ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2019
Просмотров: 1116
Скачиваний: 1
Общие максимальный Ковш и минимальный KUm коэффициенты неравномерности равны Л'общ = КсутКч, Ловщ = ЛсутЛч . (Э-4) С учетом вышеприведенных зависимостей общие коэффициенты неравномерности представляют собой отношение максимального часового расхода fjWq в сутки с максимальным водоотведением или минимального часового расхода qmm* в сутки с минимальным водоотведением к среднечасовому расходу qcv ч &
сутки со средним водоотведением: Аобщ = Qmax4/ Qcp ч. Аобщ == Qwin4/ Qcp ч> ("•"/
Общие коэффициенты неравномерности зависят от среднего расхода сточных вод: с увеличением среднего расхода qcp c значения /(общ уменьшаются, а значения Ковш, возрастают (табл. 5.2).
Т а б л и ц а 5.2 Общие коэффициенты неравномерности притока
бытовых сточных вод от города
Общие коэффи-
циенты неравно-
мерности
Максимальный Кобш
Минимальный К'обш
Значение коэффициентов при средних расходах сточных
вод ^срс, л/с
5
2,5
0,38
10
2,1
0,45
20
1,9 ^
0,5
50
1,7
0,55
100
300
1,6 1,55
^59| 0,62
500
1,5
0,66
1000
1,47
0,69
5000
и бо-
лее
1,44
0,71
Данные значения коэффициентов неравномерности водоотведения действительны при количестве производственных сточных вод не более 45 % от общего расхода. В остальных случаях, а также в городах с численностью населения 1 млн. и более необходимо руководствоваться данными фактического притока для аналогичных объектов. При промежуточных значениях </сР с общие коэффициенты неравномерности определяют линейной интерполяцией. Колебания притока бытовых и производственных вод от промышленных предприятий учитывают с помощью коэффициентов часовой неравномерности Лч(быт) = <7тахч/<?ср ч, Кч(пр) = </тахч/(/ср ч, (*-*-0| где 1/Й,, <7срТч — максимальный и средний часовые расходы бытовых сточных вод от промышленных предприятий, м3/ч; д^ахч, </"р ч — максимальный и средний часовые расходы производственных сточных вод, м3/ч. Коэффициенты часовой неравномерности бытойых сточных вод на промышленных предприятиях принимают равными для горячих цехов /Сч°<8ыТ) = 2,5, для холодных цехов К™1ш) — 3. Расход душевых сточных вод принимают постоянным в течение 45 мин после окончания каждой смены. Коэффициенты неравномерности притока производственных сточных вод /Сч(„Р) зависят от вида выпускаемой продукции и особенностей технологического процесса. При отсутствии натурных данных по определению величины /Сч(пр) его значения принимают равными 1,1...1,3.
5.2. Определение расчетных расходов сточных вод
Расчетным расходом сточных вод является максимальный секундный расход, на пропуск которого рассчитывается большинство канализационных сетей и сооружений. В расчетах также используются средние, максимально суточные, часовые и секундные расходы. Обычно суточные QcyT и часовые ^ч расходы определяют в м3/сут или м^/ч, а секундные расходы qc — в л/с. При больших расходах и секундные расходы выражают в м3/с. Расчетные расходы бытовых сточных вод от города или района определяют по следующим формулам: средние расходы максимальные расходы Qcp сут = nN/1000; (5.7) QmaxcyT = nNKcyr/1000; (5.8) qcp4 = nN/(24-1000); (5.9) qma*4 = nNK4/(24. 1000); (5.10) ?cpc = «#/(24-3600); (5.11) ?„,,« = nMUu/(24.3600), (5.12) где qcp с — среднесуточный расход в час со средним водопотреблением, л/с; qmaxc — максимальный секундный расход, л/с. Аналогичным образом могут быть определены минимальный часовой <7тшч и минимальный секундный qmmc расходы: <7т>пч = nNK'4/(24-1000), (5.13)
qminc = пМКо6щ/(24-ЗШ). (5.14) Максимальный секундный расход от города может быть также определен с помощью модуля стока qa, л/с с 1 га, следующим образом: <7maxc= qoFKo6ui, (5.15) <7о = пр / (24-3Q00), (5.16)
где F — площадь жилых кварталов, га; р — плотность населения, чел/га. Определение средних расходов сточных вод по кварталам города выполняют по расчетной численности населения N (табл. 5.3) либо по модулю стока q0 (табл. 5.4). • Расчетные расходы бытовых сточных вод от промышленных предприятий определяют по формулам: для холодных цехов для гоРнч"* Чехов Qcyr-25^/1000; (5.17) </»«, = -^~^; (5.19)
QCM = 25^/1000; (5.18) _ 25^чТвыт) ,Rom
Таблица 5.3. Определение расходов сточных вод по кварталам города
(но расчетной численности населения)
Квартал
№
136
площадь
F, га
Население
плотность
р, чел/га
числен-
ность N,
чел.
