозяйственными отбросами, моющими средствами.

У этих вод наблюдается относительно постоянный состав и высокая концентрация загрязненности.

Основные примеси – органические вещества растительного и животного происхождения, а также большое количество микроорганизмов (в том числе патогенных) – продуктов жизнедеятельности человека, самых опасных с эпидемиологической точки зрения.

Для очистки хозбытовых стоков, как правило, применяются биологические технологии, предприятия направляют воды этой категории на городские ОС и не отвечают за их качество.

Хозбытовые стоки составляют около 85 % общего объема городского водоотведения. Большинство очистных сооружений ориентировано именно на этот вид СВ.

Кроме бытовых, в канализационную городскую систему городов поступают производственные стоки и небольшой объем атмосферных вод. Типичный состав бытовых стоков с малой примесью промышленных СВ представлен в таблице выше.

Атмосферные

Атмосферные (дождевые или ливневые) воды собираются с промышленных площадок, городских территорий, объектов транспортной инфраструктуры. СВ этой категории образуются в результате смыва загрязняющих веществ с территории при таянии снега и выпадении дождя.

В их составе, кроме обычных загрязнений, могут присутствовать специфические примеси, характерные для производственных процессов, в том числе попадающие на покрытия промплощадок в случае разливов и аварий.

Кроме того, на качественный и количественный составы поверхностного стока оказывают влияние:

степень благоустройства территории;
интенсивность движения транспорта;
плотность населения.

Эти стоки отводятся в наружную (дождевую) городскую сеть.

Стоки с территорий предприятий более сложные по составу, а концентрация ЗВ в них выше, чем в городском поверхностном стоке.

Атмосферные воды с незагрязненных производственных территорий отводятся отдельной системой канализации или сбрасываются в водный объект неочищенными. Загрязненные воды перед отведением в водоем очищаются.

Одним из вариантов регулирования загрязненного поверхностного стока является стимулирование благоустройства территорий.

Промышленные

Производственные стоки образуются на промышленных предприятиях, в них входят такие категории, как:

Производственные, образующиеся в результате основных технологических процессов. Самые загрязненные, имеющие значительный объем.
Воды от охлаждаемого и вспомогательного оборудования, к примеру, от теплообменных аппаратов. Характеризуются большим расходом, слабой загрязненностью. Считаются условно чистыми.
Стоки подсобных цехов и участков обслуживания. Имеют небольшой объем сброса и большой объем загрязняющих примесей.

Источники образования

В технологических процессах источниками СВ являются воды:

образующиеся в результате химических реакций;
выделяющиеся в процессах промывки и переработки исходного сырья;
водные экстракты и абсорбенты;
охлаждающие оборудование и готовую продукцию;
другие воды, слитые с производственных аппаратов — вакуум-насосов, конденсаторов, систем гидрозолоудаления, а также после мытья помещений, оборудования, тары.

Качество СВ

Количество, состав и концентрация промышленных СВ отличаются непостоянством, большим разнообразием и находятся в прямой зависимости от отрасли, особенностей и режимов технологических процессов.

Например, в электросталеплавильном производстве на формирование качества стоков влияет стадия выплавки стали, состав шихты, удельный расход воды на очистку газа и множество других параметров.

Состав СВ, образующихся при химической обработке тканей, определяется объемом и качествами примесей волокна, красителей и реагентов, а концентрация СВ – нормой водоотведения.

В формирование состава СВ значительный вклад вносит обрабатываемое сырье. Большинство предприятий имеет в составе СВ и минеральные, и органические загрязнения в различных пропорциях.

К примеру, основным загрязняющим компонентом стоков являются:

на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки – нефть и ее производные;
на металлургических заводах – в основном вещества минерального происхождения, в частности, известь, силиций, железо.
на обогатительных комбинатах – руда;
на мясокомбинатах – животные жиры, отходы крови, мяса, непереваренной пищи животных, поваренная соль.

В состав СВ шелковых красильно-отделочных фабрик входят углеводороды, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, органические и минеральные кислоты и ароматические соединения.

Уровень загрязненности

Концентрации ЗВ в СВ различных предприятий неодинаковы.

Уровень загрязнения промышленных стоков можно разделить на 3 категории:

Условно чистые. Они не нуждаются в очистке, поскольку в результате поступления СВ в водоем физико-химические свойства воды остаются неизменными.
Нормативно очищенные. Стоки, подвергнутые очистке до предельно допустимых концентраций (ПДК) ЗВ. Сброс СВ, содержащих незначительный объем примесей, неспособен повлиять на качество воды в водоеме.
Загрязненные. Это стоки, выпущенные в водный объект без очистки или недостаточно очищенные. Уровень ЗВ превышает ПДК, но в расчет берутся процессы разбавления и самоочищения в водоеме.

