Ливневая канализация: особенности, устройство, монтаж

Ливневая (дождевая) канализация – это система, основной задачей которой является быстрый и организованный отвод атмосферных осадков, выпадающих на территории приусадебных участков, промышленных объектов или целого города. Кроме того, иногда в такую канализацию сбрасывают не только талые или дождевые, но и «условно чистые» воды, остающиеся после определенных технологических процессов на различных предприятиях.

Но чем же так вреден переизбыток влаги? Согласно статистическим данных, на крышу среднего частного дома в наших широтах выпадает около 100 кубометров воды ежегодно. Соответственно, на приусадебный участок влаги попадает в несколько раз больше. Однако сами по себе лужи не так страшны: дело в том, что излишне увлажненная почва способна серьезно повредить постройку, спровоцирововав проседание фундамента дома.

К тому же слишком большое количество воды плохо влияет на рост и развитие растений, так как при низкой температуре переувлажненная почва промерзает значительно глубже, захватывая корни деревьев, цветов и кустарников. А скопление талых вод весной может стать причиной заболачивания участка. В условиях города излишняя влага разрушает тротуары, отмостки и дороги, проникает в подвальные помещения многоквартирных домов, способствует размножению плесени и грибов на стенах высоток. Ливневая канализация способна эффективно предупредить негативное воздействие переизбытка атмосферных осадков, поэтому ее сооружение – реальная необходимость.

Где обязательно нужна ливневая канализация?

В первую очередь, в дождевой канализации нуждаются:

• коттеджные поселки;
• места скопления автотранспорта (АЗС, транспортные базы, гаражи, стоянки);
• гипермаркеты;
• складские комплексы;
• заводы и фабрики.

Кроме того, в обязательном порядке ливневой канализацией должны оснащаться места, где сточные воды (из атмосферных осадков) могут быть загрязнены продуктами нефтехимии и иными веществами при смывании их с дорог, площадок и различных устройств. Использование дождевой канализации на таких объектах позволяет защитить водоемы и почву от производных технических масел и бензина.

Как устроена ливневая канализация?

Очистные ливневые системы в большинстве случаев представляют собой несколько емкостей из стеклопластика, установленных одна за другой. Процесс очистки сточных вод начинается с распределительного колодца, из которого атмосферные осадки попадают в пескоотделитель. В пескоотделителе осаждаются крупные взвешенные частицы песка, а жидкость перетекает в маслобензоуловитель, где удаляется бензиновая пленка и масла. После этого сточные воды, уже освобожденные от большей части загрязнений, попадают в сорбционный фильтр, созданный для улавливания продуктов нефтехимии, эмульгированных в воде. Окончательно очищенная жидкость собирается в контрольном колодце, откуда и вытекает в овраг, водоем или приемный колодец. Таким образом, основными компонентами ливневой канализации являются пять основных составляющих:

1. Распределительный колодец.
2. Пескоотделитель.
3. Маслобензоуловитель.
4. Фильтр-адсорбер.
5. Контрольный колодец.

В некоторых случаях рекомендуется дополнительная установка УФ-колодца и аккумулирующего резервуара. Но в любом случае система ливневой канализации, заглубленная в землю, абсолютно незаметна и может быть установлена в любом месте, поскольку не вызывает деформаций дорожного полотна.

В идеале все компоненты ливневой канализационной системы конструкционно объединяются в одну линию, что гарантирует максимально возможную компактность сооружения. Если каналы системы прокладываются в грунте, то для их создания используются трубы. Поверхностные же канавы оснащаются лотками и желобами из бетона, асбеста или пластика. Главной особенностью ливневой канализации является укладка желобов, лотков и труб с уклоном в сторону водосборных устройств и мест разгрузки с целью организации естественного движения талых и дождевых вод.

Вода, получаемая на выходе из дождевой канализации, содержит не более 30мг/л взвешенных веществ и менее 0,05 мг/л нефтепродуктов, поэтому ее можно использовать и для орошения земель, и для полива сельскохозяйственных культур, и для сброса в рыбоводческие водоемы.

