위생하수구

Sanitary sewer
이 기사는 폐기물을 운반하는 현대 하수도 시스템에 관한 것입니다. 도로 유출 배수 시스템을 운반하도록 설계된 하수도는 빗물 배수를 참조하십시오.
"스ink pole"은 여기로 방향을 바꿉니다. Drain-Waste-vent 시스템도 참조하십시오.
PVC 위생 하수구 설치. 위생 하수구는 수집 구역에서 발생하는 하수의 양을 운반하기 위한 크기입니다. 위생 하수구는 표면 유출도 가능하도록 설계된 결합 하수구보다 훨씬 작습니다.

위생 하수도는 주택 및 상업용 건물(단, 빗물은 아님)의 하수를 하수 처리장 또는 처리장으로 운반하기 위한 지하 파이프 또는 터널 시스템입니다.

위생 하수구는 중력 하수구의 한 종류이며 "하수도 시스템" 또는 하수도라고 불리는 전체 시스템의 일부입니다. 산업 지역에 제공되는 위생 하수구는 산업 폐수를 운반할 수도 있습니다. 위생 하수구가 제공하는 지방 자치 단체에서는 별도의 빗물 배수구가 지표면 유출수를 지표수로 직접 전달할 수 있습니다. 위생 하수도 시스템의 장점은 결합된 하수도 넘침을 방지한다는 것입니다. 위생 하수구는 일반적으로 도시 유출수를 운반하는 결합 하수구보다 직경이 훨씬 작습니다. 노후화된 기반시설에서 누수 이음매, 배관 불량 등으로 인해 과도한 빗물 유입이나 지하수 침투가 발생할 경우 원수 백업이 발생할 수 있습니다.

목적

하수처리는 위생폐기물을 빗물로 희석할 때 효과가 떨어지고, 폭우나 제설로 인한 유출수가 하수처리장의 수력용량을 초과할 때 복합하수도 넘침이 발생합니다.[1] 이러한 단점을 극복하기 위해 일부 도시에서는 별도의 위생 하수도를 건설하여 도시 폐수만 수집하고 별도의 빗물 배수구에 수집되는 빗물 유출을 배제했습니다. 결합 하수도 또는 두 개의 분리된 시스템을 건설하기로 결정하는 것은 주로 하수 처리의 필요성과 폭우 시 처리 제공 비용에 기초합니다. 복합 하수도 시스템을 갖춘 많은 도시들은 하수처리장을 설치하기 전에 시스템을 구축했고, 그 후에 하수도 시스템을 교체하지 않았습니다.[2]

종류들

기존 중력 하수구

본문: 중력 하수구
맨홀 하수구 출입구
가정의 블랙워터와 그레이워터를 중앙집중형 하수처리시설로 운반하기 위한 종래의 위생하수도의 모식도.[3]
위생 하수구 출입구용 맨홀 커버.
두 개의 수렴하는 위생 하수구 라인을 보여주는 열린 맨홀을 내려다보는 모습. 더 큰 선은 오른쪽에서 진입하여 맨홀 내에서 방향을 변경하여 사진 상단에서 빠져나옵니다. 사진 하단에서 액세스 단계 아래에 작은 선이 들어갑니다. 맨홀의 콘크리트 바닥에는 고형물 축적을 최소화하기 위한 수로가 있습니다.
접근 맨홀실에서 바라본 대형 위생하수도의 내부.

선진국에서 하수도는 건물에서 하나 이상의 더 큰 지하 트렁크 메인으로 연결되는 파이프이며, 이 파이프는 하수를 하수 처리 시설로 운반합니다. 보통 맨홀이라고 불리는 프리캐스트 콘크리트로 만들어진 수직 파이프는 메인과 표면을 연결합니다. 현장 적용 및 사용에 따라 이러한 수직 파이프는 원통형, 편심형 또는 동심형일 수 있습니다. 맨홀은 검사 및 유지 관리를 위해 하수관에 접근하고 하수 가스를 배출하는 수단으로 사용됩니다. 또한 직선 파이프라인에서 수직 및 수평 각도를 용이하게 합니다.[4]

