Водоотведение

ВОДООТВЕДЕНИЕ

УЧЕБНИК

Под общей редакцией доктора технических наук,
профессора Ю.В. Воронова

Москва
ИНФРА-М
2020

Ю.В. ВОРОНОВ 
Е.В. АЛЕКСЕЕВ 
В.П. САЛОМЕЕВ 
Е.А. ПУГАЧЁВ

Допущено
Федеральным агентством по строительству 
и жилищно-коммунальному хозяйству в качестве учебника 
для студентов средних специальных заведений, обучающихся 
по специальности «Водоснабжение и водоотведение»

УДК 628(075.32)
ББК 38.761я723
        В75

Р е ц е н з е н т ы:
Данилович Д.А., главный технолог Управления канализации 
АО «Мосводоканал»; 
Возиков В.Г., директор ГБПОУ города Москвы «Колледж архитектуры и строительства № 7» 

Воронов Ю.В.
Водоотведение : учебник / Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, 
В.П. Саломеев, Е.А. Пугачёв ; под общ. ред. Ю.В. Воронова. — 
Москва : ИНФРА-М, 2020. — 415 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-006330-0 (print)
ISBN 978-5-16-101040-2 (online)

В учебнике изложены основные сведения о системах водоотведения и технология очистки бытовых и производственных 
сточных вод и обработки осадков. Рассмотрены вопросы проектирования и расчета водоотводящих сетей и сооружений. Отражены достижения науки и техники в области отведения и очистки сточных вод.
Для студентов строительных техникумов, колледжей, обучающихся по специальности 08.02.04 «Водоснабжение и водоотведение».

УДК 628(075.32)
ББК 38.761я723

В75

ISBN 978-5-16-006330-0 (print)
ISBN 978-5-16-101040-2 (online)
© Коллектив авторов, 2006



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 тысячеле



тий 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. при
вели 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 ХII 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 строи
тельства в Сибири в ХVIII 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 ХVIII 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 уси
лия городского головы Н.А. 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 водоотводя
щая 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 водо
отведения 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 стро
ительстве 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 дис
циплины «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.



Раздел I
СХЕМЫ И СИСТЕМЫ 
ВОДООТВЕДЕНИЯ

Глава 1
Схемы и СиСтемы водоотведения

1.1. СтоЧные воды и их хАРАКтеРиСтиКА

Сточные воды — это пресные воды, изменившие после исполь
зования в бытовой и производственной деятельности человека 
свои физико-химические свойства и требующие отведения.

По происхождению сточные воды могут быть классифициро
ваны на бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных 

и коммунальных (бани, прачечные и др.) зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов 
(умывальников, раковин или моек, ванн, унитазов и трапов — напольных приборов с решетками). Особенности образования этих 
сточных вод хорошо известны.

Производственные сточные воды образуются в процессе произ
водства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. 
К ним относятся отработанные технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды 
барометрических конденсаторов, вакуум-насосов и охлаждающих 
систем; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды 
от мытья оборудования и производственных помещений, а также 
от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых 
отходов и от их транспортировки.

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения 

дождей и таяния снега как на жилой территории населенных пунк



тов, так и на территории промышленных предприятий, АЗС и др. 
Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие 
того что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

Основными характеристиками сточных вод являются: коли
чество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с 
или м3/c, м3/ч, м3/смену, м3/сут и т.д.; виды (компоненты) загрязнений и содержание их в сточных водах, характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемой в мг/л или г/м3. Важной характеристикой сточных вод является степень равномерности (или 
неравномерности) их образования и поступления в водоотводящие 
системы. Обычно она определяется неравномерностью поступления сточных вод по часам суток в году. Эти характеристики учитываются при проектировании водоотводящих систем.

В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минераль
ного и органического происхождения. Те и другие находятся в 
нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Часть 
нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 
100–300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности 
в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК = 100–
400 мг/л, а ХПК = 150–600 мг/л — их можно оценить как весьма 
загрязненные. При хранении они способны загнить через 12–24 ч 
(при t = 20 °С).

Производственные сточные воды различных отраслей промыш
ленности содержат различные загрязнения. Различна и концентрация их загрязнения и режимы водоотведения. 

