3. Наружная сеть водоотведения .

3.1. Схемы сетей водоотведения.

Схемы канализационных сетей составляют на первой стадии проектирования при разработке технического проекта. Исходными материалами для составления схемы канализационных сетей города и промышленного предприятия служат соответственно проект генерального плана города в масштабе 1 : 5000— 1 : 10 000 (первая очередь — на срок 8— 10 лет и перспектива — на срок 20—25 лет) и генеральный план предприятия в масштабе 1 : 500— 1 : 2000 с горизонталями через 0,5—2 м.

Канализационные сети работают при самотечном режиме с частичным наполнением сечения трубопровода. Поэтому решение схемы канализационной сети зависит в основном от рельефа местности, грунтовых условий и расположения водоемов.

Канализационные сети трассируют в такой последовательности: вначале, разделив линиями водоразделов территорию канализуемого объекта на бассейны канализования, трассируют по их пониженным местам коллекторы бассейнов канализования; затем, перехватывая коллекторы бассейнов канализования в направлении к очистным сооружениям, трассируют главные и загородные коллекторы и, наконец, в последнюю очередь трассируют уличные сети к коллекторам с таким расчетом, чтобы каждая ветка уличной сети имела минимальную длину. Места расположения насосных станций определяют при расчете сети. Наиболее целесообразно располагать их в тех местах, где отдельные коллекторы, подходящие к насосной станции, имеют одинаковую глубину заложения.

Решение схемы канализационной сети (ее трассирование) — важнейший этап проектирования канализации, так как от него зависит стоимость канализации в целом. Разнообразие местных условий не позволяет рекомендовать типовые решения схем канализационных сетей. Встречающиеся на практике схемы могут быть классифицированы следующим образом.

1. Перпендикулярная схема (рис. 3.1,а ) — коллекторы бассейнов канализования трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Такую схему в основном применяют для спуска атмосферных сточных вод, не нуждающихся в очистке.

2. Пересеченная схема (рис. 3.1,б) — коллекторы бассейнов канализования трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости очистки сточных вод.

3. Параллельная (веерная) схема (рис. 31,в) — коллекторы бассейнов канализования трассируются параллельно или под небольшим углом к направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему, так как она позволяет исключить в коллекторах бассейнов канализования повышенные скорости движения воды, вызывающие разрушение трубопроводов.

4. Зонная ( поясная) схема (рис. 3.1,г) — канализуемая территория разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Каждая из зон имеет схему, аналогичную пересеченной схеме. Зонную схему применяют при значительном или неравномерном падении рельефа местности к водоему и отсутствии возможности канализования всей территории (например, нижней зоны) самотеком.

Рис. 75. Схемы канализационных сетей

а — перпендикулярная; б — пересеченная; в — параллельная; г — зонная; д — радиальная; 1 — коллекторы бассейнов канализования; 2 — главный коллектор; 3 — граница канализуемого объекта; 4 — граница бассейнов канализования; 5 — напорный трубопровод; 6 — выпуск; 7— главный коллектор верхней зоны; 8 — то же, нижней зоны

Рис. 3.2. Схемы трассирования уличных сетей

а — объемлющая; б — по пониженной стороне квартала; в — чрезквартальная; 1 — кварталы; 2 — дома

5. Радиальная схема (рис. 31,д) — очистка сточных вод осуществляется на двух или большем числе очистных станций. При этой схеме сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Такую схему применяют при сложном рельефе местности и канализовании больших городов. Приведенная классификация схем канализационных сетей весьма приближенна.

3.2. Основные сведения о гидравлическом расчёте сетей водоотведения.

Гидравлический расчет канализационных сетей выполняется по расходам сточных вод с учетом рельефа местности. Расходы сточных вод при расчете канализационных сетей удобно вычислять, используя понятие модуля стока (удельного расхода), л /(с*га), определяемого по формуле

q₀=

где р — плотность населения на 1 га; q_ж — норма водоотведения бытовых вод, л/(чел • сут).

