
книги из ГПНТБ / Калицун В.И. Основы водоснабжения и канализации учеб. пособие для техникумов
.pdfется в водоем без очистки через специальные устройства — лив неспуски, располагаемые обычно на главном коллекторе вблизи водоема (рис. 77). Величина сбрасываемого расхода опреде ляется мощностью водоема, а также санитарными и экономи ческими соображениями.
Рис. |
77. Схема общесплавной системы |
канализации |
|
|
|
|||||||
/ — уличная сеть; 2 — дождеприемники; 3 — главный |
коллектор; |
4— |
ливнеспуск; |
5 |
— лив |
|||||||
неотвод; |
6 — нагорная канава; 7 — заводская |
сеть; |
8 — |
выпуск |
|
|
||||||
|
Рис. |
78. |
Схема полной раздельной |
|||||||||
|
|
|
|
системы |
канализации |
|
||||||
|
/ — бытовая |
|
сеть; |
2 — |
производствен |
|||||||
|
но - дождевая |
сеть; |
3 — н а п о р н ы е |
трубо |
||||||||
|
проводы; |
4 — в ы п у с к очищенных |
быто |
|||||||||
|
вых |
|
и |
производственных |
сточных |
вод; |
||||||
|
5 — |
выпуски |
атмосферных |
и условно-чи |
||||||||
|
стых |
производственных |
сточных |
вод; |
||||||||
|
6 — граница |
города; |
Г Я С — г л а в н а я на |
|||||||||
|
сосная |
станция; |
ОС — очистные |
соору |
||||||||
|
жения; |
ПП — промышленное |
предприя |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тие |
|
|
|
Раздельной называется такая система канализации, у кото рой отдельные виды сточных вод, содержащих загрязнения раз личного характера, отводятся по самостоятельным канализаци онным сетям. При полной раздельной системе канализации
(рис. 78) устраивается не менее двух сетей. Сеть для отвода бытовых сточных вод называется бытовой. Сеть для отвода ат мосферных сточных вод называется дождевой или водосточной. Единая сеть для отвода атмосферных и условно-чистых произ водственных сточных вод называется производственно-дож девой.
Производственные сточные воды, загрязнения которых ана логичны загрязнениям бытовых сточных вод, сплавляются по
140
бытовой сети. Если характер загрязнений производственных сточных вод таков, что совместная очистка их с бытовыми сточ ными водами невозможна, они отводятся по самостоятельным сетям. В случае если отдельные цехи промышленных предприя тий дают сточные воды с загрязнениями, требующими разных
Рис. 79. |
Полураздельная |
система |
канализации |
я — схема |
системы; б — во |
досбросная камера; /—быто вая сеть; 2— производствен но - дождевая сеть; 3 — напор ные трубопроводы; 4— вы пуск очищенных сточных вод;
5 — в о д о с б р о с н ы е |
камеры; |
|
6 — ливнеотводы; |
7—граница |
|
города; |
ГНС — главная на |
|
сосная |
станция; |
ОС — очист |
ные сооружения; |
ПП — про |
мышленное предприятие
методов очистки, для каждого из цехов устраивается своя ка нализационная сеть. Неполная раздельная система канализа ции обычно является промежуточной стадией строительства полной раздельной системы канализации. При неполной раз дельной системе дождевая сеть не устраивается. Атмосферные сточные воды стекают в водоемы по лоткам, кюветам и кана вам.
Полураздельной (рис. 79, а) называется такая система ка нализации, у которой в местах пересечения самостоятельных канализационных сетей для отвода различных видов сточных вод имеются водосбросные камеры, позволяющие перепускать наиболее загрязненные дождевые воды при малых расходах в бытовую сеть и отводить их по единому коллектору на очи стные сооружения, а при ливнях сбрасывать сравнительно чи стые дождевые воды непосредственно в водоем. Схематический чертеж водосбросной камеры представлен на рис. 79,6.
