В учебнике изложены основные сведение о системах водоотведения и технология очистки бытовых и производственных сточных вод и обработки осадков. Рассмотрены вопросы проектирования и расчета водоотводящих сетей и сооружений и обработки осадка. Отражены достижения науки и техники в области отведения и очистки сточных вод. Для студентов строительных техникумов, колледжей, обучающихся по специальности 270112 (2912) «Водоснабжение и водоотведение».

Раздел 1. Схемы и системы водоотведения

Глава 1. Сточные воды и их характеристика
Общая схема и основные элементы водоотведения
Схемы водоотведения городов и промышленных предприятий
Системы водоотведения городов и промышленных предприятий и их технико-экономическая оценка
Использование водоотводящих сетей для удаления снега, жидких и измельченных отбросов

Глава 2. Исходные данные для проектирования водоотводящих сетей
Санитарно-технические нормативы проектирования водоотводящих сетей
Расчет и проектирование водоотводящих сетей
Методика определения расчетных расходов бытовых и производственных сточных вод

Раздел 2. Сети и сооружения водоотведения

Глава 3. Проектирование водоотводящих сетей
Разбивка территории на бассейны водоотведения и принципы трассировки сети
Алгоритм построения продольного профиля водоотводящей сети (табл. 3.1)
Глубина заложения трубопроводов
Конструирование водоотводящих сетей

Глава 4. Гидравлический расчет трубопроводов
Особенности движения жидкости в водоотводящих сетях
Формулы для гидравлического расчета самотечных трубопроводов
Формы поперечного сечения труб и каналов
Расчетные параметры потока бытовых и производственных сточных вод
Таблицы, графики и номограммы для расчете сетей водоотведения
Гидравлический расчет напорных трубопроводов
Особенности гидравлического расчета и конструирования производственных водоотводящих сетей

Глава 5. Устройство водоотводящих сетей
Трубопроводы и коллекторы
Колодцы и камеры
Пересечение трубопроводов с реками, оврагами, железными и автомобильными дорогами
Методы прокладки и реконструкции водоотводящих сетей

Глава 6. Перекачка сточных вод
Назначение и оборудование насосных станций 
Расчет и проектирование насосных станций и напорных водоводов
Аварийно-регулирующие резервуары
Конструирование насосных станций

Глава 7. Водоотводящие сети атмосферных осадков (водостоки)
Характеристика атмосферных осадков
Схемы водоотводящих сетей
Расчет и проектирование водостоков
Очистка дождевого стока
Особенности конструирования водостоков

Раздел 3. Технология очистки сточных вод

Глава 8. Состав и свойства сточных вод
Формирование состава сточных вод
Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод
Состав и свойства осадков сточных вод

Глава 9. Водоем — приемник сточных вод
Условия сброса сточных вод в городскую водоотводящую сеть
Условия сброса сточных вод в водоем
Определение необходимой степени очистки сточных вод 

Глава 10. Методы очистки сточных вод и обработки осадков
Разработка и обоснование технологических схем очистки сточных вод
Технологические схемы очистки сточных вод

Глава 11. Сооружения механической очистки сточных вод
Решетки
Песколовки
Отстойники

Глава 12. Сооружения биологической очистки сточных вод
Биохимические основы методов биологической очистки сточных вод методами аэрации
Технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках
Конструкции аэротенков
Системы аэрации иловых смесей в аэротенках
Принципы расчета аэротенков и систем аэрации
Теоретические основы метода биофильтрации
Классификация биофильтров
Технологические схемы работы биофильтров
Системы распределения сточных вод по поверхности биофильтров
Системы вентиляции биофильтров
Расчет и проектирование биофильтров
Конструирование биофильтров
Комбинированные сооружения биологической очистки сточных вод
Основные направления интенсификации работы сооружений биологической очистки
Вторичные отстойники