Проектирование системы ливневой канализации

Обустройство ливневой канализации, как, впрочем, и строительство любого объекта, начинается с составления проекта. Однако схема дождевой канализационной системы создается в зависимости от условий, в которых она должна будет функционировать. В настоящее время существуют следующие варианты устройства ливневок:

• Закрытые системы. Это достаточно сложный вариант ливневой канализации, требующий тщательных расчетов и скрупулезной планировки, поэтому в данном случае проектирование поручается исключительно профессионалам.
• Открытые системы. Считаются наименее затратным по финансам и наиболее простым вариантом. При составлении схемы предусматривается обустройство открытых желобов, куда и будут собираться сточные воды.
• Смешанные системы. Промежуточный вариант между открытыми и закрытыми системами. Очень популярен в ситуации, когда необходимо существенно сократить расходы на сооружение масштабного объекта.

Также при проектировании и составлении схемы необходимо дать ответ на следующие вопросы:

• Какое среднее количество атмосферных осадков выпадает в местности, где планируется обустройство ливневой канализации? Ответ на данный вопрос поможет определить производительность будущей системы.
• Какова общая площадь водосборных поверхностей, имеющихся на участке (забетонированных и асфальтированных участков, крыш зданий и т.п.)? Благодаря данному параметру можно определить количество дождеприемников, которые необходимо установить.
• Каковы особенности рельефа? Так как лотки и трубы всегда прокладываются под определенным наклоном, нужно учитывать перепады высот на участке установки ливневой канализации.
• Какой вид ливневой канализации можно обустроить в данном случае? Внутренняя ливневая канализация, собираемая из труб, прокладываемых под землей, не только наиболее дорогой, но и очень трудоемкий вариант. Именно поэтому преимущество должно отдаваться наружной (открытой) дождевой канализации, собираемой из открытых лотков. При этом лотки имеет смысл размещать вдоль дорожек, возле самого здания и в тех местах, куда стекает вода.

Кроме того, составляя схему ливневой канализации необходимо минимизировать количество дополнительных разводок и полностью исключить (по возможности) резкие повороты трубопровода.

Схемы обустройства ливневой канализации

Схемы, которые используются при прокладке ливневой канализации, также могут быть разными. Их всего две – линейная и точечная. Точечная схема представляет собой сеть специальных элементов, а точнее дождеприемников, размещаемых для сбора воды, стекающей с крыши по системе желобов. Все дождеприемники соединяются с общей магистралью, отводящей с участка воду.

Линейная же схема состоит, как правило, из сети каналов, основной функцией которых является сбор воды и ее транспортировка. От точечной схемы линейная отличается тем, что предназначена для отведения воды, попадающей на участок как с крыши, так и с асфальтированных и бетонированных площадок и дорожек. Кроме того, она всегда включает в себя набор различных фильтров, которые защищают каналы от разного рода загрязнений.

Выбираем трубы и другие составляющие для ливневой канализации

Поскольку дождевая канализация используется для отведения и сбора атмосферных осадков, то основными компонентами системы являются трубы, дождеприемники, лотки, колодцы, решетки и т.п. Выбор и монтаж этих элементов имеет определенные особенности, важные при обустройстве ливневой канализации.

Приемные элементы.

К приемным составляющим системы относятся:

Дождеприемники. Данные элементы нужны для сбора дождевых и талых вод с асфальтированных площадок, крыш и т.п. Воронка ливневой канализации (дождеприемник) представляет собой прямоугольную емкость с отводом для присоединения к общей системе ливневой канализации. Выпускают дождеприемники из полиэтилена, полипропилена или полимербетона (создается по принципу бетонного раствора, но с синтетическими связующими элементами). Они обязательно должны быть оснащены фильтрами-корзинами, предохраняющими систему от попадания в нее различных сорных частиц. Удобство такого устройства заключается в том, что фильтр-корзину можно при необходимости извлечь и очистить от мусора. А для предотвращения возникновения неприятных запахов лучше всего приобретать дождеприемники, оснащенные специальными сифонами.

