Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Калицун В.И. Основы водоснабжения и канализации учеб. пособие для техникумов

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.75 Mб
Скачать
Рис. 100. Железобетон­ ный дождеприемник
/ — тротуар; 2 —- решетка; 3 — соединительная ветка

Интенсивность

дождя можно подсчитать по формуле

 

„ _

20"ft0 (H-Clgp) л, сек • га.

 

где п и С—величины, учитывающие климатические особенности

района;

?2о — интенсивность

дождя продолжительностью 20 мин

и повторяе­

мостью

1 раз в год (величина постоянная для данного района);

р—период однократного переполнения сети — период в годах, в те­

чение которого 1 раз произойдет переполнение сети;

 

t—расчетная

продолжительность дождя в мин, которая принима­

ется равной времени добегання воды от наиболее удаленной точ­ ки площади стока до расчетного сечения.

Значения указанных выше величин следует принимать в со­ ответствии с указаниями СНнП ІІ-Г.6-62.

Коэффициент стока

где q и qc—соответственно расходы атмосферных вод,

выпадающих

на

пло­

щадь 1 га и стекающих в дождевую сеть с 1 га.

 

 

Гидравлический

расчет дождевой

се­

ти производят по тем же формулам, что

и расчет бытовой

сети.

 

 

 

Трубопроводы

дождевой сети

выпол­

няют из керамических, бетонных или же­

лезобетонных труб,

а

коллекторы — из

сборных железобетонных элементов. Со­ оружения, выполняемые на дождевой се­ ти, аналогичны сооружениям, выполняе­ мым на бытовой сети.

Дождевые сточные воды поступают в закрытую водосточную сеть через дожде­ приемники. Дождеприемник представля­ ет собой колодец, перекрытый приемной решеткой. В плане дождеприемники име­ ют прямоугольную (0,6X0,9 м) или круг­ лую (диаметром 0,8ж) форму. На рис. 100 показан железобетонный дождеприемник

круглой формы в плане. Дождеприемники располагают у борто­ вых камней проездов на расстоянии 50—80 м друг от друга.

Выпуск дождевых

сточных вод в водоемы

производится

в большинстве случаев

в пределах городов и

промышленных

предприятий. В связи с этим устройству сооружений для выпус­ ка дождевых сточных вод должно уделяться особое внимание. По санитарным и эстетическим соображениям дождевые сточ­ ные воды следует выпускать ниже уровня низких вод и ледоста­ ва. Конструкция выпусков должна обеспечивать их устойчи­ вость от воздействия потоков, обладающих большой энергией.

170

§ 48. Особенности расчета и устройства сети общесплавной системы канализации

Общесплавная система канализации имеет одну канализа­ ционную сеть, которая служит для отведения всех видов сточ­ ных вод (см. рис. 77). В период сильных ливней часть смеси сточных вод через ливнеспуски сбрасывается в водоем. Расход несбрасываемых дождевых сточных вод определяется по коэф­ фициенту разбавления

Ч

«о = —г— .

 

 

 

 

 

9сух

 

 

 

 

 

где

<7Д— расход несбрасываемых дождевых сточных вод;

 

 

<7сух — расход сточных

вод в

сухую

погоду,

поступающих в сеть до

 

ливнеспуска,

разный ç x

+<7пр

(здесь

qx

— расход бытовых вод

 

при Х о б щ =

1; <7пр — средний

расход

производственных

вод в

 

смену с наибольшим расходом).

 

 

 

 

 

Коэффициент разбавления п0

принимается равным от 0,5 до

5 (см. СНиП ІІ-Г.6-62).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход сточных вод во время дождя для любого участка се­

ти,

расположенного до ливнеспуска,

определяется по формуле

 

 

 

Я' = <7сух + Чя>

 

 

 

 

а для участка, расположенного

после

ливнеспуска, — по фор­

муле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я =

<7с ух + n(fl'cyx +

?д>

 

 

 

где

<7сУ Х —расход сточных

вод в сухую погоду,

поступающих в сеть

от ее

 

начала до расчетного участка;

 

 

 

 

 

 

<7д — расход дождевых

сточных

вод, поступающих в сеть до

ливне­

 

спуска;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"о ?сух расход дождевых

сточных вод, прошедших ливнеспуск;

 

 

</драсход дождевых

вод, поступающих

в сеть от ливнеспуска до

 

расчетного участка.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход дождевых сточных вод определяется как и при расче­

те дождевой сети, но с иными значениями величин р.