Норма
водоотве-
деиия л,
л/(чел-сут)
Средний" расход
суточный
Qcp сут,
м /сут
секундный
9срс,
л/с
Таблица 5.4. Определение расходов сточных вод по кварталам города
(по модулю стока)
№ квартала
города
Площадь
квартала F,
<?о
Удельный расход
или модуль стока
пр
86400
, л/с с 1 га
Средний секундный
расход
4cpc~q«F, л/с
QcyT = 45#2/Ю00; (5.21)
Qcm = 45#4/Ю00; (5.22)
^/гпахч —
*?тахс —
45^4/(чТбыТ)
Т-1000
45#6Кч%ыт)
Т-3600
(5.23)
(5.24)
где N\, N2 — число работающих в сутки в холодных и горячих цехах соответственно; N3, N* — то же, в смену; Ns, N& — то же, в смену с максимальным числом работающих; Qc — расход за смену, м3/см; /СЧвыт» = 3, /К°&ыт) = 2,5 — коэффициенты часовой неравномерности; Т= 8 — продолжительность смены, ч. Расчетные расходы душевых вод определяем по формулам Qmaxc = ^45/(1000-60); (5.25) Qc = </д/п45/(1000-60Х^е-/^п.„«); (5.26) <7п,ахс = <7дт/3600, (5.27) где <7д = 500 л/ч — расход воды через одну душевую сетку; rfi — число душевых сеток; NlH, Млахс — число рабочих, пользующихся душем соответственно в рассчитываемую максимальную смену. Суточный расход сточных вод от душевых равен сумме расходов воды за все рабочие смены. Расчетные расходы производственных вод определяют по формулам QcyT = Af<7„p; (5.28) QCM = Mifa; (5.29)<7maxc = M2qnfK4w/(T-3,6), (5.30) где M, Mi, M2 — количество выпускаемой продукции соответственно в суткн, в смену, в максимальную смену; q„v — удельное водоотведение производственных сточных вод. Максимальные расходы бытовых, душевых и производственных вод от промышленного предприятия суммируются и образуют так называемый сосредоточенный расход сточных вод qc, используемый в гидравлическом расчете сети. Дополнительные расходы сточных вод поступают в сеть в период дождей и снеготаяния. Для сокращения неорганизованного притока атмосферных вод рекомендуется проводить ремонтно-профилактические мероприятия по герметизации основных элементов водоотводящей сети бытовых вод (люки, стенки колодцев, стыки труб и др). Дополнительный расход проверяют по формуле
Яжоп = 0,15LV^7, (5.3I)
где L — общая длина водоотводящей сети в зоне затопления атмосферными водами, км; Лсут — максимальное количество осадков, мм/сут. Количество сточных вод от малых предприятий города, а также неучтенные расходы принимают в размере 5 % суммарного расхода бытовых вод города. 5.3. Графики колебаний расходов (притока) сточных вод Практикой эксплуатации водоотводящих систем, а также специальными исследованиями установлено, что неравномерность притока бытовых сточных вод по часам суток особенно велика в городах с малым числом жителей, при отсутствии крупной промышленности и при более низком уровне благоустройства жилого фонда, что в целом соответствует небольшим расходам сточных вод. И, наоборот, в крупных промышленных городах с высокой степенью благоустройства жилого фонда неравномерность притока сточных вод значительно меньше. Это объясняется тем, что наступление максимальных расходов бытовых вод в водоотводящую сеть города по времени не совпадает с поступлением максимальных