Канализационная система является более совершенной формой очистки населенных мест, чем вывозная. При этой системе жидкие фекально-хозяйственные отбросы и промышленные сточные воды поступают в замкнутую сеть подземных канализационных труб, по которым они отводятся за пределы населенного пункта и там подвергаются очистке. Такая система удаления жидких отбросов полностью устраняет возможность загрязнения нечистотами зданий, почвы, воздуха и вместе с тем исключает контакт людей с нечистотами (как непосредственный, так и через насекомых). Таким образом, канализация имеет важное оздоровительное значение, поскольку она способствует улучшению санитарного состояния населенного пункта, снижению заболеваемости и смертности населения, особенно от кишечных инфекций. Необходимо также отметить, что при канализационной системе удаление отбросов обходится примерно в 100 раз дешевле, чем при вывозной.
В СССР в области санитарной очистки населенных пунктов достигнуты большие успехи. Если в царской России канализация имелась только в 19 городах из 1063, то в настоящее время канализованы почти все более или менее крупные города и рабочие поселки, а в некоторых крупных совхозах и колхозах канализацией оборудованы животноводческие фермы и производственные объекты.
Различают общесплавную и раздельную канализацию. При общесплавной системе все сточные воды (фекально-хозяйственные, промышленные и атмосферные) поступают в единую общую сеть труб. При раздельной системе существуют две отдельные сети, в одну из которых поступают фекально-хозяйственные и промышленные сточные воды, в другую — атмосферные. Если промышленные сточные воды но своим физическим свойствам и химическому составу не могут быть объединены с фекально-хозяйственными стоками и требуют специальной очистки, то предприятие может иметь свою отдельную канализацию.
В санитарном отношении наибольшими преимуществами обладает общесплавная система; однако ее устройство требует громоздких очистных сооружений и большого диаметра труб, что связано со значительными материальными затратами. Кроме того, во время ливневых дождей очистные сооружения могут не справиться с огромным количеством сточных вод, вследствие чего они частично поступают в открытые водоемы в неочищенном виде. Таким образом, при общесплавной системе канализации иногда создается опасность загрязнения водоемов фекально-хозяйственными сточными водами, что наблюдается, однако, сравнительно редко.
При раздельной системе очистке подвергаются фекально-хозяйственные и промышленные стоки, а ливневые (атмосферные) воды спускаются в открытые водоемы в неочищенном виде. Загрязнение открытых водоемов неочищенными атмосферными водами является недостатком раздельной системы канализации. Но, поскольку атмосферные воды являются относительно чистыми водами, этот недостаток серьезного санитарного значения не имеет.
Канализационная система берет начало с домовых канализационных приборов (унитаз, раковина, ванна), откуда сточные воды поступают в домовую, затем в уличную магистраль (рис. 17), а из нее в коллекторы и выводятся за пределы населенного пункта к месту расположения очистных сооружений. Во избежание скопления газов при прокладке канализационной сети предусматривается ее вентиляция. Важное санитарное значение имеет взаимное расположение водопроводных и канализационных труб, так как в случае нарушения герметичности в водопроводную сеть может попасть фекальное загрязнение, поэтому канализационные трубы укладывают ниже водопроводных.
Рис. 17. Домовая канализация.
1 — вентиляционная тумба; 2 — смотровой колодец; 3 — труба домовой канализации; 4 — канализационный стояк; 5 — отверстие вентиляционного канала.
На очистных сооружениях осуществляется очистка и обезвреживание сточных вод, после чего их можно выпускать в открытый водоем. Сначала производится механическая очистка при помощи решеток, сит, песколовок, жироловок, отстойников и др.
Сточная вода освобождается от находящихся в ней во взвешенном состоянии минеральных и органических веществ, но в ней остаются коллоидные и растворенные органические загрязнения, которые могут быть обезврежены лишь биологическими способами, создающими необходимые условия для полноценной очистки.
Высокий эффект биологической очистки достигается на полях фильтрации и полях орошения. Поля фильтрации (рис. 18) представляют собой земельные площади, разделенные на отдельные участки (карты), последовательно заливаемые сточной жидкостью, которая, фильтруясь через слой почвы, освобождается от взвешенных веществ и подвергается обезвреживанию благодаря способности почвы к самоочищению. Чтобы ускорить процесс фильтрации и ограничить просачивание сточной жидкости в водоносный слой, на полях фильтрации устраивают систему дренажей, куда поступает профильтровавшаяся сточная жидкость. По дренажной системе она выводится за пределы поля и спускается в водоем.
Рис. 18. Разрез поля фильтрации с закрытым дренажем. 1 — участковая дорога; 2 —канал, подводящий сточные воды; 3 — шибера для регулирования напуска сточных вод на карту; 4 — картовый ороситель; 5 — ограждающие валики на полях; 6 — дренажные трубы, обсыпанные щебнем; 7 — линия депрессии инфильтрированной воды.
Поля орошения (рис. 19) отличаются от полей фильтрации тем, что они используются не только для очистки и обезвреживания стоков, но и для выращивания сельскохозяйственных культур. На полях орошения карты делятся на грядки и борозды. Грядки засаживают сельскохозяйственными культурами, а борозды заливают сточной жидкостью, которая здесь очищается и которая одновременно служит источником влаги и удобрения для растений. Поскольку на полях орошения имеется большая опасность заражения выращиваемых растений патогенной микрофлорой и яйцами гельминтов, посадка на них ягод и овощей, употребляемых в пищу в сыром виде (огурцы, морковь, салат, редис), запрещена.
Рис. 19. Разрез поля орошения.
1 — участковая дорога; 2 —канал, подводящий сточные воды; 3 — шибера для регулирования выпуска сточных вод; 4 — каналы-оросители; 5 —открытые дренажные канавы; 6 — ограждающие валики на полях; 7 — борозды между грядками.
Чтобы поля орошения и фильтрации не ухудшали санитарного состояния ближайших населенных пунктов, их располагают с подветренной стороны по отношению к населенному пункту, на расстоянии 500—1000 м от жилой зоны, выбирая для них участки с низким стоянием грунтовых вод (не выше 2 м) во избежание загрязнения их сточной жидкостью:
Кроме полей орошения и фильтрации, для биологической очистки применяют различные искусственные сооружения (биофильтры, аэрофильтры, аэротенки). Однако в то время как после очистки на полях фильтрации и орошения бактериальная обсемененность сточной жидкости резко снижается (на 98—99% и более) и профильтрованная вода уже не нуждается в дальнейшей обработке и может быть спущена в водоем, на всех остальных сооружениях такой эффект не достигается. Поэтому перед спуском в водоем ее необходимо обязательно подвергнуть дополнительному обеззараживанию. Для этой цели для сточных вод, прошедших биологическую очистку на искусственных сооружениях, требуется доза хлора 10 мг/л, а для прошедших только механическую очистку — 30 мг/л; контакт воды с хлором в обоих случаях должен составлять 30 минут.
Очистка промышленных сточных вод представляет большие трудности, так как состав их крайне разнообразен. Поэтому вопрос об очистке промышленных сточных вод чаще приходится решать отдельно в каждом случае в зависимости от их состава.