Водохозяйственные расчеты канализируемой территории

 

По I предприятию: 31,76 л/с

По II предприятию: 10,98л/с

 

2. Выбор системы канализации

2.1 Система канализации

Основной этап проектирования канализации – составление схемы канализации, то есть плана канализируемого объекта с нанесёнными на нём элементами канализации (сетями, насосными станциями, очистными сооружениями и др.)

При составлении схемы  канализации необходимо учитывать ряд факторов:

а) конфигурацию и размеры  канализируемого объекта;

б) мощность и расположение близлежащих водоёмов, которые могут  служить местом сброса сточных вод после очистки;

в) рельеф местности;

г) грунтовые условия;

д) экономические и  санитарные соображения и др.

Большое разнообразие указанных  факторов не позволяет применить  какие-либо типовые схемы канализации  или общие положения их составления.

В посёлке выбрана  для проектирования централизованная схема. По этой схеме сточные воды всех бассейнов канализирования направляют по одному коллектору на единственную для всего посёлка очистную станцию, которая расположена по течению реки, ниже посёлка.

В зависимости от того, как отводятся бытовые, производственные и атмосферные сточные воды, было принято решение запроектировать неполную раздельную систему канализации, которая является промежуточной стадией строительства полной раздельной системы. По этой системе дождевая сеть не устраивается. Отвод атмосферных вод в водоём осуществляется по открытым лоткам, кюветам и канавам. 

2.2 Трубы канализации

Для канализационной  сети могут быть выбраны асбестоцементные, безнапорные трубы, применяемые для устройства самотечных коллекторов, без раструбов, длиной 6 метров (ГОСТ 1839-80). Эти трубы имеют большую пропускную способность по сравнению с металлическими. Они обладают малой теплопроводностью, антикоррозийностью, небольшой массой и имеют сравнительно невысокую стоимость. Существенный их недостаток – плохая сопротивляемость ударам, что требует особой осторожности при перевозке, хранении и укладке.

Соединяют асбестоцементные трубы с помощью муфт. Заделывают смоляной пеньковой прядью (канапаткой) и устраивают асфальтовый, асбестоцементный или цементный замок.

Стык с асфальтовым  замком эластичен, хорошо противостоит химическим воздействиям сточных вод. Асбестоцементные и цементные замки создают значительную жёсткость, поэтому их применяют при укладке труб на надёжное основание.

Для уплотнения стыков можно  применять также резиновые кольца и кольца из поливинилхлоридной смолы. Практика строительства и эксплуатации трубопровода показала, что, несмотря на ряд преимуществ, соединение асбестоцементных труб на двухбуртных муфтах не обеспечивает требуемой герметичности при давлении более 0,6 мПа. В самоуплотняющихся муфтах (САМ) герметичности стыков соединения достигают в результате первоначального обжатия манжет при монтаже труб и дополнительного уплотнения их муфт за счёт гидравлического давления внутри трубы.

 

3. Схема водоотведения

Подсчитав секундные  расходы по кварталам населенного места, приступают к трассировке самотечной канализационной сети. Трассировка сети зависит от рельефа местности населенного пункта. Всю территорию, которая подлежит канализированию, нужно разделить на зоны. Сточные воды верхней зоны должны быть спущены на очистные сооружения самотеком, а сточные воды нижних зон - направлены к насосной станции перекачки, откуда они перекачиваются в верхнюю зону или непосредственно на очистные сооружения. Если из верхней зоны сточные воды провести на очистные сооружения самотеком невозможно, то их также подают к насосной станции перекачки и потом по напорному трубопроводу на очистные сооружения. При разбивке сети главный и основные коллекторы необходимо намечать по самым низким местам.

Если населенный пункт, подлежащий канализированию, расположен у реки, главный самотечный коллектор будет, как правило, проходить вдоль ее берега. Во избежание больших заглублений коллекторов из труб малого диаметра, для которых необходимы большие уклоны, такие участки коллекторов следует нaправлять по кратчайшему пути к коллекторам больших диаметров. Коллекторы, пропускающие малые сточные воды, трассируются по возможности перпендикулярно горизонталям рельефа.

В населенных местах, со спокойным рельефом трассиpoвка канализационной самотечной сети усложняется, поскольку глубина ее значительно увеличивается даже при небольшой глубине, а это требует устройства районных станций перекачки сточных вод.

Наибольшая глубина самотечной канализационной сети принимается 7-8 м (при этом земляные работы выполняются открытым способом). При заглублении коллектора более 7-8 м на трассе необходимо установить районную насосную станцию перекачки и подавать сточные воды в первый минимальный заглубленный начальный смотровой колодец нового самотечного участка коллектора.