Придверные поддоны. Представляют собой широкие лотки, являющиеся аналогами дождеприемников. Единственное различие состоит в том, что размещаются такие лотки перед входом в здание, а не под водосточными трубами. Сверху лотки закрываются решеткой, а снизу имеют отводную трубу, которая соединена с общей системой ливневой канализации. Установка придверных поддонов способна решить сразу две задачи: собрать и отвести воду с территории возле входа на объект и очистить обувь посетителей и жильцов от грязи, чему способствует особая геометрия решетки и специфическое расположение отверстий на ней. К тому же решетка эффективно защищает лоток от повреждений и вполне может быть использована в качестве декоративной составляющей.

Элементы, по которым транспортируется вода. К транспортирующим компонентам системы относятся лотки, желоба и трубы, – именно они необходимы для перенаправления дождевых и талых вод из приемников в коллектор.

Желоба и трубы

Правильный подбор материалов возможен лишь в том случае, когда совершенно точно можно представить себе какие именно функции выполняет тот или иной элемент системы. Особенность использования труб и желобов в ливневой канализации состоит в том, что они не испытывают особых нагрузок: давление отсутствует, а температура переносимой жидкости равна температуре окружающей среды. Поэтому материалы для ливневки не должны соответствовать каким-либо особым требованиям. В настоящее время при сооружении дождевой канализации чаще всего используются полимерные трубы, так как работать с ними значительно легче, чем с трубами из металла, а надежность и долговечность таких труб существенно превосходит аналогичные характеристики стальных труб. Наиболее удачным вариантом считаются две разновидности труб:

Из ПВХ. Их очень легко монтировать, что особенно важно, если система собирается неспециалистом. Кроме того, для их сборки не требуется особое оборудование, а штатные уплотнители обеспечивают достаточную герметизацию на стыках.

Из многослойного гофрированного полимера. Данный вид труб используют, как правило, для внутренних (закрытых) систем, так как они способны выдержать немалые грунтовые нагрузки. Производятся такие трубы из полипропилена или полиэтилена низкого и высокого давления и обладают меньшим весом, нежели аналогичные изделий из ПВХ. Соответственно, их легче монтировать и разгружать. К тому же гофрированные трубы достаточно гибкие, и повороты трубопровода с их помощью можно выполнять без использования поворотных фитингов.

Лотки

Необходимы для сбора и транспортировки атмосферных осадков. Обычно производятся из полимерного бетона, полимерных материалов или обычного бетона. Бетонные лотки очень дешевы и просты в изготовлении. Создают их методом вибропрессования, что обуславливает их долговечность и надежность. Недостатком бетонных лотков считается их большой вес. Лотки из полимербетона служат дольше, нежели изделия из обычного бетона, но и цена их значительно выше.

Лотки из полимерных материалов на сегодняшний день используются при обустройстве ливневой канализации чаще всего. Их основными преимуществами являются:

• легкость;
• простой монтаж;
• удобство транспортировки;
• низкий риск засорения системы и беспрепятственное прохождение воды за счет гладкой внутренней поверхности.

Колодцы

Для того, чтобы работа ливневой канализации была стабильной, необходимы такие составляющие как колодцы. Они бывают пластиковыми и железобетонными. Полимерные колодцы используются в настоящее время значительно чаще, так как монтировать их проще, а эксплуатационные характеристики таких колодцев не уступают железобетонным аналогам. Дополнительными преимуществами полимерных колодцев является:

• абсолютная герметичность;
• разнообразие моделей, позволяющее выбрать именно тот вариант, который идеально подойдет к прокладываемой системе;
• надежность. Изделия создаются из особого износостойкого пластика и не подвержены коррозии, что значительно продлевает срок их эксплуатации;
• устойчивость к всплытию. Вес пластиковых колодцев невелик, но, тем не менее, за счет особой формы и ребристой поверхности они полностью застрахованы от всплытия, которое могло бы произойти под воздействием почвенных вод. Такая особенность пластиковых колодцев позволяет избежать бетонирования котлованов, что облегчает и удешевляет процесс сборки системы.