Каждая из систем канализации имеет свои достоинства и не достатки.
Протяженность сети общесплавной системы канализации на 30—40% меньше протяженности двух самостоятельных сетей полной раздельной системы канализации. Однако затраты на строительство насосных станций и очистных сооружений при общесплавной системе больше, чем при полной раздельной си стеме. Строительство общесплавных систем канализации целе сообразно в случаях, когда требуется очистка сточных вод толь ко от грубых механических примесей, и возможно при наличии мощных водоемов.
Полураздельная система канализации благодаря сбросу ат мосферных вод непосредственно в водоем только при сильных дождях и отводе сравнительно загрязненных атмосферных вод при малом расходе на очистные сооружения' с точки зрения са-
141
нитариого благополучия населенных мест имеет определенные преимущества. Однако вследствие высокой стоимости она не получила широкого распространения. Выбор той или иной си стемы канализации должен приводиться с учетом всех конкрет ных условий проектирования, включая как санитарные, так и технико-экономические соображения.
В нашей стране наибольшее распространение получила пол ная раздельная система канализации. Для промышленных
1 I 3
Рис. 80. |
Схема |
раздельной |
си |
Рис. 81. Схема полной раздельной систе |
||||||||||||
мы канализации с использованием про |
||||||||||||||||
стемы канализации |
с местными |
|||||||||||||||
изводственных сточных вод для оборот |
||||||||||||||||
очистными |
установками |
|
||||||||||||||
|
|
ного |
водоснабжения |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
/ — атмосферные |
сточные |
воды; |
1 — атмосферные |
сточные |
воды; |
2 — бытовые |
||||||||||
сточные |
воды; |
3 — производственные |
сточные |
|||||||||||||
2 — бытовые |
сточные |
воды; |
3—про |
|||||||||||||
воды; 4 — д о ж д е в а я сеть; |
5 — бытовая |
сеть; |
||||||||||||||
изводственные |
сточные |
воды; |
||||||||||||||
6 — сеть |
загрязненных |
производственных |
вод: |
|||||||||||||
4—дождевая |
|
сеть; 5 — сеть |
услов |
|||||||||||||
|
7 — сеть |
производственных |
сточных |
вод, |
ис |
|||||||||||
но-чистых |
вод; 6 — бытовая |
н |
про |
|||||||||||||
пользуемых для |
оборотного водоснабжения; |
|||||||||||||||
изводственная |
сеть: МОС — местные |
|||||||||||||||
ОС — очистные |
|
сооружения; |
НС—насосная |
|||||||||||||
очистные |
сооружения; |
ОС — очист |
|
|||||||||||||
станция: |
МОС |
— местные |
очистные |
или |
охла |
|||||||||||
|
ные |
сооружения |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
дительные |
сооружения |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
предприятий применяют общесплавные или раздельные системы канализации.
На рис. 80 показана схема раздельной системы |
канализа |
ции с местными очистными сооружениями. Местные |
очистные |
сооружения необходимы для предварительной очистки сточных вод, смешение которых с другими производственными или бы товыми сточными водами недопустимо. Предварительной очи стке должны подвергаться сточные воды:
а) содержащие токсические |
вещества, кислоты |
и щелочи |
в больших концентрациях или |
другие загрязнения, |
которые мо |
гут привести к разрушению труб и сооружений или нарушить работу основных очистных сооружений;
б) из которых возможно выделение нерастворимых загряз нений, ядовитых или взрывоопасных газов и паров, могущих
вызвать аварии на канализационной сети; |
|
в) при смешении которых с другими сточными водами |
мо |
гут образовываться вещества, указанные в пп. «а» и «б». |
|
На рис. 81 показана схема полной раздельной системы |
ка- |
142
нализации с частичным использованием очищенных сточных вод для оборотного водоснабжения и раздельной очисткой бы товых и производственных вод. Раздельная очистка сточных вод обусловливается в основном разными методами их очистки.