Для главного самотечного коллектора, обычно проходящего вдоль берега реки, рекомендуется проектировать главную насосную станцию, размещая ее в средней его части, направляя, таким образом, к насосной станции сточные воды с двух сторон, что дает возможность уменьшить заглубление коллектора и насосной станции. При проектировании главного коллектора следует по возможности избегать перехода под железнодорожными путями, реками, канавами, или, по крайней мере, уменьшать их количество. С этой целью при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается проектировать два параллельных коллектора с обеих сторон реки или железной дороги.

Встречающиеся на практике схемы канализаций могут быть классифицированы следующим образом:

1. Перпендикулярная схема - коллекторы бассейнов канализирования трассированы перпендикулярно направлению движения воды в водоеме. Такую схему в основном применяют для спуска атмосферных сточных вод, не нуждающихся в очистке.

2. Пересеченная схема  - коллекторы бассейнов канализирования трассированы перпендикулярно направлению движения воды в водоеме и перехвачены главным коллектором, трассированном параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости очистки сточных вод.

3. Параллельная (веерная)  схема - коллекторы бассейнов  канализирования трассированы параллельно  направлению движения воды в  водоеме или под небольшим углом к нему и перехвачены главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению движения воды в водоеме. Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему, так как она позволяет исключить в коллекторах бассейнов канализирования повышенные скорости движения, вызывающие разрушение трубопроводов.

4. Зонная (поясная) схема  - канализуемая территория разбита  на две зоны:  с верхней сточные  воды отводятся 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 канализирования всей территории (например, нижней зоны) самотеком.

5. Радиальная схема  - очистка сточных вод осуществляется  на двух или большем числе очистных станций. При этой схеме сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Такую схему применяют при сложном рельефе местности и канализировании больших городов.

В нашем проекте применяется  перпендикулярная схема канализационных сетей.

При проектировании канализационной  сети были  приняты такие условия:

- расчетные скорости  в главном коллекторе должны  по возможности возрастать;

- расчетные скорости  в боковых присоединенных сетях  не должны превышать расчетные  скорости в соответствующих участках основного коллектора;

- присоединение боковых  участков сетей в плане, а  также повороты трасс коллекторов  и сети должны осуществляться  под углом не менее 90⁰;

- повороты коллекторов  в колодцах принимают радиусом  не менее трех диаметров трубы, в естественных условиях - не менее двух диаметров;

- трубы в колодцах  соединяются при помощи лотков, высота которых равна диаметру  трубы, присоединенной к колодцу;

- соединение труб различных  диаметров проводится в колодцах  по расчетному уровню воды и щелочам;

- при изменении уклона  трубы с большего на меньший  допускается снижение расчетной  скорости  при условии, что  расчетная скорость ниже размещенного участка;

- на коллекторах согласно  нормам предусмотрены колодцы  соответствующих размеров, которые предназначены для прочистки сети, расстояние в плане между канализационными сетями и другими коммуникациями приняты согласно нормам;

- для самотечных участков  канализационной сети используются  гончарные и железобетонные трубы, для напорной сети - чугунные водопроводные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Гидравлический расчет  канализационного коллектора

Гидравлический расчёт сети осуществляется с целью определения  диаметров труб, их наполнения во время пропуска расчётного расхода, уклонов, которые необходимо придать трубам для создания в них самоочищающей скорости движения сточных вод, а также красных отметок, то есть отметок лотка в колодцах и их глубины. Эта скорость должна обеспечивать сброс потоком сточных вод взвешенных частиц, находящихся в воде, и при выпадении которых возникает опасность заливания труб и каналов.

Расчетные расходы для  отдельных участков канализационной  сети определяются как суммы расходов транзитного, бокового (поступающего в расчетный участок из боковой ветви сети), попутного (поступающего в расчетный участок от зданий прилегающего квартала) и сосредоточенного от промышленного предприятия. Вычисления расчетных расходов выполняют в табличной форме (таблица 3).

Попутный расход условно  считают присоединенным в начале участка сети, к которому примыкает квартал

 Сосредоточенный расход  определяется как сумма расчетных  расходов производственных, бытовых  и душевых вод от промышленных  предприятий.

 

 

 