Элементы, защищающие ливневую канализацию

1. Пескоотделители (песколовушки, пескоуловители). Без данного элемента ливневая канализация функционировать не будет, поэтому песколовушки являются обязательными для всех типов систем. Главная их задача – удаление мелких частиц песка и грунта из воды, предотвращение засорения труб и обеспечение нормальной работы дождевой канализации. Работают пескоотделители по следующему принципу: поток воды, идущий по трубам, попадает в песколовушку и резко теряет скорость за счет того, что объем устройства значительно больше, нежели диаметр трубы. Затем твердые частицы – под воздействием гравитации – оседают на дно пескоуловителя, а очищенная вода через выходной патрубок двигается дальше.

Стандартные пескоотделители должны быть оснащены специальной корзиной, позволяющей быстро и легко очищать от накопившихся отложений емкость устройства. Сама же емкость, как правило, располагается вертикально, хотя в крупных ливневых канализациях иногда используются многокамерные ловушки , по сути являющиеся горизонтально смонтированными цилиндрическими емкостями большого объема. Достаточно часто пескоуловитель является первым уровнем комбинированной очистной системы. Поэтому стандартное место монтажа данного элемента находится возле перехода приемных лотков в общую систему канализации, непосредственно перед другими элементами очистки и фильтрации. Иногда в качестве пескоотделителей могут быть использованы смотровые поворотные или линейные колодцы.

2. Нефтеуловители и маслобензоотделители. В обязательном порядке должны устанавливаться на промышленных предприятиях, транспортных магистралях, на автостоянках, станциях техобслуживания и в гаражах. Особенно нужны маслобензоотделители там, где ливневая канализация совмещается с системой очистки и отвода использованной (и насыщенной нефтепродуктами) воды, к примеру, на автомойках.

Основная сложность очищения воды от остатков топлива и масел состоит в том, что продукты эти находятся в мелкодисперсном состоянии, обычной фильтрации не поддаются и способны моментально забить тонкие сеточки фильтров. Поэтому для их отделения применяют особые технологические приемы. Например, существуют нефтеотделители, оснащенные полимерными губчатыми фильтрами, в которых взвешенные капли масел или топлива объединяются, становятся крупнее и легче подчиняются законам гравитации – тяжелые фракции оседают на дно, а легкие – всплывают на поверхность.

Усовершенствованные нефтеуловители работают по принципу коалесцентных модулей. Они состоят из гофрированных тонкостенных ПВХ-пластин, склеенных в кассеты. Поливинилхлорид не смачивается водой (то есть гидрофобен), а вот нефтепродукты, находящиеся во взвешенном состоянии, напротив, превосходно к ПВХ прилипают. Получается, что вода через кассеты идет свободно, попутно избавляясь от капель бензина и масел.

Постоянный поток воды, в свою очередь, создает микровибрацию, которая способствует самоочищению модулей. Кроме того, корпуса нефтеуловителей оснащены технологическими люками для промывки оборудования и откачки отделенных углеводородов. А в некоторые устройства вмонтированы электронные датчики, контролирующие уровень собранных отходов. Такие установки превосходно очищают воду в соответствии с существующими санитарными нормами.

3. Устройства, отвечающие за фильтрацию ливневых стоков. Системы ливневых канализаций не могут обойтись без фильтров различного технологического исполнения и принципа действия. Такие устройства способны производить очистку ливневых стоков не только от взвешенных механических включений, но и осуществлять глубокую доочистку воды в полном соответствии с существующими санитарными нормами. Фильтры могут быть:

• механическими. Они очень просты, но именно благодаря им вода очищается от взвешенных частиц, что положительно влияет на длительность эксплуатации и производительность ливневой канализации. Первичная фильтрация осуществляется ливневыми решетками, установленными на желобах (если схема канализации – линейная) или на дождеприемниках (если схема точечная). Решетки задерживают ветки, листву и крупный бытовой мусор. Вторичная фильтрация производится входящими в комплект водоотводов или дождеприемников корзинами, которые очищают воду от более мелкого сора. В результате предупреждается быстрое засорение коллекторов, труб и устройств дальнейшей очистки воды. Одной из разновидностей механических фильтров являются флотационные установки. Вода, попадающая в них, смешивается под давлением с водно-воздушной эмульсией, и очень мелкие пузырьки воздуха выносят на поверхность все твердые взвешенные частицы;

