
книги из ГПНТБ / Калицун В.И. Основы водоснабжения и канализации учеб. пособие для техникумов
.pdfИнтенсивность |
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; |
|
||||||||
|
</д—расход 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 60—70° 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/л |
(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 |