 

 

Для приема дождевых сточных вод в канализационную

сеть

общесплавных систем канализации в большинстве случаев .при­ меняют дождеприемники, аналогичные дождеприемникам, при­ меняемым на дождевых сетях.

В южных районах возможно «опрокидывание тяги» в кана­

лизационной сети (приток свежего

воздуха в сеть через стояки

в зданиях и вытяжка газов через

дождеприемники),

приводя­

щее к загрязнению воздуха на проездах

и тротуарах, В связи

с этим в районах со средней месячной

температурой

воздуха

•в самый теплый месяц 20° С и выше дождеприемники следует вы­ полнять с приямками для осадка глубиной 0,5—0,7 м и гидравли­ ческим затвором на отводящей трубе высотой не менее 0,1 м.

171

Устройство в этой трубе гидравлического затвора исключает удаление газов из сети через дождеприемник. Наличие в дожде­ приемнике воды требует строгого соблюдения прокладки труб и устройства гидравлического затвора на глубине, не меньшей глубины промерзания грунта.

Кроме сооружений, выполняемых на бытовой канализацион­ ной сети, на канализационной сети общесплавных систем кана­ лизации строят ливнеспуски с ливнеотводом (см. рис. 77). Как отмечалось выше, они служат для сброса смеси дождевых и бы­ товых сточных вод в водоем в период сильных ливней. Ливне­ спуски располагают на коллекторах, укладываемых вдоль водое­ ма, в местах присоединения к ним других коллекторов и перед насосньіми станциями. Ливнеспуски устраивают в виде боковых прямолинейных или криволинейных в плане 'водосливов. В це­ лях исключения возможности поступления речной воды в пери­ оды паводков в сеть через ливнеотводы и ливнеспуски устья ливнеотводов оборудуют специальными затворами, закрывае­ мыми в эти периоды.

§ 49. Канализационные насосные станции

Канализационная насосная станция состоит из машинного отделения, в котором располагаются насосы, и приемного резер­

вуара.

На выбор типа насосной станции влияют глубина заложения подво­ дящего трубопровода, производи­ тельность станции, условия строи­ тельства, принятый тип насосов и др. Наиболее часто строятся кана­ лизационные насосные станции шахтного типа (рис. 101). Круглая в плане форма обусловливается опускным способом строительства. Для станции большой производи­ тельности, оборудованной насосами со значительной высотой всасыва­ ния, целесообразна схема с отдель­ но стоящим приемным резервуаром (рис. 102). При совмещении машин-

Рис. 101. Канализационная насосная стан­ ция шахтного типа

/ — самотечный

коллектор:

2 решетка; 3—прием­

ный резервуар;

4 — д в и г а т е л ь ; 5 — напорный тру­

бопровод; 6 машинное

отделение; 7 — насос

172

ного отделения с приемным резервуаром последний вытягивают вдоль машинного отделения.

Подземная часть насосных станций выполняется из бетона или железобетона, а надземная часть — из кирпича.

Приемный резервуар оборудуется решетками, через которые проходит поступающая в резервуар вода, и дробилками, кото­ рые служат для измельчения отбросов, задерживаемых решет­ ками (см. § 53). После дробления отбросы обычно сбрасывают­ ся в поток сточной жидкости перед решеткой. Решетки выпол­ няются из прямоугольных стальных стержней сечением 10X60 мм, устанавливаемых под углом 6070° к горизонту. Ве­

личина

прозоров между стержнями

назначается в

зависимости

от марки насоса. В настоящее время

получают распространение

решетки-дробилки

(комминуторы),

которые

улавливают и из­

мельчают загрязнения под водой.

 

 

 

Дну

приемного

резервуара придается

уклон

і=0,05ч-0,1

к приямку под всасывающей трубой насоса.

Необходимый объем приемного резервуара определяется по графику притока и откачки сточных вод.

