Водоотведение населенного пункта

Исходные данные:

1. Общие сведения о городе.
1. Расположен в Челябинской области
2. Грунты-супеси.
3. Грунтовые воды на глубине 6,0 м.
2. Степень благоустройства города

     Район 1-застройка зданиями, оборудованными  внутренним водопроводом, канализацией  без ванн

     Район 2-застройка зданиями, оборудованными  внутренним водопроводом, канализацией  и системами централизованного  горячего водоснабжения.

d1=440 чел/га

d2=560 чел/га

3. Здания общественного назначения:

  3.1. Больница.

  3.2. Институт.

  3.3. Общежитие

   Промышленное предприятие: Маслозавод

   Производительность: 1смена-т

                                     2смена-т

                                     Число рабочих: 1смена

                                      2смена-                           

 

     Расход воды на одну душевую  сетку 500 л за 45 мин.

     Количество душевых сеток принимаем  в зависимости от количества  работающих в максимальную смену.

 

1. Выбор системы и схемы канализации. Поквартальная трассировка сети

    Система канализации - это назначение  канализационной сети и очистных  сооружений, в зависимости от  состава, поступающих в эту  систему сточных вод.

1. общественная - все сточные воды идут на очистные сооружения;
2. полнораздельная система;
3. неполная раздельная система;
4. полураздельная система;
5. комбинированная система.

    Схема  канализации - это начертание  сети в плане города.

1. перпендикулярная (дождевая);
2. перпендикулярно-пересеченная;
3. параллельная;
4. зонная;
5. радикальная.

 

2. Выбор норм водоотведения и  коэффициентов неравномерности

    Норма водоотведения бытовых  сточных вод - это среднее количество  сточных вод в л/сут, приходящихся  на 1 жителя.

    Нормы  водоотведения выбираются по  СНиП в зависимости от географического  положения.

1. Для населения  города (по таб.2.1 [1])

Район1 - q_um= 130 л/с на 1человека

Район2 - q_um=240л/с на 1человека

2. Для коммунальных предприятий принимаем в соответствии с таб.5.1 [1].

Больница   q^tot=250 л/ сут на 1 койку, k_h=2,5

Школа        q^tot=20 л/учащегося, k_h=2,0

Общежитие q^tot=140л/жителя , k_h=1,5

    На  Маслозаводе удельный расход на единицу продукции

(по заданию)

q_p= 5 м³, k_h=1,7

 Норма водоотведения для бытовых стоков [1]

q_w = 25 л/см на чел., k_h=3,0

    Душевые  стоки  q_sh=500 л/ч на 1 сетку

    По  табл.2,5 [1] принимаем в максимальную  смену пользуются душем 500 человек.

n_sh=60+180+260=55 сеток

       5      7     15

3. Расчет площади стока, числа  жителей и среднесекундного расхода  с квартала

    Число  жителей определяется по формуле:

Nr=d*F, чел   (3.1)

где F-площадь  квартала в жилой застройке, га

      d-плотность населения, чел/га

    Средне  секундный расход с квартала:

q_mid=q_o*F,  л/с   (3.2)

где q_o- модуль стока

q_o= q_um* d/86400, л/с*га   (3.3)

      Расчет величин сведен в таблицу  приложения1.

      Проверка правильности подсчетов  среднесекундных расходов сводится  в таб. приложения 2.

      Проверка правильности подсчетов:

q_r=q_{h max}/3,6

q_{h max}=q_d/2,4

 

4.Определение расчетных расходов

   Расчетные  расходы

1.Среднесуточный q_d, м³/с

2.Максимально-часовой  q_{h max}, л/с

3.Максимально-секундный  q_r, л/с

4.Среднесекундный  q_mid , л/с

 

4.1 Расходы от населения города

 

  Таблица  1. Расход от населения.

Наименование расходов	Ед. изм	Район 1	Район 2	Всего от Населения Kgen.max=1,54
		17142  чел qum=195л/с на чел. Kgen.max=1,78	87113 чел qum=195л/с на чел. Kgen.max=1,5
qd=qum*Nr/1000 qmid=qum*Nr/(24*3600) qh max=qum*Nr*Kgen.max             24*1000 qr=qum*Nr*Kgen.max            24*3600	м3/сут л/с   л/с   л/с	3342,69 38,69   247,92   68,87	25262,77 292,39   1578,92   438,59	28605,46 331,08   1835,52   509,86

 

4.2 Расход от промышленного предприятия

     Расчетный расход складывается  из производственных, хозяйственно-бытовых  и душевых сточных вод. Максимально  часовой расход   (q_{h max}) и максимально секундный (q_r) определены по максимальной смене. Расчеты сведены в таблицу приложения 3.

 

4.3 Расчетные расходы от коммунальных  предприятий

    При  определении расчетных расходов  по населенному пункту расходы  от коммунальных предприятий  не учитываются, так как они  учтены при подсчете расходов  от населения.

    Расходы  от коммунальных предприятий  определяются для проверки пропускной  способности участка сети к  которой они подключаются.

