3. основы проектирования и расчета водоотводящих систем
Скачати 103.67 Kb.
|
|
3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ВОДООТВОДЯЩИХ СИСТЕМ Системы водоотведения подразделяются на внеплощадочные, уличные, внутриквартальные и внутренние (внутри здания). Внеплощадочная водоотводящая система состоит из коллекторов с сооружениями на них, насосных станций, очистных сооружений и выпусков сточных вод в водоемы. При проектировании трубопроводов необходимо снижать их металлоемкость за счет максимального сокращения применения стальных и чугунных труб, заменяя на напорные железобетонные, полиэтиленовые, асбестоцементные и применять защиту внутренних и внешних поверхностей стальных труб от коррозии. Очистные сооружения и насосные станции проектируются по возможности из унифицированных изделий. Применять размеры сооружений необходимо кратными 3 м, а по высоте 0,6 м. В практике проектирование емкостных сооружений предусматривается сборно-монолитным: днище монолитное; стены, колонны – сборными. Имеются "Унифицированные сборные железобетонные конструкции водопроводных и канализационных сооружений". До начала проектирования систем водоотведения необходимо провести инженерные изыскания, которые подразделяются на топографические, гидрологические, геологические и гидрогеологические. Топографические – съемка участка, площадки сооружений, коллектора. Геологические и гидрогеологические изыскания определяют геологическое строение трасс водоводов и коллекторов, площадок сооружений; физико-механические свойства грунтов; положение уровня грунтовых вод; дают сведения об агрессивности грунтов и грунтовых вод по отношению к металлу и бетону; определяют сейсмичность района, оползневые явления. От качества и полноты изысканий зависит и качество проектных работ и дальнейшая эксплуатация сооружений. Поэтому инженерным изысканиям уделяется особое внимание. Изыскания состоят из полевых, лабораторных и камеральных работ. Для их выполнения создаются экспедиции и партии. При проектировании водоотводящих сетей требуется выполнять расчеты большого количества отдельных участков трубопроводов с различными условиями работы. Поэтому для расчета самотечных трубопроводов используют различные таблицы: таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н.Павловского, Лукиных А.А. и Лукиных Н.А. и таблицы Федорова Н.Ф. и Волкова Л.Е. – Гидравлический расчет канализационных сетей. Таблицы Лукиных составлены с использованием формул Шези и Павловского, а таблицы Федорова – по формулам Дарси и постоянства расхода. В этих таблицах приведены расходы сточных вод, скорости при различных наполнениях трубопроводов для всех возможных в инженерной практике диаметров и уклонов труб. Следовательно, при проектировании водоотводящих сетей в первую очередь необходимо определить расходы сточных вод. Уклоны трубопроводов принимают с учетом уклона поверхности земли, а расчет трубопроводов по таблицам сводится к подбору диаметров трубопроводов, обеспечивающих пропуск расчетного расхода при наполнении и скорости, удовлетворяющих требованиям табл. 16 [3]. Таким образом, для проектирования водоотводящих систем необходимы следующие исходные данные:
^ Расчет водоотводящей сети и сооружений производится на расчетные расходы. Под расчетным расходом сточных вод подразумевается наиболее возможный расход, который может поступить на сооружения и зависит он от удельного водоотведения, коэффициента неравномерности, плотности застройки и площади населенного пункта. ^ от города – это среднесуточный расход сточных вод в л/сут, отводимый от одного человека, пользующегося системой водоотведения. Зависит удельное водоотведение от степени благоустройства зданий, т.е. степени оборудования зданий санитарно-техническими устройствами (холодным и горячим водоснабжением, ваннами и т.д.). Чем выше степень благоустройства, тем выше удельное водоотведение. Кроме того, удельное водоотведение зависит еще и от климатических условий: в южных районах с более теплым климатом оно выше, чем в северных. Обычно удельное водоотведение практически равно удельному водопотреблению в соответствии с табл. 1 [1]. Удельное водоотведение приведено в табл. 3.1. Таблица 3.1 – Удельное водоотведение бытовых сточных вод от города