В машинном отделении размещаются рабочие насосы с дви­ гателями, вакуум-насосы для заливки насосов (если насосы ус­ тановлены не под заливом), дренажный насос и др.

Для перекачки сточных вод применяют в основном центро­ бежные насосы. При этом, исходя из особенностей перекачивае­ мой жидкрсти (содержания в ней бумаги, тряпья, мочала и др.),

кнасосам предъявляют следующие требования:

1)они не должны засоряться отбросами, содержащимися в сточной жидкости;

2)конструкция их должна обеспечивать возможность про­

чистки рабочего колеса, корпуса и патрубков.

С учетом этих требований насосы/применяемые для перекач­ ки сточных вод, имеют ряд конструктивных особенностей: а) на­ сосы строятся только одноколесные и без направляющих аппа­ ратов; б) рабочие колеса имеют всего лишь две — четыре лопас­ ти; в) на корпусе насоса и на входном патрубке устраиваются люки — ревизии.

Промышленность 'выпускает для перекачки сточных вод на­ сосы следующих марок: Ф, ФВ, НФ, НФВ. Кроме того, для этой цели можно использовать насосы, рассчитанные на пере­ качку жидкостей с большим содержанием взвешенных частиц: землесосы, торфонасосы, багерные, шламовые и др. Перекачку сточных вод можно осуществлять и крупными насосами для чис­ той воды (20 НДн и 20 НДс, а также больших размеров) после некоторой переделки их: на корпусе прорезают люки для про­ чистки.

Подбор насосов производят по требуемому напору и макси­ мальной производительности насосной станции. Требуемый на­ пор определяют по формуле

Hго = Нт - j - Л„от>

173

портер; 10 — дробилка; / / — щитовой затвор

где Нт—?і—г.,

— геометрическая высота

подачи

воды

(здесь z\—отметка, на

 

которую подается вода;

г?—отметка

среднего уровня

воды

 

в приемном резервуаре) ;

 

 

 

 

 

''пот— потери напора в напорном и всасывающем

трубопроводах.

Максимальная производительность

насосной

станции

уста­

навливается

по совместному ступенчатому

или

интегральному

графику притока и откачки сточных вод. В большинстве случаев ее принимают равной максимальному притоку сточных вод.

Напорные трубопроводы выполняют, как правило, в две ли­ нии из железобетонных или асбестоцементных труб. При соот­ ветствующем обосновании можно применять чугунные или стальные трубы. Скорость движения воды в них принимается около 1,5 м/сек.

Перекачку дождевых сточных вод производят сравнительно редко. Для этого целесообразно применять пропеллерные на­ сосы.

За рубежом в последние годы построен ряд канализацион­ ных насосных станций со шнековыми насосами. Разработаны проекты таких насосных станций и в нашей стране. Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что для перекачки на неболь­ шую высоту сточных вод, содержащих большие включения, при­ менение шнековых насосов более целесообразно, чем примене­ ние центробежных насосов.

Для перекачки малых количеств сточных вод применяют пневматические эжекторы.

В целях обеспечения бесперебойной работы насосных стан­ ций следует предусматривать питание их электроэнергией от двух источников.

Во всех случаях целесообразно устройство аварийных выпу­ сков, отходящих от ближайших к насосным станциям колодцев подводящих коллекторов. Они служат для сброса сточных вод в ближайший водоем, овраг или водосток в случае длительной остановки насосов вследствие прекращения подачи электроэнер­ гии или по другим причинам.

Г л а в а в о с ь м а я ОЧИСТНЫЕ С О О Р У Ж Е Н И Я И В Ы П У С К И

§ 50. Состав и свойства сточных вод

Загрязнения сточных вод могут быть минеральными и орга­ ническими. К минеральным загрязнениям относятся песок, гли­ на, шлак, бой стекла, растворы минеральных солей, кислот и ще­ лочей. Органические загрязнения бывают растительного проис­ хождения (остатки плодов, овощей, растений, бумага, раститель­ ные масла и пр.) и животного происхождения (физиологические выделения людей и животных, остатки тканей живых организ-

176

мов, органическце кислоты, различные бактерии, в том числе и болезнетворные^ дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водо­ росли— так называемые бактериальные и биологические загря­ знения). В бытовьіх сточных водах содержатся такие болезне­ творные (патогенмые) бактерии, как возбудители заболеваний брюшного тифа,/паратифа, дизентерии, сибирской язвы, а также яйца гельминтов (глистов), поступающие в сточные воды с фи­ зиологическими выделениями людей и животных. Возбудители заболеваний содержатся и в некоторых производственных сточ­ ных водах.