개별 건물에서 일반적인 중력 하수 라인으로 하수를 운반하는 파이프를 측방향이라고 합니다. 가지 하수구는 일반적으로 도로를 따라 있는 건물의 측면을 받아 도로 아래에서 운영되며 중력에 의해 맨홀의 트렁크 하수구로 배출됩니다. 더 큰 도시에는 여러 트렁크 하수구에서 흐름을 받는 인터셉터(interceptor)라고 불리는 하수구가 있을 수 있습니다.[5][6]

위생 하수도의 설계 및 크기 조정은 하수도의 예상 수명, 1인당 폐수 생산량 및 매일 일상 생활의 시기에서 정점에 이르는 유량에 걸쳐 인구를 제공할 것으로 간주합니다. 최소 하수구 직경은 종종 화장실 변기에 씻겨 내려간 고체 물질에 의한 막힘을 방지하기 위해 지정됩니다. 하수구 내의 고체 침전물을 최소화하기 위해 충분한 난류를 생성하는 유속을 유지하기 위해 경사도를 선택할 수 있습니다. 상업 및 산업 폐수 흐름도 고려되지만 지표면 유출수를 빗물 배수구로 전환하면 비효율적인 결합 하수의 습한 날씨 흐름 피크가 제거됩니다.[7]

힘 주

포스 메인 또는 상승 메인은[8] 중력 하수가 하수 처리장보다 낮은 고도의 지역 또는 유사한 고도의 먼 지역에 서비스를 제공하는 데 필요할 수 있는 양수기입니다. 리프트 스테이션은 축적된 하수를 더 높은 고도로 끌어올리는 하수구 섬프입니다. 또한 강 또는 기타 장애물 아래를 건너는 데 사용되는 역 사이펀을 프라이밍하는 데 사용할 수 있습니다. 펌프는 다른 중력 하수구로 배출하거나 처리 공장으로 직접 배출할 수 있습니다.[6] 포스 메인은 일반적으로 파이프 내의 압력에 저항하기 위해 용접된 강철 또는 HDPE로 구성됩니다. 포스 메인은 개별 속성 또는 속성 그룹에 서비스를 제공하고 지역 중력 메인으로 하수를 주입하는 수단을 제공하는 압력 하수구와는 상당히 다릅니다.

오수하수도

참고 항목: 배출 하수구

정화조 유출수 배수(STED) 또는 무고체 하수(SFS) 시스템이라고도 불리는 유출수 하수 시스템은 주거지 및 사업장의 하수를 수집하는 정화조를 가지고 있으며, 탱크에서 나오는 유출수는 추가 처리를 위해 중앙 집중형 하수 처리장 또는 분산형 처리 시스템으로 보내집니다. 대부분의 고형물은 정화조에 의해 제거되기 때문에 처리장은 일반적인 식물보다 훨씬 작을 수 있습니다. 또한 고체 폐기물이 크게 감소하기 때문에 중력 시스템이 아닌 양수 시스템을 사용하여 폐수를 이동할 수 있습니다. 파이프는 직경이 작으며 일반적으로 1.5~4인치(4~10cm)입니다. 폐기물 흐름은 가압되기 때문에 땅의 윤곽을 따라 지표면 바로 아래에 놓일 수 있습니다.[citation needed]

압력하수도

참고 항목: 압력하수도

건물의 오수를 중력 위생 하수구로 배출하는 것이 불가능하거나 비현실적인 경우 압력 하수구가 다른 연결 수단을 제공할 수 있습니다. 속성과 가까운 펌프 우물에 있는 메세레이터 펌프는 작은 직경의 고압 파이프를 통해 가장 가까운 중력 하수구로 하수를 배출합니다.[9]

하수도 간소화

참고 항목: 하수도 간소화

간이 위생 하수구는 보통 약 100밀리미터(4인치)의 작은 직경의 파이프로 구성되며, 종종 상당히 평평한 구배(200인치)에 놓여 있습니다. 간이 위생 하수구에 대한 투자 비용은 기존 하수구의 절반 정도가 될 수 있지만 운영 및 유지 관리에 대한 요구 사항은 일반적으로 더 높습니다. 간이 하수구는 브라질에서 가장 흔하며 다른[which?] 여러 개발도상국에서도 사용됩니다.[citation needed]