В удельном водоотведении на 1 человека учитывается не только количество стоков, поступающих из жилых зданий, но и количество бытовых стоков, поступающих от общественно-бытовых объектов (бани, прачечные, больницы, школы и т.д.). В районах, не оборудованных сплавными системами, удельное водоотведение принимается 25 л/сут. на одного жителя. В период дождей и снеготаяния наблюдается неорганизованное поступление в водоотводящую сеть дождевых и талых вод. Поэтому следует определять дополнительный расход сточных вод, поступающих в водоотводящую сеть, по формуле  (3.1)где L - длина водоотводящей сети, км;  - максимальное суточное количество осадка в мм, которое определяется по СНиП 2.01.01-82. Проверочный расчет самотечных трубопроводов на пропуск увеличенного расхода должен осуществляться при наполнении 0,95 высоты. ^ Так как приток сточных вод в водоотводящую сеть колеблется по суткам и по часам в сутки, то важной характеристикой этого колебания является коэффициент неравномерности, с помощью которого определяются наибольшие возможные расходы, т.е. расчетные. 1) ^ Коэффициент суточной неравномерности:
где  ,  - максимальный и средний суточный расход за год, м3/сут.Коэффициент суточной неравномерности применяется для оценки колебаний притока только бытовых сточных вод от города. В зависимости от местных условий он равен 1,1-1,3. Коэффициент часовой неравномерности:
где  ,  – максимальный и средний часовые расходы в сутки с максимальным водоотведением, м3/ч.Общий максимальный коэффициент неравномерности:
С учетом зависимостей (3.1) и (3.2) общий коэффициент неравномерности будет:
где  – среднечасовой расход в сутки со средним водоотведением.Следовательно, общий коэффициент неравномерности представляет собой отношение максимального часового притока в сутки с максимальным водоотведением к среднечасовому притоку в сутки со средним водоотведением. Причем, с увеличением среднего расхода максимальный коэффициент неравномерности уменьшается, а минимальный увеличивается. Общий минимальный коэффициент неравномерности:
где  – минимальный часовой расход в сутки с минимальным водоотведением, м3/ч.Таблица 4.2 – Общие коэффициенты неравномерности притока бытовых сточных вод города
2) ^ Неравномерность поступления сточных вод с территории промышленных предприятий в течение суток учитывается с помощью коэффициента часовой неравномерности –  ; понятие о суточном коэффициенте неравномерности в этом случае отсутствует (считается, что предприятие по суткам в течение года должно работать равномерно).Значение коэффициента часовой неравномерности поступления производственных сточных вод следует получать у технологов производства.Значение коэффициента часовой неравномерности поступления бытовых сточных вод с территории промышленных предприятий зависит от удельного водоотведения n (л/см на 1 чел.), вида цеха и составляет: - при n = 45 л/см на 1 чел. (горячий цех) – = 2,5;- при n = 25 л/см на 1 чел. (холодный цех) – = 3,0.^ 3.3.1. Расход сточных вод от населения Среднесуточный расход, м3/сут
Средний секундный расход, л/с
Расчетный расход, л/с
где N – расчетная численность населения:  , человек;Р – плотность населения, чел./га; F – площадь жилых кварталов, га;  – удельное водоотведение, л/сут. на одного жителя; – общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод.Для упрощения расчета притоков сточных вод в сети водоотведения в инженерной практике используют понятие "модуль расхода" или модуль стока. Модуль стока определяется для селитебных территорий (для каждого района или квартала с различными плотностями населения и удельными нормами водоотведения). Модуль стока – расход сточных вод с единицы площади жилых кварталов, определяется по формуле
Если модуль стока умножить на соответствующую площадь квартала, то получится средний приток сточных вод с этого квартала, л/с:
^ Среднесуточный расход, м3/сут
где N1, N2 – число работающих в сутки соответственно в холодных и горячих цехах; 25 и 45 – удельное водоотведение бытовых сточных вод в л/см. на 1 работающего соответственно в холодных и горячих цехах. Расчетный расход, л/с
где N3, N4 – число работающих в максимальную смену с удельным водоотведением соответственно 25 и 45 л на одного человека в смену; К1, К2 – коэффициенты часовой неравномерности водоотведения, равные 3 и 2,5 при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/смену на одного работающего; Т – продолжительность смены в часах. ^ Душ должен работать 45 мин. Максимальный расход за смену, м3/см
Секундный расход, л/с,
где  – расход воды через одну душевую сетку, равный 500 л в час; – число душевых сеток, зависит от количества рабочих, пользующихся душами в максимальную смену. Количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, принимается по табл. 6 [4] в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов.Таблица 4.3 – Количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой
^ Средний суточный расход сточных вод от технологических процессов, м3/сут
Расчетный расход производственных сточных вод, л/с
где М и M1 – количество единиц выпускаемой продукции соответственно в сутки и в максимальную смену;  – удельное водоотведение, м3, на единицу продукции;К1 – коэффициент часовой неравномерности сброса производственных сточных вод. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
.
,
,
.
.
,
, л/с∙га
.
,
,
,
,
,
,