Расчетный расход вычисляется по формуле

q_{сек. макс} =q₀FK_общ

где F — площадь кварталов в жилой зоне канализуемой территории.

Расчетные расходы для отдельных участков канализационной сети определяются ка к суммы следующих расходов: транзитного, бокового, попутного и сосредоточенного от промышленного предприятия. Боковым называется расход, поступающий в расчетный участок из боковой ветки сети; попутным — расход, поступающий в расчетный участок от зданий прилегающего квартала.

Бытовую канализационную сеть рассчитывают на частичное наполнение труб. Это позволяет создать лучшие условия для транспортирования взвешенных загрязнений, обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и опасных газов, выделяющихся из жидкости, и создавать некоторый резерв в сечении труб для пропуска расхода, превышающего расчетный.

Степень наполнения труб характеризуется отношением h/d (см. далее рис. 3.3).

Рис. 3.3. Формы сечений канализационных труб и каналов (а — круглое)

Для гидравлического расчета сети используют формулы становившегося равномерного движения:

Q= ωv;

где Q — расход сточных вод; ω— площадь живого сечения; v — средняя скорость движения жидкости;

i — гидравлический уклон, равный при равномерном движении жидкости уклону лотка труб; λ — коэффициент гидравлического трения; R = ω/х— гидравлический радиус (здесь х— смоченный периметр); g — ускорение свободного падения.

Минимальные диаметры труб для уличных сетей установлены в зависимости от системы канализации: при полной раздельной 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой сети, при общесплавной 250 мм.

Расчетное наполнение в трубопроводах бытовой канализационной сети рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб:

Диаметр труб d, мм	150-300	350-450	500-900	Более 900
h/d, (не более)	0,6	0,7	0,75	0,8

В трубопроводах дождевой канализационной сети полной раздельной системы и в трубопроводах сети общесплавной системы следует принимать наполнение h /d = 1.

Сточные воды сильно загрязнены различными примесями. Нерастворенная их часть может иметь ка к органическое, так и минеральное происхождение. Примеси органического происхождения, обладающие малой плотностью, хорошо транспортируются по канализационным сетям, а примеси минерального происхождения (песок, шлак, бой стекла и др.) транспортируются лишь при весьма значительных скоростях потока. В связи с этим расчетные скорости в канализационной сети должны назначаться из

условия транспортирования песка и других примесей минерального происхождения, содержащихся в сточной жидкости.

Наблюдениями установлено, что песок в канализационных сетях может находиться в трех состояниях:

1) в неподвижном состоянии в виде отложений с ровной поверхностью на дне — при сравнительно малых скоростях потока;

2) в подвижном состоянии в виде отложений в форме гряд на дне — при более высоких скоростях потока. В этом случае перемещение отдельных песчинок имеет скачкообразный характер; достигая вершины гряды, они скатываются в застойную зону. В результате постепенного заполнения этой зоны песок медленно перемещается в направлении потока;

3) во взвешенном состоянии при полном отсутствии отложений — при значительных скоростях потока.

Скорость, соответствующая началу перемещения частиц в образования гряд, называется размывающей, а соответствующая полному взвешиванию загрязнений — самоочищающей (критической). Минимальные расчетные скорости должны быть не менее самоочищающих скоростей. Для бытовой канализационной сети самоочищающие скорости принимают в зависимости от диаметра труб:

Диаметр труб, мм	150-250	300-400	450-500	600-800	900-1200
Самоочищающая скорость, м /с	0,7	0,8	0,9	1	1,15

Песок, содержащийся в сточной жидкости, транспортируется потоком в основном у дна труб, вызывая здесь истирание и разрушение их поверхности. Разрушение поверхности труб тем больше, чем больше скорость потока. По этой причине скорость движения сточной жидкости в трубах следует ограничивать. В соответствии со СНиП П-32-74 в металлических трубопроводах не рекомендуется допускать скорости движения жидкости более 8 м/с, а в неметаллических трубопроводах — более 4 м/с.

Минимальный уклон труб бытовой канализационной сети можно определять по приближенной формуле

i=1/d,где d — внутренний диаметр труб, мм.