13. Общие условия движения сточных вод.

Движение сточных вод по трубопроводам сильно отличается от протекания чистой жидкости и не может быть рассматриваемо под углом зрения только одних законов гидравлики. Сточная жидкость кроме воды содержит жидкие и твердые вещества: жир, мыло, бумагу, песок и т. д. Из этой смеси легко выпадают осадки, образуются жировые отложения. Раз возникнув, они порой вообще не легко устраняются и во всяком случае не всегда смываются самой движущейся жидкостью. Наоборот, при известных условиях ее движения засорение увеличивается и может дойти до полного закупоривания трубы.

Чем меньше диаметр трубы, тем легче возможно ее засорение застрявшими твердыми предметами. С другой стороны, чем больше ее диаметр, тем меньше при данном количестве сточных вод скорость течения. А стоит ей дойти до 0,35 - 0,25 м/сек, как из жидкости будет происходить выпадение песка и других тяжелых примесей.

Правда, в большинстве случаев твердые примеси в сточных домовых водах в их первоначальном виде мало отличаются от воды по своему удельному весу. Зато их объем и характер также сказываются на условиях засорения труб. Если твердые предметы попадают в настолько большой поток жидкости, что затопляются ею, то их движение в общем таково, как и у всего потока. Но если глубина потока невелика и недостаточна для затопления твердых предметов, то они соприкасаются со стенками труб, трение о последние значительно повышается, и застревание твердых частей, а значит и засорение каналов становится легко возможным. Вывод- глубина движущегося потока сточной жидкости имеет большое значение.

Весьма важно поэтому и соотношение между количеством твердых примесей и воды в сточной жидкости. Конечно, чем относительно меньше будет твердых веществ, тем лучшие условия будут для течения, тем меньше будет опасность засорения труб. Необходимо учесть, что расход сточных вод в здании весьма неравномерен. В утренние часы, когда все встают, умываются, а также вечером, когда принимают ванны, он резко возрастает. В клубах это имеет место вечером, в столовых - днем, в промышленных предприятиях-во время конца смены. В некоторые моменты трубы работают почти полным сечением; в другие - жидкость еле течет или даже вообще ее не бывает.

Чем крупнее здание, чем больше в нем различных санитарных приборов, чем неодновременнее у живущих в нем начинается работа и отдых, тем равномернее загрузка канализационной системы и благоприятнее условия движения жидкости. Разновременный спуск малых порций жидкости, в особенности при бедном разжижении твердых веществ является фактором неблагоприятным, так как при этом трубы легко засоряются осадками и засорение все более увеличивается. Наоборот, большой расход сильно разжиженной жидкости способствует промыванию загрязненных осадками труб.

Все указанные условия так различны не только для разных городов, местностей, характера производства, быта и климата, но даже для двух соседних и по виду почти одинаковых зданий, что установление общих зависимостей и норм для канализации зданий весьма затруднительно и может быть сделано лишь с большими оговорками.

В самом деле, в двух соседних зданиях при одинаковом количестве населения, одинаковом числе ватер-клозетных чаш, одинаковой дворовой канализационной сети засорение ее будет весьма различно, если в одном здании имеются ванны, а тем более горячее водоснабжение, а в другой нет. При этом конечно в первом случае расход воды на человека будет значительно больше, разжижение нечистот выше, и промывка трубопроводов гораздо лучше, чем во втором.

Однако, и при совершенно аналогичном санитарном оборудовании зданий, одинаковом расходе воды трубопроводы будут работать различно, если население одного из домов будет некультурно и не будет уметь обращаться с санитарными приборами. Ведь спуск в канализацию спитого чаю, остатков пищи, в том числе и костей, шелухи картофеля, песку после мытья пола, золы, дохлых мышей, тряпок и т. д., - явления весьма еще нередкие в нашей практике.

Условия движения сточной жидкости в большой степени также зависят от характера трубопроводов, числа и радиуса поворотов, величины уклона. В части движение происходит совершенно различно в стояке и отводных трубах. Последние работают в большинстве нижней половиной своего сечения, и только в некоторые моменты отводная труба почти заполняется.

В стояке же всегда все сечение в той или другой мере принимает участие в работе. Характер движения сточных вод в стояке зависит от его высоты, от угла, под которым жидкость в стояк попадает, от скорости входа ее в стояк и от количества самой жидкости.

Если в стояк изливается при малой скорости небольшое количество жидкости, то она омывает стенки в какой-либо части или по всему периметру трубы. При этом на ней образуются осадки.

При большом расходе жидкости она падает в стояке, соприкасаясь со стенками трубы, и, ударяясь на поворотах, разбрызгивается, завихривается.

Эта теоретическая скорость достигает большой величины. Например, при высоте падения в 10 м она составляет уже 14 м/сек. Понятно, что при этом жидкость, падая, увлекает за собой находящийся в стояке выше нее воздух и, как поршень, толкает вниз воздух, встречающийся ей при падении.

Нередко вода падает в стояке не сплошной массой, но отдельными порциями через очень короткие промежутки времени. В этом случае вниз движется смесь сточной жидкости и воздуха, который в свою очередь во время падения может сжиматься или расширяться, в зависимости от того, замедляется или ускоряется нижняя часть жидкости относительно верхней. Процесс соответственно усложняется, если одновременно происходит спуск из приемников в разных этажах, а также от сжатия столба воздуха в нижней части стояка, от сопротивления падению, от наличия на стояке изгибов и т. п. вращается вокруг оси трубы. Вообще движение ее здесь весьма сложно и каждый раз различно. Скорость падения жидкости, если не принимать во внимание сопротивления воздуха и стенок трубы, выражается как известно формулой:

V = √2gh = 4,42√h м/с

Однако на самом деле скорость падения жидкости возрастает менее быстро, чем это следует из вышеуказанной формулы, так как сопротивления движению увеличиваются пропорционально квадрату возрастания скорости. Если скорость возрастает в 5 раз, то сопротивления увеличатся в 25 раз. Поэтому практически при данном диаметре труб и расходе жидкости существует предел для увеличения скорости падения ее в стояках (стр. 57).

Переход жидкости от вертикального падения к наклонному стоку также происходит различно. При небольших расходах спускаемой жидкости здесь происходит образование осадков. В большинстве здесь имеет место удар жидкости, и создавшаяся скорость падения может стать равной нулю. В таком случае дальше движение происходит только вследствие уклона труб. Если последний недостаточен, а приток жидкости, спускаемой вверху стока, велик, она будет прибывать скорее, чем стекать по отводной трубе. В результате жидкость скопится внизу стояка и поднимется в нем на некоторую высоту пока не стечет под образовавшимся напором.

« Предыдущая | Оглавление | Следующая »