По физическому состоянию загрязнения сточных вод делятся на растворенные и нераствореиные, обладающие различной дис­

персностью.

 

 

Степень

загрязнения

сточных вод характеризуется содержа­

нием

в них

взвешенных

и оседающих веществ, их биохимиче­

ской

и химической потребностью в кислороде, содержанием

в них отдельных химических элементов и соединений, их актив­ ной реакцией и др.

Нерастворенные вещества находятся в сточных водах в виде крупной взвеси, суспензий, эмульсии и пены, представляя собой частицы размером 0,1 мк и более. Степень загрязнения сточных вод нерастворенными примесями обычно оценивают по содержа­ нию в воде так называемых взвешенных веществ. Взвешенные вещества составляют ту часть нерастворенных примесей, кото­ рая задерживается на бумажном фильтре при фильтровании че­ рез него воды. Весовое количество взвешенных веществ опреде­ ляют после высушивания их при температуре 105° С, т. е. в сухом состоянии. Часть взвешенных веществ, состоящая нз грубодисперсных частиц с большим удельным весом, под действием силы тяжести может выпадать из воды в осадок. Другая часть взве­ шенных веществ, состоящая из мелкодисперсных частиц, удель­ ный вес которых близок к удельному весу воды, может не осаж­

даться и оставаться во взвешенном состоянии.

 

 

Взвешенные вещества, выпадающие из

воды на дно сосуда

после ее двухчасового отстаивания, называются оседающими

ве­

ществами.

Содержание оседающих веществ

в воде определяют

путем отстаивания ее в сосудах Лисенко

объемом

500

или

1000 см3.

Разность содержания взвешенных

веществ

в воде

до

отстаивания и после двухчасового отстаивания равна содержа­

нию оседающих

веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

взвешенных и оседающих

веществ, измеряемое

в мг/л

(миллиграммов сухого вещества

в 1 л воды), г/л

или г/иг3

(граммов сухого вещества

соответственно

в

1 л

или 1 м3

воды),

называется концентрацией

взвешенных

и

оседающих

веществ.

Часто содержание оседающих

веществ

характеризуется

объе­

мом осадка, выпавшего из единицы объема

осветляемой

воды.

Тогда

оно измеряется в см3

(кубических

 

сантиметров

осадка

в 1 л

воды). Измерение этой величины

также

производят в со-

12—814

177

суде Лисенко. Благодаря малому диаметру основания сосуда до­

стигается высокая точность

измерения объема

осадка.

 

Количество взвешенных

веществ, попадающих в воду от одно­

го жителя города в сутки, практически

постоянно и равно 65

г.

Из них оседающие вещества составляют 40 г.

 

 

Концентрация

взвешенных

или оседающих

веществ может

быть определена

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

,

_

о-1000

>

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где а—количество

взвешенных

или оседающих веществ, попадающих

в-

сточную воду от одного жителя города, в г;

 

 

7і— норма

водоотведения.

взвешенных

и оседающих веществ,

Величины

концентрации

вычисленные по этой формуле при разной норме водоотведения,. приведены в табл. 13.

 

 

 

 

Т а б л и на 13

Концентрация взвешенных и оседающих веществ при разной

 

норме

водоотведения

 

 

 

 

Концентрация

веществ в мг/л

при норме

в о д о о т ­

Вещества

ведения

в л/сутки

на

одного жителя

 

 

 

 

 

 

100

200

 

300

•100

Взвешенные

650

325

 

217

162

Оседающие ,

400

200

 

133

100

Концентрация взвешенных и оседающих веществ в производ­

ственных сточных водах различна для

разных

производств и при

расчетах может приниматься по данным анализов сточных вод аналогичных производств или по заданию технологов.