Производственные СВ наиболее опасны для водоемов. Перед выпуском в канализационную систему или в водные объекты стоки подлежат очистке на локальных очистных сооружениях до достижения нормативных показателей.

Для очистки нужны сложные и дорогостоящие инженерные сооружения, использование сочетания разных методов (химических, физико-химических, биологических). Такие стоки принимают в централизованную систему водоотведения с определенными ограничениями.

Химические и физические показатели

Для определения состава СВ проводят химический анализ по показателям:

Температура.
Окраска. Определяется в градусах.
Прозрачность. Указывает на степень загрязненности СВ нерастворенными и коллоидными примесями.
Запах. Органолептический показатель присутствия пахнущих веществ. Запах определяют в баллах и описывают как «гнилостный», «землистый», «затхлый» и прочее.
Водородный показатель рН.
Сухой остаток (общая минерализация). Показатель концентрации растворенных органических и минеральных примесей. Измеряется в мг/л.
Прокаленный остаток (зольность), мг/л. Отражает уровень минеральных веществ.
Взвешенные вещества, мг/л. Это крупные частицы (более 10 -4 см) глины, песка, силикатов, не проходящие сквозь бумажные фильтры.
Окисляемость, мг О₂/л. Показатель суммарной концентрации окисляемых компонентов. Определяется расходом окислителя (кислорода).

Если при анализе используется бихромат калия, бихроматную окисляемость называют химическим потреблением кислорода (ХПК).

Когда окисление выполняется при участии аэробных бактерий, определяется биохимическая потребность в кислороде (БПК) – показатель загрязнения воды, характеризующий способность бактерий переваривать органические вещества.

Величина БПК почти абсолютно совпадает с истинным расходом кислорода на процесс очистки стоков.

Загрязняющими примесями в СВ плодоовощных консервных заводов являются частицы земли, овощные и фруктовые отходы. Они отличаются высокой биологической потребностью кислорода.

Способность загрязняющих примесей в СВ к биохимическому окислению характеризуется соотношением БПК_полн и ХПК, это важный показатель – чем выше показатель, тем больше органики будет изъято при биологической очистке.

Соотношение БПК_полн и ХПК после биоочистки заметно сокращается, что говорит об удалении биологически окисляемых веществ.

Показателями качества СВ также являются:

азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный);
хлориды;
сульфаты;
фосфаты;
тяжелые металлы;
ПАВ;
нефтепродукты;
растворенный кислород.

Объем последнего показателя говорит о гигиеническом состоянии водного объекта – при присутствии в СВ ЗВ показатель уменьшается, поскольку расходуется на окисление этих веществ.

Состав СВ бумажной фабрики характеризуется следующими аналитическими данными (в мг/л):

общий остаток – 2285;
минеральные вещества –1571;
волокна –717;
известь (оксид кальция) –233;
оксид магния – 95;
хлориды – 69;
сульфаты – 100.

Микробное число – санитарно-бактериологический показатель, характеризующий загрязнение (обсемененность) СВ микроорганизмами.

Если в СВ присутствуют характерные для конкретного предприятия или населенного пункта элементы, проводят анализ для определения концентрации данных веществ.

Подводим итог

Основные ЗВ, поступающие в водоемы в составе сбросов СВ – биогенные соединения азота и фосфора, тяжелые металлы, органические загрязнители, ксенобиотики (чужеродные для живых организмов химические вещества, не входящие в биотический водоворот), пестициды, токсины, а также поллютанты (вещества, концентрация которых превышает фоновые значения).

Сброс загрязненных СВ в водные объекты приводит к нарушению их естественных процессов. Высокие концентрации азота и фосфора приводят к эвтрофированию – бурному развитию сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Чаще всего явление наблюдается в озерах и водохранилищах – водоемах с медленным течением.

В результате эвтрофирования продуцируются опасные для жизни обитателей и растений токсические вещества, создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры, нарушается кислородный режим, что в результате приводит к гибели рыб и ракообразных, изменению биоценоза водных экосистем.

Именно поэтому аналитические показатели сбросов должны постоянно контролироваться и корректироваться в результате более тщательной очистки сточных вод.