расходов сточных вод от промышленных предприятий. Распределение среднесуточного расхода сточных вод по часам уток обычно представляют в виде ступенчатого графика (рис. 5.1) или в табличной форме (табл. 5.5), что делает применяемые методы расчетов более наглядными. При равномерном поступлении сточных вод в течение суток приток за 1 ч составляет 100 % : 24 = 4,17%. Тогда, например, при ^ср с == 50 л/с, /Собщ = 1,7 и /(общ = 0,55 (см. табл. 5.2) максимальный приток за 1 ч равен 4,17-1,7=7,1%, а минимальный приток — 4,17 %-0,55 = 2,3 %, что соответствует данным табл. 5.5. При промежуточных значениях qCp с распределение среднесуточного расхода определяется интерполяцией с помощью табл. 5.5 таким образом, чтобы значения Кобщ и /Собщ соответствовали данным интерполяции по табл. 5.2, а сумма часовых распределений за сутки была равна 100%. Опыт показывает, что характер колебания притока бытовых сточных вод от предприятий различных отраслей промышленности в отличие от городов более постоянен. Можно принять следующий режим поступления: в первый час работы смены /Сч(быт) = /Сч°(6ыт) = 1, в середине СМеНЫ Ач(быт)= 1,0, Лч(быт) = 1,25, в последний час работы смены /Сч°быт) = 3, /Сч0(бЫт) = 2,5. При равномерном поступлении в каждый час смены поступает 100 : 8= 12,5 %. Тогда в первый час поступит 1-12,5=12,5%; в середине смены 1,5-12,5 = = 18,75% (холодные цехи), 1,25-12,5=15,62% (горячие цехи); в последний час работы смены поступит 3-12,5=37,5% (холодные цехи), 2,5-12,5 = = 31,25% (горячие цехи). Следовательно, за три рассмотренных характерных часа смены от холодных цехов поступит 12,5+ + 18,75+37,5=68,75%, а за каждый из пяти оставшихся часов — (100-68,75)/5= 6,25 %. Аналогичным образом от горячих цехов за три характерных часа смены поступит 12,5 + 15,62 + 31,25=59,37%, а за каждый из пяти оставшихся ча,сов(100-59,37)/5 = 8,13%. При семичасовом рабочем дне расчет производится аналогичным образом по среднему притоку 100:7= 14,3 %. Душевые стоки поступают в течение 45 мин после каждой смены. Технологические стоки промышленных предприятий в течение смены поступают со среднечасовым расходом 100:8 = 12,5%. Можно принять следующий режим поступления: во второй, третий и седьмой часы работы Кч{пр) = 1, что соответствует расходу 1-12,5=12,5%; в четвертый, пятый и шестой часы работы Кч{аР) = 1,2, что соответствует расходу 1,2-12,5= 15%. Тогда в первый и последний часы смены расходы составят 100—(12,5 X ХЗ)-(15-3)/2 = 8,75%. В табл. 5.6 приведено распределение расходов бытовых, душевых и поизводственных сточных вод от промышленного предприятия в течение одной смеиы. При расчете водоотводящей сети расчетные расходы в отдельные часы суток определяют путем суммирования максимальных расходов сточных вод и сведения их в табл. 5.7. Графы 10, 11 соответствуют ступенчатому, 139 Таблица 5 5. Распределение средпесуточпого расхода бытовых сточпых вод по часам суток
Ступенчатые графики притока
городских сточных вод'
а
графы 12, 13 — интегральному графикам
общего притока городских сточных вод
в течение суток.