Часто бытовые и производственные сточные воды отводят и подвергают очистке совместно. Концентрацию взвешенных или оседающих веществ в смеси сточных вод определяют по формуле

 

 

 

^npQnp

с

м _

Q6 +

Q„p

'

где k(, и Anp концентрация

взвешенных

или

оседающих веществ соответст­

венно в бытовых и производственных водах;

Qö и Qnp расход соответственно бытовых

и производственных сточных,

вод.

Способность взвешенных веществ к осаждению или интенсивность осветле­ ния сточных вод определяют экспериментально путем отстаивания сточной во­ ды в покое в цилиндрах определенного размера. В итоге этих опытов строят графики, которые называются кривыми кинетики осаждения взвесей.

На рис. 103 представлен такой график для бытовых сточных вод с концент­ рацией взвешенных веществ &о=200 мг/л. На этом графике по оси ординат отложены величины так называемого эффекта осветления воды, определяемого^ по формуле

Э=

0

100%,

 

 

178

где h — концентрация взвешенных веществ после отстаивания в течение вре­ мени t.

По оси абсцисс отложена продолжительность отстаивания воды t в мин. Этот график показывает, какая часть взвесей;' напряженная в процентах от их общего количества, выпала в осадок через определенное время (в цилиндреотстойнике определенной высоты).

 

Подобные кривые кинетики осаждения взвесей используют для расчета

сооружений,

предназначенных

для осветления

воды

(отстойников).

 

 

Важной

характеристикой

осадка, образующегося

при осветлении

воды, яв­

ляется

его

влажность.

Осадок бытовых

сточных

вод имеет влажность В =

= 93-1-97% и объемный вес, близкий к объемному

весу

воды, т. е. I г/ж3. По­

следнее

обстоятельство

объ­

э,%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ясняется

преобладанием в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нем

твердой

фазы

органиче­

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ского

происхождения и вы­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сокой влажностью. Вес твер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дой фазы G в осадке объе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мом

\Ѵі

с

влажностью

ß 1

75

/ г

з

 

 

 

 

 

 

 

равен:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

G

B M i o o - ß i ) Т о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

SO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ \ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Y о—объемный

вес оса­

 

 

4 5 £

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

изменившемся

объ­

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

еме Ws вследствие измене­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

влажности

В2

вес твер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дой

фазы будет

равен:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с _

 

Д М 1 0 0 - £ 2 ) у о

 

0

15

30

45

 

60

75

30

105

ісман

 

 

 

 

100

 

 

Рис. 103. Кривая кинетики осаждения взве­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

сравнения

формул

сей для бытовых сточных вод с £ 0 = 2 0 0 мг/л

следует

(при 7(0=1

т/мг)

1 — при высоте

цилиндра 0,5 м;

2 — то же , 1 м;

 

 

 

 

100—В,

 

3 — т о же , 2 м; 4 — т о ж е , 3 м; 5 — т о ж е , 4 м;

W2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 —S»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если влажность осадка изменится с ß i = 9 7 % до 02=94%, то объем осад­

ка составит

2 = 0 , 5 Wit

т. е. уменьшится

в 2 раза. Это объясняется

тем, что

количество твердой фазы в осадке увеличилось с 3 до 6%.

 

 

 

 

Таким образом, из формулы следует, что объем осадка

изменяется обрат­

но пропорционально изменению содержания в нем твердой

фазы. Особо сле­

дует

обратить внимание

на то, что сравнительно

небольшое

изменение влаж­

ности осадка по абсолютной и относительной величине соответствует значи­ тельному изменению его объема.-Это свойство осадка следует учитывать при проектировании емкостей для хранения осадка и сооружений для его перера­ ботки, предусматривая максимально возможное уплотнение осадка для умень­ шения его влажности и объема.

Описанная зависимость изменения объема осадка от его влажности спра­ ведлива при снижении последней только до 80%. При дальнейшем снижении влажности осадок становится пористым, и изменение его объема перестает подчиняться установленному закону. Также несправедлива эта зависимость для

осадков некоторых производственных

сточных вод. Это относится

к осадкам,

объемный вес которых у0 значительно

больше 1 т/м3 и изменяется

с измене­

нием влажности.

 

 

Степень загрязнения сточных вод органическими вещества­

ми, содержащимися в них в растворенном виде, в виде

неоседа-

12*

 

179

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