진공하수도

주요 기사: 진공하수도

저지대 지역사회에서는 폐수가 종종 진공 하수구를 통해 운반됩니다. 파이프라인의 크기는 직경 125밀리미터(4.9인치)의 파이프에서 직경 280밀리미터(11인치)까지 다양합니다. 진공 하수 시스템은 액체를 중앙 진공 스테이션으로 이동시키기 위해 차압을 사용합니다.[10]

유지

쓰레기와 분변에 잠긴 석기 위생하수구(아래)

하수관로가 막히거나 파손되거나 과도한 빗물이 유입되거나 펌프가 오작동하여 위생 하수관로가 넘칠 수 있습니다. 이러한 경우 처리되지 않은 하수는 하수 처리 시설에 도달하기 전에 위생 하수도에서 환경으로 배출됩니다. 이러한 오버플로를 방지하려면 유지 관리가 필요합니다. 막힘 방지 캠페인 또는 규정(예: 일부 고객이 그리스 인터셉터를 사용하도록 요구)이 필요할 수도 있습니다.

위생 하수구의 종류에 따라 유지 관리 요구 사항이 다릅니다. 일반적으로 모든 하수구는 나이가 들수록 노후화되지만, 하수구와 빗물 배수구를 결합하여 이러한 기여를 할 수 있도록 크기가 크기 때문에 침투와 유입은 위생 하수구만의 문제입니다. 침투를 허용 가능한 수준으로 유지하려면 결합 하수구의 구조적 무결성을 고려할 때 필요한 것보다 더 높은 수준의 유지보수가 필요합니다.[11] 지하실, 마당, 지붕 배수구가 위생 하수구에 부적절하게 연결되지 않도록 종합적인 건설 점검 프로그램이 필요합니다.[12] 시공자가 차이를 인지하지 못할 수 있기 때문에 결합 하수구와 위생 하수구가 가까운 곳에서 발견되는 경우 부적절한 연결이 발생할 가능성이 더 높습니다. 많은 오래된 도시들은 여전히 결합 하수구를 사용하는 반면 인접한 교외에는 별도의 위생 하수구가 건설되었습니다.

수십 년 동안 위생 하수관에 금이 가거나 다른 손상이 발생했을 때 유일한 선택지는 고가의 굴착, 손상된 관의 제거 및 교체였으며, 일반적으로 나중에 거리 보수가 필요했습니다. 1950년대 중반에 특수 시멘트 혼합물을 사이에 두고 양쪽 끝에 있는 두 개의 장치를 맨홀 뚜껑에서 다음 맨홀 뚜껑으로 끌어내어 파이프에 고압으로 시멘트를 코팅한 다음 빠르게 경화되어 파이프의 모든 균열과 파손을 밀봉하는 장치가 발명되었습니다.[13] 오늘날 에폭시 수지를 사용한 유사한 방법은 일부 지방 자치 단체에서 노후화되거나 손상된 파이프를 다시 정렬하는 데 사용되어 효과적으로 "파이프 안의 파이프"를 만듭니다. 이러한 방법은 예상되는 흐름을 전달하기 위해 원래 파이프의 전체 직경이 필요한 위치에 적합하지 않을 수 있으며, 인구 증가, 물 사용 증가 또는 수리의 예상 수명 내에 새로운 서비스 연결로 인해 더 많은 폐수 흐름이 예상될 수 있는 경우 현명하지 못한 투자가 될 수 있습니다.

노후화되거나 손상된 라인을 교체하는 또 다른 인기 있는 방법은 파이프 파열이라고 하는데, 일반적으로 PVC 또는 ABS 플라스틱과 같은 새로운 파이프가 오래된 파이프 뒤를 통해 뽑히면서 오래된 파이프를 부수는 "확장기 헤드" 뒤에 있는 오래된 파이프를 통해 뽑습니다.

측방향 연결이 있는 라인의 수리는 부적절하게 밀봉된 접합부로부터의 바람직하지 않은 침투를 수용하지 않고 측방향 흐름을 수용하도록 프로비저닝함으로써 복잡하기 때문에 이러한 방법은 트렁크 하수구에 가장 적합합니다.