Таблица 5 6. Распределение сточных вод, %, от промышлеппых
предприятий по часам смены
100%
Таблица
57 Суммарный приток сточных вод от города
и
промышленного предприятия
Т16. Санітарно-технічне обладнання окремих споруд
Смотровым колодцем или камерой называют располагаемую над трубопроводами шахту круглой или прямоугольной в плане формы, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком. В зависимости от назначения смотровые колодцы подразделяют на линейные, поворотные, узловые и специальные. К специальным относятся контрольные, промывные, колодцы с гидрозатвором, колодцы-дождеприемники. Отдельную группу смотровых колодцев составляют перепадные колодцы.• Линейные смотровые колодцы устраивают на прямолинейных участках сетей. В зависимости от диаметра труб d, мм, расстояния между линейными колодцами /, м, принимают равными: 35 при d= 150, 50 при 200...450, 75 при d = 500...600, 100 при d = 700...900, 150 при d= 1000... 1400, 200 при d= 1500...2000, = 250...300 при d > 2000.
При обосновании допускается увеличение расстояний между колодцами на 15...20%. На глубоких загородных коллекторах большого диаметра при скоростях движения не менее 1,5 м/с можно увеличить расстояния между колодцами до 500 м. Диаметры D рабочей части круглых линейных колодцев, м, зависят от иаметров d труб, мм, следующим образом: 1 — 150...200; 1,25 — 500...600; 1,5 — 800; 2—1000. При диаметрах трубопроводов свыше 1000 мм линейные колодцы, как правило, выполняют прямоугольными в плане. Поворотные смотровые колодцы устанавливают в местах поворота трассы коллектора. Лоток поворотного колодца в отличие от лотка линейного колодца имеет в плане криволинейное очертание с минимальным радиусом искривления, равным 1,5 диаметра труб. Угол поворота должен быть не более 90°. Внешняя кромка лотка поворотного колодца в зависимости от скорости течения сточных вод должна быть на 5... 15 см выше его внутренней кромки. Разновидностью поворотного колодца является ложноповоротный колодец, который служит для обозначения мест поворота на напорных линиях, в связи с чем его глубина 0,6...0,8 м не зависну от глубины заложения труб. Узловые колодцы (рис. 11.1) устанавливают в местах бокового присоединения к основной сети одной или двух дополнительных линий. Узел лотков с целью сокращения гидравлических потерь выполняют в виде плавных сопряженных кривых. Узловые колодцы на крупных коллекторах называют соединительными камерами. Типовые решения узловых колодцев разрабоаны для боковых присоединений диаметром до 500 мм при диаметре основной линии до 1000 мм (табл. 11.1). При высотном сопряжении трубопроводов в узловом колодце по уровню жидкости нижний по течению край лотка должен быть дополнительно опущен на 1.5...3 см во избежание подпора, вызываемого боковыми присоединениями. При сопряжении трубопроводов по шелыгам дополнительного уклона не требуется. • Колодцы с гидрозатвором (рис. 11.2) применяют на производственных
Таблица 111 Основные размеры, ми, нижней части типовых узловых
колодцев из сборного железобетона
водоотводящих сетях, когда сточные воды содержат легковоспламеняющиеся или взрывоопасные компоненты. Устройство такого колодца локализует возможное воспламенение или взрыв легковоспламеняющихся веществ, защищая со
седние участки. В ряде случаев колодцы данного типа целесообразно снабжать вентиляционным устройством, а тсжже дополнительными приспособлениями для удаления плавающих загрязнений и осадка. • Дождеприемники (рис. 11.3) служат для приема дождевых (талых) вод, стекающих по лоткам, кюветам или мостовым, и отведения их в закрытую водоотводящую сеть. Дождеприемник — колодец, состоящий из съемной решетки, круглой или прямоугольной шахты и днища с лотком (иногда с осадочным приямком). Длина присоединения (ветки) от дождеприемника до коллектора не более 25 м, минимальный диаметр трубы 200 мм. При диаметре коллектора более 600 мм дождеприемные решетки (на одной ветке не более четырех решеток) можно присоединять без колодца при длине ветки не более 15 м и уклоне труб не менее 0,01. Различают две основные схемы (рис. 11.4) расположения дождеприемников: Щ в пониженных местах, где дождеприемная решетка принимает весь поверхностный поток; Щ на транзитных уклонах, где дождеприемная решетка принимает часть поверхностного потока, а часть «проскакивает» мимо нее. Эффект работы дождеприемной решетки значительно повышается, если она установлена на 3...5 см ниже примыкающей к ней поверхности мостовой. Рекомендуются следующие расстояния между дождеприемниками в зависимости от продольных уклонов улиц: до 0,004 — 50 м, 0,004...0,006 — 60 м; 0,006... ...0,01—70 м; более 0,01 —80 м. Глубина слоя воды ho, см, перед решеткой дождеприемника размером в плане 0,8X0,4 м и соответствующая ей пропускная способность qy л/с, следующие:
Следует, однако, учитывать что при ^>100 л/с с учетом частичного засорения решетки возможен нестабильный режим ее работы (режим «захлебывания»), чего следует избегать.