Большое разнообразие производственных сточных вод it их
сочетаний не |
позволяет |
классифицировать и описать |
возмож |
|||
ные схемы |
раздельных |
систем |
канализации |
промышленных |
||
предприятий. |
|
Выбор системы |
и схемы канализации |
должен |
||
производиться |
на основе тщательного изучения состава и свойств |
|||||
сточных вод, |
их количества и местных условий |
проектирования |
(наличия и пропускной способности канализации населенного места, мощности водоема и необходимой степени очистки сточ ных вод).
§ 35. Основные сведения о нормах,
режиме водоотведения и расчетных расходах
Одним из наиболее важных требований, предъявляемых к канализации, является обеспечение пропуска через канализа ционные сети и сооружения с заданными условиями расчетного расхода сточных вод, установленного на конец расчетного пе риода. Для определения расчетного расхода необходимы дан ные о численности населения и подробные сведения о промыш ленных предприятиях.
Расход бытовых сточных вод зависит от числа жителей, пользующихся канализацией, и от нормы водоотведения быто вых вод. Расход производственных сточных вод зависит от ко личества выпускаемой продукции и нормы водоотведения про изводственных вод. Нормой водоотведения называется расход сточных вод в лісутки на одного жителя, пользующегося кана лизацией, или количество сточных вод в м.3 на единицу продук ции, выпускаемой предприятием. Норма водоотведения равна норме водопотребления и для населенных мест может прини маться по табл. 1.
Сточные воды поступают в сеть неравномерно в течение го да и в течение суток. Неравномерность их поступления может характеризоваться ступенчатым или интегральным графиком, аналогичным соответствующему графику водопотребления (см. рис. 6 и 7).
Для вычисления расчетных расходов кроме коэффициентов суточной /Ссут и часовой Кчас неравномерности (см. § 4) исполь зуют общий коэффициент неравномерности:
тг |
К |
К |
Фмаксчас |
Аобщ — Асут^чао |
пУср.час і |
||
г Д е Фмакс.час—максимальный |
часовой |
расход в сутки с максимальным во- |
|
доотведением; |
|
|
|
Qcp.час— средний часовой |
расход |
в сутки со средним водоотведением. |
143
Общий коэффициент неравномерности бытовых сточных вод
зависит |
от их среднего |
расхода: |
|
|
|
|
|
|
|||||
Средний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
расход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в л/сек |
• . |
5 |
15 |
30 |
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
800 |
1250 и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более |
|
Л ' о б щ • . . |
3,1 |
2,2 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,4 |
1,35 |
1,25 1,2 |
1,15 |
|
|||
Расходы сточных вод могут быть определены по следующим |
|||||||||||||
формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
бытовых сточных вод от города |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Nu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nn |
Ts |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
<7макс.сек |
24 |
3600 |
ш ЛіСеК> |
|
|
|
|||
для |
производственных |
сточных вод |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Qcp-сут |
= Mm |
м3/сутки; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
__ |
MCMm-1000 |
„ |
|
Л:СеК, |
|
|
||
|
|
|
7макс.сек — |
j , gg^^ |
Ачас |
|
|
|
|||||
где |
N — численность населения; |
|
|
|
|
|
|
||||||
п п m — нормы |
водоотведення |
соответственно бытовых |
вод от |
города |
|||||||||
|
|
и |
производственных вод; |
|
|
|
|
|
|
||||
M и у И с м |
— количество |
выпускаемой |
продукции |
соответственно за |
сутки |
||||||||
|
|
и за смену продолжительностью Т ч; |
|
|
|
|
|||||||
Кобщ — общий коэффициент неравномерности |
бытовых вод; |
|
|||||||||||
/Счас — коэффициент |
часовой |
неравномерности |
производственных вод. |
||||||||||
Г л а в а с е д ь м а я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Н А Р У Ж Н А Я К А Н А Л И З А Ц И О Н Н А Я |
СЕТЬ |
|
|
|
|
|
§ 36. Схемы канализационных сетей
Схемы канализационных сетей составляют на первой ста
дии проектирования при разработке технического |
проекта. Ис |
||||
ходными материалами для составления |
схемы |
канализацион |
|||
ных сетей города и промышленного предприятия |
служат |
соот |
|||
ветственно |
проект |
генерального плана |
города |
в масштабе |
|
1 : 5000—1 |
: 10 000 |
(цервая очередь — на срок 8—10 лет и |
пер |
спектива—на срок 20—25 лет) и генеральный план предприя тия в мастшабе 1 : 500—1: 2000 с горизонталями через 0,5—2 м.
