Пример расчета поля фильтрации

Исходные данные. Суточный расход городских сточных вод Q_w= 7360м³/сут; среднегодовая температура воздуха T=3,9^oC; средне-годовая высота слоя атмосферных осадков - 610 мм; высота слоя зимних осадков h_oc=176 мм; грунты на территории - супесь; климатической район-II_В (Новгородская обл.); уровень подземных вод -2,4 м от поверхности земли; уклон территории - в пределах 0,0030,004.

Рис. 52 Продолжительность периода зимнего намораживания, дни

Задание. Рассчитать поля фильтрации.

Расчет: По табл.26. находим нагрузку сточных вод на поля фильтрации: q_ф=100м³/(га·сут). Так как среднегодовая высота слоя атмос-ферных осадков нахо­дится в пределах 500¸700 мм снижаем норму нагрузки на 15%: q_ф = 85 м³/(га·сут). Нормы нагрузки бытовых осветленных сточных вод на поля фильтрации со средне-годовой высотой слоя атмосферных осадков 300¸500 мм

По формуле: F_ф._пол=Q_w/g_ф,га определяем полезную площадь полей фильтрации: F_ф.пол=7360/85=86,6га.

По формуле: F_ф.рез=k_ф.резQ_w/g_ф,га

определяем площадь резервных полей фильтрации, при зна­чении коэффициента резерва F_ф.рез=0,2·7360/85=17,3га для II климати-ческого района k_ф.рез=0,2: Принимаем коэффициент, учиты-вающий увеличение площади в связи с уст­ройством вспомо-гательных сооружений k_ф.в= 0,35, затем по формуле:

F_ф= F_ф.пол+ F_ф.рез+ k_ф.в(F_ф.пол+F_ф.рез), га

рассчи­тываем полную площадь полей фильтрации: F_ф=86,6+17,3+0,35(86,6+17,3)=140,3га. Для Новгородской области (по карте) находим продолжительность зимнего намораживания t_нам=30 дней; для супесей коэффициент зимней фильтрации составляет β=0,45. Принимаем высоту слоя намораживания 0,6 м. По формуле: F_нам = Q_wойt_нам(1-β)/10⁴(h_нам-h_oc)·,га рассчитываем требу-емую площадь для зимнего наморажива­ния:

F_нам=7360·30(1-0,45)/10⁴(0,6-0,176)0,9=31,8га.

Неравенство F_фF_намвыполняется, следовательно, площадь полей фильтрации обеспечивает пропуск сточных вод в зимний период. Принимаем обработку почву тракторами, число карт N_ф= 64. Площадь одной карты 100×220 м. составляет: F_ф /N_ф = 140,3/64 = 2,19 га.

Поля подземной фильтрации

Поля подземной фильтрации применяют в песчаных и супесчаных грунтах, при расположении оросительных труб выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м и заглублении их не более 1,8 м и не менее 0,5 м от поверхности земли. Оросительные трубы рекомендуется укладывать на слой подсыпки толщиной 20-50 см из гравия, мелкого хорошо спекшегося котельного шлака, щебня или крупнозернистого песка. Перед полями подземной фильтрации предусматривают установку септиков. Общая длина оросительных труб определяется по нагрузке в соответствии с табл.28. Длину отдельных оросителей следует принимать не более 20 м.

Таблица 28

Грунты	Среднегодовая температура воздуха, °С	Нагрузка, л/сут на 1 м оросительных труб полей подземной фильтрации, в зависимости от глубины наивысшего уровня грунтовых вод от лотка, м
		1	2	3
Пески	До 6	16	20	22
	6,1  11	20	24	27
	Св. 11,1	22	26	30
Супеси	До 6	8	10	12
	6,1  11	10	12	14
	Св. 11,1	11	13	16

Примечания:

1.Нагрузка указана для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков до 500 мм.

2. Нагрузку необходимо уменьшать: для районов со среднегодовым количеством осадков 500¸600 мм - на 10¸20%, свыше 600 мм - на 20¸30%; для I климати-ческого района и III_А климатического подрайона - на 15%. При этом больший процент снижения надлежит принимать при супесчаных грунтах, меньший - при песчаных.

3. При наличии крупнозернистой подсыпки толщиной 20¸50 см нагрузку следует принимать с коэффициентом 1,2¸1,5.

4. При удельном водоотведении свыше 150 л/сут на одного жителя или для объектов сезонного действия нормы нагрузок следует увеличивать на 20%. Для притока воздуха следует предусматривать на концах оросительных труб стояки диаметром 100 мм, возвышающиеся на 0,5 м над уровнем земли.

Рис.53 Песчано-гравийный фильтр

Рис.54 Фильтрующая траншея

Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи при количестве сточных вод не более 15 м³/сут проектируют в водо-непроницаемых и слабофильтрующих грунтах при наивысшем уровне грунтовых вод на 1 м ниже лотка отводящей дрены. Перед сооружениями необходимо предусматривать установку септиков.

Расчетную длину фильтрующих траншей принимают в зависи-мости от расхода сточных вод и нагрузки на оросительные трубы, но не более 30 м, ширину траншеи понизу - не менее 0,5 м. Песчано-гравийные фильтры проектируют в одну или две ступе-ни. В качестве загрузочного материала одноступенчатых фильт-ров принимают крупно- и среднезернистый песок и другие материалы. Загрузочным материалом в первой ступени двух-ступенчатого фильтра могут быть гравий, щебень, котельный шлак и другие материалы крупностью.

В фильтрующих траншеях в качестве загрузочного материала используют крупно- и средне-зернистый песок и другие матери-алы. Нагрузку на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей, а также толщину слоя загрузки с принимают по табл. 29.

Таблица 29

Сооружение	Высота слоя загрузки, м	Нагрузка на оросит. трубы, л/(м · сут)
Одноступенчатый песчано-гравийный фильтр или вторая ступень двухступенчатого фильтра	1-1,5	80-100
Первая ступень двухступенчатого фильтра	1-1,5	150-200
Фильтрующая траншея	0,8-1	50-70