환기

때때로 하수구에는 사람들로부터 오염된 가스를 잘 방출하기 위해 높은 환기 파이프가 있습니다. 일반적인 이름은 악취 파이프, 악취 기둥, 악취 파이프 및 하수구 환기 파이프입니다.[14]

역사

추가 정보: 상수도 및 위생 § 하수도의 역사
19세기 후반의 낡은 벽돌 위생 하수구. 프라하, 뉴타운

위생 하수구는 물이 풍부한 곳에 지어진 결합 하수구에서 진화했습니다. 동물의 배설물이 도시 거리에 쌓이는 동안 동물의 이동 수단은 사람과 물건을 옮겼습니다. 동물의 배설물이 쌓이면서 밤 토양 수집이 불가능한 거리에 챔버 화분을 버리게 되었습니다.[15] 복합 하수도는 지표면 유출수를 사용하여 거리의 폐기물을 씻어내고 인구가 많은 지역에서 먼 곳으로 지하로 이동시키기 위해 만들어졌습니다. 인구가 증가함에 따라 하수처리가 필요하게 되었지만, 복합하수도에서 나오는 희석폐기물 처리에 필요한 부피와 양수능력의 증가는 원액하수를 처리하는 것보다 비용이 많이 듭니다.[16]

20세기 중반 이후에 도시화된 지역 사회는 일반적으로 하수(위생 하수구)와 빗물을 위한 별도의 시스템을 구축했습니다. 강수량은 매우 다양한 흐름을 유발하여 하수 처리장 효율을 저하시키기 때문입니다.[17]

영국에서는 위생 하수구에도 "오염 하수구"라는 용어가 사용되고 있었습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Report to Congress: Impacts and Control of CSOs and SSOs (Report). Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). August 2004. p. ES-2. EPA-833-R-04-001.
  2. ^ Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Wastewater Engineering: collection, treatment, disposal. New York: McGraw–Hill. p. 119. ISBN 9780070416765.
  3. ^ Tilley, E., Ulrich, L., L., Lüthi, C., Reaymond, Ph., Zurbrügg, C. (2014) 위생 시스템 및 기술 개요(2차 개정판). 스위스 연방 수생 과학 기술 연구소(Eawag), 스위스 듀벤도르프. ISBN 978-3-906484-57-0.
  4. ^ "Acu-Sewer Pressure Pipe for Sewer Mains". Acu-Tech Piping Systems. Retrieved 2018-10-03.
  5. ^ Lee, C.C., ed. (2005). Environmental Engineering Dictionary (4th ed.). Lanham, MD: Government Institutes. p. 423. ISBN 9780865878488.
  6. ^ a b Design and Construction of Sanitary and Storm Sewers. New York: American Society of Civil Engineers and Water Pollution Control Federation. 1969. pp. 2, 288.
  7. ^ Tyler, Richard G. (1959). "Section 9". Civil Engineering Handbook (4th ed.). New York: McGraw-Hill. pp. 1–24.
  8. ^ "Design and Construction Guidance for foul and surface water sewers offered for adoption under the Code for adoption agreements for water and sewerage companies operating wholly or mainly in England ("the Code")" (PDF). Water UK. March 2020. p. 6. Retrieved 18 January 2022.
  9. ^ Stauffer, Beat; Spuhler, Dorothee. "Pressurised Sewers". Sustainable Sanitation and Water Management Toolbox. Retrieved 18 January 2022.
  10. ^ Wastewater Treatment/Disposal for Small Communities: Manual (Report). EPA. 1992. pp. 84–88. EPA 625/R-95/005.
  11. ^ Hammer, Mark J. Water and Waste-Water Technology (1975) John Wiley & Sons ISBN 0-471-34726-4 p.442
  12. ^ Steel, E.W.; McGhee, Terence J. (1979). Water Supply and Sewerage (5th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 22. ISBN 0-07-060929-2.
  13. ^ "지하에 있는 하수구 밀폐기 패치 균열" 대중역학, 1956년 4월, 86쪽.
  14. ^ "Is this just the tip of the stink pole?".
  15. ^ Bellis, Mary (2018-03-31). "The History of Plumbing". Archived from the original on 2017-10-14. Retrieved 2018-05-14. Alt URL
  16. ^ Steel, E.W.; McGhee, Terence J. (1979). Water Supply and Sewerage (5th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 318. ISBN 0-07-060929-2.
  17. ^ Burrian, Steven J., et al. (1999). "습기유동관리의 역사적 전개" 미국 환경 보호국(EPA). 오하이오주 신시내티 소재 국립위험관리연구소(National Risk Management Research Laboratory) EPA/600/JA-99/275호 문서