Глава 13. Физико-химическая очистка городских сточных вод
Область применения методов физико-химической очистки сточных вод
Очистка сточных вод флотацией 
Очистка сточных вод коагулированием
Адсорбционная очистка сточных вод

Глава 14. Обеззараживание сточных вод и выпуск в водоем
Обеззараживание сточных вод
Насыщение очищенной сточной воды кислородом перед выпуском в водоем

Глава 15. Обработка осадков сточных вод
Состав и свойства осадков сточных вод
Стабилизация осадков сточных вод и активного ила в анаэробных и аэробных условиях
Обезвоживание осадков сточных вод 
Обеззараживание осадков сточных вод
Термическая сушка осадков сточных вод
Сжигание осадков сточных вод
Утилизация осадков городских сточных вод

Глава 16. Водоотведение малых населенных пунктов
Сооружения для очистки сточных вод в естественных условиях
Сооружения для очистки сточных вод в искусственных условиях

Глава 17. Основы проектирования очистных станций городских сточных вод
Основные положения о проектно - изыскательских работах
Инженерные изыскания
Проектные работы
Проектирование очистных станций городских сточных вод
Сравнение и технико-экономическая оценка вариантов проектных решений
Общие компоновочные решения очистных сооружений
Примеры очистных сооружений крупнейших городов

Глава 18. Очистка производственных сточных вод
Общие положения и направления очистки производственных сточных вод
Механическая очистка сточных вод
Химическая очистка производственных сточных вод
Процессы и сооружения физико-химической очистки сточных вод

Глава 19. Доочистка сточных вод
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ
Глубокая очистка сточных вод от биогенных элементов 

Глава 20. Охрана водоемов от загрязнений и рациональное использование очищенных сточных вод

Заключение
Библиографический список

Введение

Во все времена поселения людей и размещение промышленных объектов реализовались в непосредственной близости от пресных водоемов, используемых для питьевых, гигиенических, сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования воды человеком она изменяла свои природные свойства и в ряде случаев становилась опасной в санитарном отношении. Впоследствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработанных потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.

В настоящее время значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При применении в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Такую воду принято называть сточной.

Сточные воды, особенно бытовые, могут содержать токсичные вещества и возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание и использование воды и образующихся осадков. Такие комплексы называются водоотводящей системой. Водоотводящие системы обеспечивают также отведение и очистку дождевых и талых вод. Строительство водоотводящих систем обусловливалось необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий населения городов и населенных мест и поддержания хорошего состояния окружающей природной среды.

О применении воды для удаления нечистот свидетельствуют археологические раскопки древних поселений Вавилонии, Ассирии, Финикии, Египта, Греции и Рима. Для отведения сточных вод в естественные проточные водоемы или для орошения сельскохозяйственных земель иногда строились крупномасштабные гидротехнические сооружения, выложенные кирпичом с обмазочной гидроизоляцией, обеспечивающие пропуск больших водных потоков. Литературные источники свидетельствуют о существовании каналов для отведения дождевых и бытовых сточных вод в Индии и Китае около 5-6 тыс. лет назад. За несколько тысячелетий до нашей эры в ассирийском Саргонском Дворце был построен канал высотой 1,4 м и шириной 1,2 м. Древние греки в Афинах для отведения сточных вод построили канал шириной до 4,2 м. Поражает высокое качество строительных работ. В Древнем Риме в VI в. до н.э. был построен большой закрытый водоотводящий канал «Клоака Максима». Отдельные части этого канала использовались вплоть до начала 20-го столетия н.э. Нашествие варваров разрушило завоевания древней цивилизации. Распространилось средневековое презрение к заботам о чистоте тела, что подорвало в общественном сознании значение санитарно-технических сооружений. Антисанитарное состояние средневековых городов способствовало распространению эпидемий чумы, проказы, оспы, тифа во всех странах Западной Европы.