11.2. Перепадные кододцы
Перепадные колодцы на водоотводящих сетях устраивают в следующих случаях: в местах бокового присоединения сетей к более глубоко заложенным коллекторам (рис. 11.5, а), Щ на коллекторах, расположенных по крутым склонам местности, когда скорости движения сточных вод близки к максимально допустимым (рис 115,6), Ц при пересечении коллектора неглубокого заложения с подземными сооружениями и коммуникациями (рис. 11.5, в), Щ при затопленных .выпусках в последнем перед водоемом колодце (рис. 11 5, г) Типы перепадных колодцев в зависимости от их конструктивных особенностей и условий применения: линейно-перепадные — на трубопроводах диаметром до 600 мм с высотой перепада до 0,5 и до 1,0 м на сетях дождевой канализации (основной сопрягающий элемент — прямолинейный лоток повышенного уклона), В поворотно-перепадные — в аналогичных условиях (основной сопрягающий элемент — поворотный, лоток повышенного уклона); Ц со стояком из металлических труб и с коленом в нижней части (без водобойного приямка) — в зависимости от диаметра трубопровода; допустимы следующие значения перепадов:
До 150 мм включительно . не более 6 м, 200 мм - 4 м 250 400 мм 400 .600 мм » 2 м
Со стояком из асбестоцементных и железобетонных труб (при наличии водобойного приямка с металлической плитой в основании); для трубопроводов диаметром 300 ..500 мм — при перепаде до 6 м; диаметр стояка принимают не менее диаметра подводящего трубопровода, в колодцах над стояком необходимо предусматривать приемную воронку; ¦ с водобойной стенкой-отражателем и водобойным приямком (колодец шахтного типа малой высоты) —для трубопроводов диаметром 150...500 мм; высота перепада не должна превышать 6 м при диаметре трубопровода 150. .200 мм, 4 м при диаметре 250...300 мм и 2 м при диаметре трубопровода 400...500 мм; ¦ с водобойными решетками — с одной решеткой из водобойных балок (плит) при перепаде 1.. 3 м, с двумя водобойными решетками при перепаде 3...4 м на сетях дождевой канализации; ¦ с водосливом практического профиля и сопряженным экра отводящий трубопровод, перепадный , 1 — препятнированием лотком — для трубопроводов диаметром 500... 1600 мм при величине перепада' до 3 м; ¦ со ступенчатыми перепадами — для трубопроводов и каналов диаметром свыше 1600 мм при перепаде свыше 3 м; шахтного типа с ярусными перегородками-гасителями, спиральными водосливами и т. п. — при перепаде свыше 6 м и стесненных условиях строительства. Типовые проекты перепадных колодцев рассмотренных модификаций рассчитаны на перепад до 4 м при яак.:иьальном заглублении колодца 7 м. Во всех остальных слуiasx инструкции перепадных колодцев подлежат расчету и принимаются по индивидуальным проектам. 'J Колодцы с трубчатыми перепадами устраивают без водоГоГных приямков (рис. 11.6) и с водобойными приямками (рис. J.7.). В колодце над стояком обычно устраивают приемную 3jpoHKy. Диаметр стояка должен быть не менее диаметра подюдящего трубопровода, так как стояки часто засоряются. Поскольку с увеличением расхода обычно больше и диаметр стояка, для гашения кинетической энергии падающей струи при устройстве перепадов с водобойными приямками глубина последних; в зависимости от высоты перепада может быть принята от 0,75 до 2 диаметров стояка. Перепадные колодцы данного типа обычно выполняют из сборного или монолитного железобетона, реже нз бетона и кирпича, круглыми илн прямоугольными в плане. Основные размеры типовых колодцев данного типа (рис. 11.7) представлены в табл. 11.2. •