В дождевых водах содержится значительное количество не
растворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения. БПК дождевых вод достигает 
50–60 мг/л. Исследованиями установлено, что дождевые воды 
могут являться источниками загрязнения водоемов. Расход дождевых вод с 1 га площади территории города достигает 150 л/с 
(1 раз в год) и 300 л/с (1 раз в 10 лет). Это в 50–300 раз больше 
расхода бытовых вод. В то же время общий расход дождевых 
вод за год составляет 1500–2000 м3 с 1 га, т.е. в 5–30 раз меньше 



расхода бытовых вод. Образование (выпадение) дождевых вод 
происходит весьма неравномерно. Их расход изменяется от нуля 
(в сухую погоду) до максимального значения 300 л/с (в период 
выпадения интенсивных ливней).

Достаточно широко используется понятие «городские сточные 

воды». Под ним понимается смесь бытовых и производственных 
сточных вод. В реальных условиях в чистом виде бытовых вод не 
бывает. В сточных водах, поступающих от городов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли и др.). 
При решении задач отвода и очистки городских сточных вод это 
необходимо учитывать.

Различная степень загрязнения сточных вод и природа их обра
зования выдвигают при проектировании важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, 
совместной или раздельной их очистки. 

Физическая модель сточных вод представляет собой двухфаз
ную систему «жидкое — твердое», и любая технология очистки вод 
заключается в извлечении твердой фазы. Законы термодинамики 
указывают на то, что вода легко загрязняется и этот процесс идет 
без значительных энергозатрат. Напротив, процессы очистки воды 
реализуются с использованием различных сложных процессов с 
заметными удельными энергозатратами. Система «жидкое — твердое» характеризуется энтропией, которая выражает скрытую энергию, необходимую для очистки сточных вод. Чем выше концентрация загрязнений и чем больше разнородность состава, тем выше 
энтропия и больше энергетические затраты на очистку воды.

Отсюда следует правило термодинамики применительно к тех
нологиям водоотведения, очистки сточных вод и обработки осадков, обеспечивающее минимальные энергозатраты на реализацию 
этих процессов.

Нерационально смешивать потоки сточных вод высокотемпе
ратурные и низкотемпературные, содержащие только минеральные 
или органические загрязнения, имеющие высокие или низкие 
концентрации твердой фазы, имеющие токсическое или инертное 
происхождение.

Разнородность состава загрязнений сточных вод и действующие 

явления диссипации при изменении энергетического состояния 
системы способствуют тому, что стопроцентная очистка сточных 
вод невозможна, и поэтому она регламентируется значениями 
предельно допустимых концентраций (ПДК). 

1.2. общАя СхемА и оСновные 
элементы водоотведения

Схемы водоотведения населенных пунктов разрабатываются на 

генплане городов в масштабе 1 : 5000–1 : 20 000 с горизонталями 
через 1–2 м с указанием кварталов и проездов, схемы водоотведения промышленных предприятий — на генплане в масштабе 
1 : 1000–1 : 5000 с горизонталями через 0,5–1 м. На рис. 1.1 показана общая схема водоотведения города. Система водоотведения 
состоит из следующих основных элементов:
1) внутренних водоотводящих сетей в зданиях, оснащенных са
нитарно-техническим оборудованием;

2) внутриквартальных водоотводящих сетей;
3) наружной водоотводящей сети;
4) аварийно-регулирующих резервуаров;
5) специальных сооружений;
6) насосных станций и напорных трубопроводов;
7) станций очистки сточных вод;
8) выпусков аварийных неочищенных потоков сточных вод.

1

92

90

88

86

84

82

82

84

Бассейн I

Коллектор № 1

Бассейн II

2

7

3

3

5

РНС

4

Коллектор № 2

3

ПП

Коллектор № 3

Бассейн III

2

1

7

Главный коллектор

Коллектор № 4

Бассейн IV

3

82
84
ГНС

5

6

94

92

90

88
86 ОС

84
82

Рис. 1.1. Общая схема водоотведения города:

РНС — районная насосная станция; ГНС — главная насосная станция; 

ОС — очистные сооружения; ПП — промышленное предприятие; 

1 — граница города; 2 — наружная (внешняя) водоотводящая сеть 

трубопроводов;  3 — ливнеспуски; 4 — дюкер; 5 — напорные трубопроводы; 

6 — выпуск очищенных сточных вод; 7 — линии водоразделов