Канализационные сети работают при самотечном режиме с частичным наполнением сечения трубопровода. Поэтому ре шение схемы канализационной сети зависит в основном от рельефа местности, грунтовых условий и расположения водое мов. Канализационные сети трассируют в такой последователь-
144
ности: вначале, разделив линиями водоразделов территорию канализуемого объекта на'бассейны канализования, трассиру ют по их пониженным местам коллекторы бассейнов канализо вания; затем, перехватывая коллекторы бассейнов канализова ния, в направлении к очистным сооружениям трассируют глав ные и загородные коллекторы и, наконец, в последнюю очередь
Рис. 82. Схемы канализационных сетей
а — перпендикулярная; б — пересеченная; |
в — параллельная; г — з о н н а я ; |
д — радиальная; |
||||
/ — к о л л е к т о р ы |
бассейнов |
канализования; |
2 — главный |
коллектор; |
3— граница канализу |
|
емого объекта; |
'/—границы |
бассейнов канализования; |
5 — напорный |
трубопровод; 6 — вы |
||
пуск; |
7— главный коллектор верхней зоны; |
8 — то ж е , нижней |
зоны |
трассируют уличные сети к коллекторам с таким расчетом, что бы каждая ветка уличной сети имела минимальную длину. Ме ста 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. 82, а)—коллекторы бас сейнов канализования трассируются перпендикулярно направ лению течения воды в водоеме. Такую схему в основном приме
няют для спуска |
атмосферных |
сточных вод, не |
нуждающихся |
в очистке. |
|
|
|
2. Пересеченная |
схема (рис. 82, б)—коллекторы бассейнов |
||
канализования трассируются |
перпендикулярно |
направлению |
10—814 |
145 |
течения воды в водоеме и перехватываются главным коллекто ром, трассируемым параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходи
мости очистки сточных вод. |
|
|
||
3. Параллельная |
(веерная) схема (рис. 82, |
в)—коллекторы |
||
бассейнов |
канализования трассируются |
параллельно пли под |
||
небольшим |
углом |
к направлению течения |
воды в водоеме и пе- |
Рис. 83. |
Схемы |
трассирования |
|
уличных |
сетей |
||
а — о б ъ е м л ю щ а я ; |
б — по |
понижен |
|
ной стороне |
квартала; о — чрезквар- |
||
тальнзя; |
/ — кварталы; |
? — д о м а |
рехватываются главным коллектором, транспортирующим сточ ные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направ лению течения воды в водоеме. Эту схему применяют при рез ком падении рельефа местности к водоему, так как она позволяет
исключить в коллекторах бассейнов |
канализования |
повышен |
|||
ные |
скорости |
движения, |
вызывающие |
разрушение |
трубопрово |
дов. |
Зонная |
(поясная) |
схема (рис. 82, г) — канализуемая тер |
||
4. |
ритория разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отво дятся 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 терри тории (например, нижней зоны) самотеком.
5. Радиальная схема (рис. 82, д) — очистка сточных вод осу ществляется на двух или большем числе очистных станций. При этой схеме сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Такую схему применяют при сложном рель ефе местности и канализовании больших городов.