    Расходы  на рассчитываемом участке определяются, как сумма расчетного расхода  и расхода от коммунального  предприятия. Накопление допускается  принимать на 0,1 H/d больше нормативов  для подобранного диаметра трубопровода.

                  q_d=q_u^tot*P/1000       ,м³/сут   (4.1)

                              q_{h max}= q_u^tot*P/(t*1000)*k_h       ,м³/ч             (4.2)

                               q_r= q_{h max}/3,6 ,  л/с                                        (4.3)                

 

Таблица 2. Расчетные расходы от коммунальных предприятий.

№ п/п	Наиме-нование предприятий	Кол-во чел.	qutot, л/с на чел.	t, ч	Kh	qd, м3/сут	qh max, м3/ч	qr, л/с
1	Больница	800	200	24	1,5	160	10	2,78
2	Школа	670	11,5	6	2	7,7	2,6	0,71
3	Баня	850	180	14	1	153	10,9	3,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3. Суммарные  расходы сточных вод от населенного  пункта.

№ п/п	Наименование  расходов	Един. измер.	От населения Kgen.max=1,54	От комбината льняных тканей t=24 ч	Всего по насел. пункту
1 2   3   4	Среднесуточный qd Среднесуточный qmid= qd*1000/ t Максимально-часовой qh max= qd* Kgen.max / t Максимально-секундный  (расчетный) qr= qmid* Kgen.max	м3/сут л/с   м3/ч     л/с	28605,46 28605,46*1000 = 24*3600    =331,08 28605,46*1,54= 24 =1835,52   331,08*1,54= =509,86	1336,25 1336,25*1000= 24*3600 =15,47     =121,48     =36,29	29941,71     346,55     1957     546,15

 

5. Определение расчетных расходов  на расчетных участках

   Расчетный  расход на расчетном участке  определяется по формуле:

q_r=q_l+q_s+q_t+q_{c max}, л/с    (5.1)

где q_l –путевой расход, расход с квартала расположенного по пути участка.

       q_s -боковой расход, расход от присоединения боковых коллекторов.

       q_t -транзитный расход, расход поступающий с вышележащих участков.

       q_cmax -сосредоточенный расход, расход от крупных водопотребителей, промышленных предприятий.  

    Расчет  главного коллектора начинается  от диктующей точки, наиболее  удаленной от очистных сооружений  и расположенной на наиболее  низких отметках точки.

   Определение  расчетных расходов дано в  таблице приложения 4.

 

6. Гидравлический расчет сети

  

   Гидравлический  расчет самотечной канализационной  сети заключается в подборе  наименьших диаметров труб расчетных  участках для пропуска расчетных  расходов с учетом допустимых  скоростей, наполнений и уклонов.

 

 

6.1 Основные формулы гидравлического  расчета

1. Формула неразрывности струи:

q=ω*V   (6.1)

где q -расчетный  расход, м³/с

      ω -площадь живого сечения потока, м²

      V -скорость движения воды, м/с

2. Формула Шизи для определения скорости движения воды:

V=C    Ri   ,м/с      (6.2)

Где R-гидравлический радиус, м

       i-гидравлический уклон, принимаемый  при самотечном движении воды  равным уклону трубы

       C -коэффициент Шизи

3. Формула Павловского Н.Н. для определения коэффициента Шизи:

C=R^y/n   (6.3)

где y=2,5*n^1/2-0,13-0,75*R*(n^1/2-0,1)

при R<1, y=15n^1/2

n-коэффициент  шероховатости принимаемый для  самотечных коллекторов круглого  сечения 0,014; для напорных трубопроводов  круглого сечения 0,013

4. Формула Дарси для расчета гидравлических уклонов самотечных трубопроводов.

i=λV²/8Rg   (6.4)

где g-ускорение  свободного падения, м/с²

λ-коэффициент  сопротивления трения по длине (определяется по формуле Федорова, формула учитывает  различную степень турбулентности потока)

1/λ=-2lg(Δ/13,68R+a₂/R_e)   (6.5)

где Δ -эквивалентная  шероховатость,

a₂-коэффициент, учитывающий шероховатость,

R_e- число Рейнольдса.

R_e=ν4 R /γ   (6.6)

 

γ –кинематический  коэффициент вязкости.

  Гидравлический расчет самотечной  канализационной сети производится  в соответствии с требованиями  СНиП 2.04.03-85, в расчете самотечных  коллекторов используются таблицы  гидравлического расчета, таблицы  Лукиных, таблицы Федорова.

Для уличной  сети минимальный d=200, для внутриквартальной d=150. В случаи, когда расход на участке  представляет собой малую величину и требования по скорости не выполняются , участки считаются безрасчетными.

Для безрасчетных участков: наименьшие уклоны принимаются  для d=150 i=0,008, для d=200 i=0,007. На отдельных  участках d=150 i=0,007, для d=200 i=0,005.

 Наибольшая  скорость для металлических труб 8-4 м/с, для неметаллических 4м/с.

6.2 Определение начальной  глубины заложения сети