Промышленное развитие и рост городов в Европе в XIX в. привели к интенсивному строительству водоотводящих каналов. Сильным импульсом к развитию водоотведения городов стала эпидемия холеры в Англии в 1831 г. В последующие годы в этой стране усилиями парламента были реализованы мероприятия по замене открытых каналов подземными и утверждены нормативы качества сточных вод, сбрасываемых в водоемы, организована биологическая очистка бытовых сточных вод на полях орошения.

Первые водоотводящие сооружения в России были построены в Новгороде в XII в. — бревенчатый канал перекрывался пластинами и берестой. В XIV в. в Москве была проложена водосточная труба от центральной Ивановской площади Кремля до р. Москвы. В XV—XVI вв. в Москве строилась система из деревянных дренажных труб и каналов из кирпича и камня, уложенных с небольшим уклоном.

Вершиной технического прогресса водохозяйственного строительства в Сибири в XVIII в. считается водоснабжение и водоотведение Змеиногорского рудника по добыче золота. Технический прогресс в водоснабжении и водоотведении на Алтае базировался на сложных инженерных разработках наших соотечественников. Алтайский горный округ был в то время одним из главных поставщиков золота в царскую казну, вследствие чего на алтайские рудники и заводы направлялись лучшие специалисты, в их числе «водных дел мастера» с Урала и из Центральной России И.И. Ползунов и К.Д. Фролов.

В XVIII в. в Петербурге были построены кирпичные водостоки по набережной р. Невы на Васильевском острове. Вплоть до конца XIX в. самым распространенным приемником нечистот были выгребные ямы, это способствовало загрязнению воды питьевых колодцев домовладений. Во избежание засорений водоотводящих трубопроводов применяли грубые фильтры из булыжника.

Развитию московской водоотводящей сети способствовали усилия городского головы H.A. Алексеева. В 1886 г. для научной общественности городским инженером В.Д. Кастальским был сделан доклад о целесообразности для Москвы раздельной системы водоотведения, а в 1890 г. — разработан проект первой очереди московской канализации, обслуживающей 1,5 млн. жителей с удельной нормой водоотведения 85 л/(чел • сут) на расход 84 тыс. м³/сут бытовых и 72 тыс. м³/сут фабричных вод с очисткой в основном бытовых вод в объеме примерно 25%.

В 1898 г. в Москве введена в эксплуатацию первая водоотводящая система, включавшая самотечные и напорные водоотводящие сети, насосную станцию и люблинские поля орошения. Она стала родоначальницей самой крупной в Европе московской системы водоотведения и очистки сточных вод.

К началу XX в. в России было канализовано около 1000 городов. Большинство систем водоотведения обеспечивало отведение сточных вод по подземным самотечным трубопроводам и сброс неочищенных стоков в водоемы.

Установленные норм очистки сточных вод при выпуске их в реку, разработанные в Англии в 1876 г., дали новый импульс в комплексном развитии систем водоотведения с очистными сооружениями. Достижения науки и техники способствовали повышению степени благоустройства городов до уровня современной цивилизации.

Особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод, обеспечивающей высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.

Предпосылками для успешного решения этих задач при строительстве водоотводящих систем являются разработки, выполняемые высококвалифицированными специалистами, использующими новейшие достижения науки и техники в области строительства и реконструкции водоотводящих сетей и очистных сооружений.

Учебник написан в соответствии с примерной программой дисциплины «Водоотведение» для специальности 2912 «Водоснабжение и водоотведение».

Отдельные главы учебника написаны: проф., д-р техн. наук Ю.В. Воронов — общая редакция, введение, главы 8—12; 16-18; 20; проф., канд. техн. наук Е.А. Пугачев — главы 1-7; проф., канд. техн. наук В.П. Саломеев — главы 5, 6, 7, 8-12 (в соавт.); 16-17; 19-20; проф., д-р техн. наук Е.В. Алексеев — главы 13, 15, 18; доц., канд. техн. наук Е.С. Гогина — главы 19—20 (в соавт.); преп. С.Е. Алексеев — глава 14.