Приведенная классификация схем канализационных сетей весьма приближенна.
146
Важное значение имеет правильное трассирование уличных канализационных сетей. Различают три следующие схемы трас сирования уличных канализационных сетей.
1. Объемлющая |
трассировка |
(рис. 83, а)—уличные |
сети |
|
опоясывают квартал со всех четырех |
сторон. Эту схему |
приме |
||
няют при плоском |
рельефе местности, |
больших кварталах и от |
||
сутствии внутри них застройки. |
|
|
|
|
2. Трассировка |
по пониженной |
стороне квартала (рис. 83,6) — |
уличные сети прокладывают лишь с пониженных сторон обслу
живаемых кварталов. Эту схему применяют |
при значительном |
|||
падении рельефа местности. |
|
|
|
|
3. Чрезквартальная |
трассировка |
(рис 83,в) —уличные |
сети |
|
прокладывают внутри |
кварталов. |
Эта схема |
позволяет |
значи |
тельно сокращать протяженность сети, однако затрудняет ее эк сплуатацию.
На схеме канализационной сети не указывают все колодцы, но обязательно указывают расчетные точки, в которых изменяются расходы, уклоны и диаметры труб.
При решении схемы канализационной сети и схемы канали зации в целом следует учитывать очередность строительства.
Обычно при разработке схем намечается ряд возможных вариантов, удовлетворяющих санитарным требованиям. Оконча тельный выбор того или иного варианта производится на основа нии технико-экономического сравнения, выполняемого при раз
работке технического проекта |
(при двухстадийном |
проектирова |
||
нии) . |
|
|
|
|
На второй стадии |
проектирования — выполнении |
рабочих |
||
чертежей — составляют |
планы |
канализационных |
сетей в мас |
|
штабе 1:500. На них наносят |
все смотровые колодцы, |
располо |
жение которых уточняется засечками от углов зданий или иных
закрепленных |
точек. |
|
|
Канализационные линии необходимо |
прокладывать |
прямо |
|
линейно; в местах поворотов сети, в местах изменения |
уклона |
||
линии и диаметра труб, а также в местах |
соединения несколь |
||
ких линий необходимо устраивать колодцы. |
|
||
Повороты |
линии и присоединения следует выполнять под уг |
||
лом, равным |
или меньшим 90°. |
|
|
§ 37. Основные сведения о гидравлическом расчете канализационных сетей
Гидравлический расчет канализационных сетей выполняется по расходам сточных вод с учетом рельефа местности. Расходы сточных вод при расчете канализационных сетей удобно вычис лять, используя понятие модуля стока, определяемого по форму ле
а„ — — рп |
л, сек • га, |
|
1 0 |
24-3600 |
|
10* |
|
147 |
где р—плотность населения на 1 га;
п— норма водоотведения бытовых вод. Расчетный расход
С м а к е . с е к = |
^ О ^ ^ о б щ і |
где F—площадь кварталов в жилой зоне |
канализуемой территории. |
Расчетные расходы для отдельных участков канализацион ной сети определяются как суммы расходов: транзитного, боко вого, попутного и сосредоточенного от промышленного предприя тия. Боковой расход-—расход, поступающий в расчетный учас ток из боковой ветки сети; попутный расход — расход, поступа ющий в расчетный участок от зданий прилегающего квартала.
Бытовую канализационную сеть рассчитывают на частичное наполнение труб. Это позволяет:
1)создать лучшие.условия для транспортирования взвешен ных загрязнений;
2)обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и опа сных газов, выделяющихся из жидкости;
3)создать некоторый резерв в сечении труб для пропуска расхода, превышающего расчетный.
Степень наполнения труб характеризуется отношением h:d (см. далее рис. 84).