Таблица 3 – Расчетные расходы сточных вод на участках главного коллектора

№ участков	№ кварталов	Площадь, га	Максимальный расход, л/с	Транзитный расход	Боковой расход	Общий расход	Сосредоточенный расход		суммарный расход, л/с
							Местный расход	Транзитный расход
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
12-13	Iа	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
14-13	Iб	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
13-2	XIа	0,65	2,76	2,76	2,76	8,28	-	-	8,28
1-2	XIб	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
15-16	IIа	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
17-16	IIб	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
16-3	XIIа	0,65	2,76	2,76	2,76	8,28	-	-	8,28
2-3	XIIб	0,65	2,76	8,28	2,76	13,8	-	-	13,8
18-19	IIIа	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
20-19	IIIб	0,65	2,76	-	-	2,76	-	-	2,76
19-4	XIIIа	0,65	2,76	2,76	2,76	8,28	-	-	8,28
3-4	XIIIб	0,65	2,76	8,28	13,8	24,84	-	-	24,84
21-22	IVа	0,875	2,49	-	-	2,49	-	-	2,49
23-22	IVб	0,875	2,49	-	-	2,49	-	-	2,49
22-5	XIVа	0,875	2,49	2,49	2,49	7,47	-	-	7,47
4-5	XIVб	0,875	2,49	8,28	24,84	35,61	-	-	35,61
24-25	Vа	0,875	2,49	-	-	2,49	-	-	2,49
26-25	Vб	0,875	2,49	-	-	2,49	-	-	2,49
25-6	XVа	0,875	2,49	2,49	2,49	7,47	-	-	7,47
5-6	XVб	0,875	2,49	7,47	35,61	45,57	-	-	45,57
27-28	VIа	0,74	2,1	-	-	2,1	-	-	2,1
29-28	VIб	0,74	2,1	-	-	2,1	-	-	2,1
28-7	XVIа	0,74	2,1	2,1	2,1	6,3	-	-	6,3
6-7	XVIб	0,74	2,1	7,47	45,57	55,14	-	-	55,14
30-31	VIIа	0,74	0,9	-	-	0,9	-	-	0,9
32-31	VIIб	0,74	0,9	-	-	0,9	31,76	-	32,66
31-8	XVIIа	0,74	0,9	0,9	0,9	2,7	-	31,76	34,46
7-8	XVIIб	0,74	0,9	6,3	55,14	62,34	10,98	-	73,32
33-34	VIIIа	0,65	0,78	-	-	0,78	-	-	0,78
35-34	VIIIб	0,65	0,78	-	-	0,78	-	-	0,78
34-9	XVIIIа	0,65	0,78	0,78	0,78	2,34	-	-	2,34
8-9	XVIIIб	0,65	0,78	2,7	62,34	65,82	-	31,76+10,98	108,58
36-37	IXа	0,65	0,78	-	-	0,78	-	-	0,78
38-37	IXб	0,65	0,78	-	-	0,78	-	-	0,78
37-10	ХIХа	0,65	0,78	0,78	0,78	2,34	-	-	2,34
9-10	ХIХб	0,65	0,78	2,34	63,82	68,94	-	31,76+10,98	111,68
39-40	Ха	0,48	0,57	-	-	0,57	-	-	0,57
41-40	Хб	0,48	0,57	-	-	0,57	-	-	0,57
40-11	ХХа	0,48	0,57	0,57	0,57	1,71	-	-	1,71
10-11	ХХб	0,48	0,57	2,34	68,94	71,85	-	31,76+10,98	114,59
11-0						73,56	-	42,74	116,3

 

После определения расчётных  расходов для всех участков проектируемого коллектора составляют таблицу гидравлического расчёта главного коллектора. В эту таблицу заносят отметки поверхности земли и лотка трубы в начале и конце каждого расчётного участка.

Гидравлический расчёт канализационной сети состоит в том, чтобы по известному расходу воды подобрать диаметр труб и придать сети уклон, при котором скорость движения потока была бы достаточной для транспортирования загрязнений, движущихся с потоком. Движение сточных вод по канализационным сетям рассчитывают на неполное заполнение труб сточными водами.

Диаметры, уклоны, скорости и наполнения определяются по таблицам А.А.Лукиных и Н.А.Лукиных.

В процессе выполнения гидравлического  расчета сети следует учитывать максимально допустимое наполнение труб (0,6-0,9), наименьшую допустимую скорость движения потока в трубах в зависимости от диаметров труб (0,7-1,5 м/с).

Это позволяет создать  наиболее выгодные гидравлические условия  транспортирования взвешенных веществ, обеспечить вентиляцию сети для удаления образующихся в ней вредных и взрывоопасных газов, а также создать некоторый объёмный резерв в сечении труб для пропуска дополнительного расхода воды, не учитываемого коэффициентами неравномерности поступления сточных вод.

В результате гидравлического  расчета канализационной сети по расходам с учетом рельефа местности  определяют диаметры и уклоны трубопроводов  и составляют продольный профиль  канализационного коллектора. На этом профиле указывают диаметры и  уклоны труб, длины расчетных участков, отметки поверхности земли и лотков труб, а также глубины колодцев. Расчеты сводятся в таблицу 4.

 

 

 

 

5. Расчет необходимой степени  очистки сточных вод

Поступление (сброс) сточных  вод в водоём обусловливается  требованиями «Правил охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами».

При поступлении в  водоём сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, качество воды в нём изменяется, поэтому устанавливаются специальные санитарно-химические нормативы в зависимости от категории водоёмов. Все водоёмы разбиты на три категории: для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для санитарно-бытового водопользования (отдых, купание, спорт), рыбохозяйственного назначения. Концентрация поступающих в водоём загрязняющих веществ регламентируется разбавлением и прохождением комплекса химических, физико-химических и биологических процессов превращений и деструкции этих веществ, который называется процессом самоочищения водоёма.