• сорбционными. Поскольку дождевые и талые воды могут быть насыщены вредными для здоровья человека и окружающей среды химическими веществами, требуется их дополнительная очистка. Проводится она при помощи сорбционных фильтров, в которых вода пропускается через сорбент (особую фильтрующую засыпку), очищаясь таким образом от ионов тяжелых металлов, радионуклидов, жиров, сложных органических соединений, мельчайших взвесей, кислот, хлора и т.п.

Чаще всего в роли сорбента выступают природные минералы цеолит или шунгит, активированный уголь или специальные составы (к примеру, гидрофобный сорбент «НЕС»). Собираются фильтрующие установки, как правило, в стеклопластиковых цилиндрических корпусах (иногда – в металлических), оснащенных входными и выходными патрубками, а также технологическими колодцами. В мощных ливневых канализациях стандартное место монтажа систем химической доочистки – за пескоуловителями и маслобензоотделителями, перед контрольными колодцами, предназначенными для взятия проб.

Специфика монтажа ливневой канализации

В целом, основные принципы проведения монтажных работ по обустройству ливневых канализаций практически ничем не отличаются от принципов укладки стандартных наружных канализационных трубопроводов. Но если здание не оборудовано водостоками, то начинать нужно именно с их установки.

Сооружаем кровельную составляющую

1. Делаем в перекрытиях здания отверстия под дождеприемники.
2. Устанавливаем дождеприемники и крепим их с помощью битумной мастики.
3. Герметизируем места примыкания дождеприемников.
4. Устанавливаем стояки и сточные трубы.
5. Крепим все элементы к конструкциям дома при помощи хомутов.
6. Устанавливаем лотки (если создается линейная система) или же отводные трубы (если схема – точечная).

Обустраиваем подземную часть

Сначала необходимо, пользуясь составленным заранее планом, вырыть траншею, принимая во внимание уклоны местности и принятую в данном регионе глубину заложения каналов. Если трубопровод предполагается утеплять дополнительной оболочкой из щебня и геотекстиля или же подушкой из песка, то это тоже необходимо учитывать. Далее выполняем следующие работы:

• перед монтажом хорошенько трамбуем дно траншеи. Удаляем крупные камни, встретившиеся при рытье, а ямки, в которых они находились, засыпаем грунтом;
• засыпаем на дно песчаную подушку, стандартная толщина которой составляет 20 см.;
• формируем котлован, предназначенный для монтажа коллекторного резервуара. Для коллектора лучше всего подойдет готовая пластиковая емкость, но коллекторный колодец можно сделать при желании и своими руками, залив в устроенную ранее опалубку цементный раствор;
• укладываем трубы в оснащенные подушками из песка и утрамбованные канавы. Соединяем их при помощи фитингов в единую систему. При этом необходимо учитывать, что в прямые ветки канализации, протяженность которых составляет более 10 м, рекомендуется включать смотровые колодцы;
• устанавливаем пескоуловители в местах стыковки трубопровода и коллекторов, принимающих атмосферную воду;
• соединяем все приспособления и устройства в единую сеть, герметизируя места состыковок;
• перед тем, как траншея будет засыпана, проводим проверку системы путем заливания воды в приемники. Если слабых мест обнаружено не было, засыпаем траншею, а лотки, желоба и поддоны оснащаем решетками.

Кроме того, обустраивая ливневую канализацию, необходимо помнить, что коллекторный колодец города не разрешается разгружать в общую канализацию, так как в стоках наличествуют нефтепродукты и химия. Однако владелец частного дома имеет право подключать ливневку к своей собственной канализации, если опасные составляющие, которые требуют доочистки, в сточных водах отсутствуют.