Для гидравлического расчета сети используют формулы уста новившегося равномерного движения:
Q = Cûf;
|
|
|
. |
|
Х_ |
xfi_ |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
~ |
4R ' |
2g |
' |
|
|
|
где |
Q—расход сточных вод; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
со—площадь |
живого сечения; |
|
|
|
|
||||
|
V — средняя скорость движения; |
|
|
|
||||||
|
і — гидравлический |
|
уклон, |
равный |
при равномерном движении |
|||||
|
уклону лотка труб; |
|
|
|
|
|
|
|||
R = |
^ — коэффициент гидравлического трения; |
периметр); |
||||||||
a>l%—гидравлический |
радиус |
(здесь |
%—• смоченный |
|||||||
|
g — ускорение силы тяжести. |
|
|
|
|
|||||
Коэффициент гидравлического |
трения |
К рекомендуется опре |
||||||||
делять по формуле Н. Ф. Федорова: |
|
|
|
|||||||
|
1 |
= |
—21g/— |
с о n |
j _ |
|
|
|||
|
|
|
|
° |
1 |
i n |
1 |
|
|
|
|
y Y |
|
° \ |
13,68/? |
Re |
|
||||
|
|
|
|
|||||||
где |
Аэ —эквивалентная |
шероховатость; |
|
|
||||||
|
а2 — коэффициент, |
зависящий от состояния стенок трубопрово |
||||||||
|
дов и свойств жидкости; |
|
|
|
|
|||||
|
AvR' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re = |
—-— — число |
Рейнольдса |
(здесь ѵ — коэффициент |
кинематической |
вязкости).
Значения Аэ и а2 следует принимать по табл. 11. Гидравлический расчет канализационной сети можно выпол
нять и по формуле Шези, в которой коэффициент С определяет ся по формуле Павловского.
148
|
|
|
|
Т а б л и ц а 11 |
Значения эквивалентной шероховатости |
Л5> коэффициента а2 |
и коэффициента |
||
шероховатости п для труб, каналов и лотков из различных |
материалов |
|||
Трубы, каналы и лотки |
д э > мм |
а. |
к |
|
|
|
1,35 |
90 |
0,013 |
Бетонные |
и железобетонные . . |
2 |
100 |
0,014 |
Асбестоцементные |
0,6 |
73 |
0,012 |
|
|
|
1 |
83 |
0,013 |
Стальные |
|
0,8 |
79 |
0,012 |
Бетонные |
и железобетонные, ошту |
0,8 |
50 |
0,013 |
катуренные |
с гладкой затиркой . . |
|||
Кирпичные |
3,15 |
110 |
0,015 |
Практически расчеты выполняют по таблицам или номограм мам, составленным по приведенным формулам.
Формы сечений труб, применяемых при строительстве кана лизационных сетей, показаны на рис. 84. Наиболее часто исполь зуют трубы с сечением круглой формы, как обладающие лучшей пропускной способностью и более простые и экономичные в изго товлении. Остальные формы сечений труб могут быть разделены на сжатые и вытянутые. Трубы со сжатой формой сечения при прочих равных условиях требуют меньшего заглубления. При устройстве открытых каналов применяют сечения прямоуголь ной и трапецеидальной формы.
Минимальные диаметры труб для уличных сетей установле ны в зависимости от системы канализации: при полной раздель ной 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой сети, при общесплавной 250 мм.
Расчетное наполнение в трубопроводах бытовой канализаци' онной сети рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб:
Диаметр труб d в мм |
150—300 |
350—450 |
500—900 |
>900 |
hid, не более . . . |
0,6 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
В трубопроводах дождевой канализационной сети полной раздельной системы и в трубопроводах сети общесплавной сис темы следует принимать полное наполнение.
Сточные воды сильно загрязнены различными примесями. Нерастворенная их часть может иметь как органическое, так и неорганическое происхождение. Примеси органического проис хождения, обладающие малым удельным весом, хорошо тран спортируются по канализационным сетям, а примеси неоргани ческого происхождения (песок, шлак, бой стекла и др.) тран-
149