Колодцы с водобойной стенкой-отражателем наиболее просты по конструкции и при наличии водобойной подушки обеспечивают эффективное гашение избыточной энергии при диаметрах подводящего коллектора не менее 500 мм в широком диапазоне перепадов. Колодцы данного типа обычно прямоугольные в плане Водобойная стенка-отражатель делит объем шахты колодца на две части: водопропускную (мокрую) и эксплуатационную (сухую). Эксплуатационная часть оборудуется подвесными скобами, лестницами; в ней при необходимости могут быть установлены щитовые затворы (шиберы) для проводящего и отводящего трубопроводов. Водобойную стенку-отражатель следует располагать в плане таким образом, чтобы ширина водопропускной шахты (расстояние от выходного сечения подводящего трубопровода) в среднем в 1,5 раза превышала глубину потока в подводящем коллекторе. При этих условиях исключается подпор в трубопроводе и обеспечивается равномерное растекание жидкости по всей ширине водобойной стенки-отражателя, что облегчает условия работы водобойного колодца. При большой высоте перепада (свыше 4 м) и скорости потока в подводящем коллекторе свыше 1,5 м/с ширина потока жидкости, ударяющей в водобойную стенку-отражатель, обычно превышает ширину стенки и равномерность распределения расхода по ширине стекающего потока нарушается. В этом случае часть жидкости в нижней части водобойной стенки будет вытеснена на боковые поверхности шахты и падающий поток вместо плоской подковообразной формы примет пространственную П-образную форму. Учитывая наличие в составе сточных вод механических и химических компонентов, а также гидродинамическое воздействие потока, водобойную стенку-отражатель в мокрой части колодца и водобойный колодец целесообразно облицовывать металлом. Если перепадной колодец данного типа применять с учетом изложенных выше рекомендаций, то глубина водобойного колодца из условия создания затопленного (надвинутого) гидравлического прыжка не превышает 0,3 м. • Колодцы с водобойными решетками (рис. 11.8) обычно устраивают прямоугольной, реже круглой формы в плане. Водобойные решетки располагают ярусами на некотором расстоянии друг от друга. При высоте перепада до 3 м устраивают один ярус решеток, при высоте перепада свыше 3 м — два яруса одинаковой высоты При падении потока и раздроблении его на решетках происходят интенсивное гашение кинетической энергии, гашение остаточной энергии и сопряжение бьефов происходит в водобойном приямке. Типовые проекты перепадных колодцев данного типа из сборного железобетона разработаны для труб диаметром 500... ...1600 мм при высоте перепада до 4 м. Плиту основания водобойного колодца усиленно армируют. Перепадные колодцы данного типа следует применять в основном на дождевых сетях, когда в сточной воде отсутствуют крупные включения, способные засорять решетки. Колодцы с водосливом практического профиля состоят из параболического водослива и водобойного колодца в его основании Основная энергия потока гасится в результате затопления гидравлического прыжка. Криволинейный водослив и водобойный колодец следует выполнять из монолитного железобетона. Применение колодца данного типа практически не ограничено по диаметру сети, но не рекомендуется при перепаде свыше 3 м. При значительных перепадах следует устанавливать два или большее число перепадных колодцев данного типа. Перепадные колодцы с водосливом практического профиля получили широкое распространение. В ряде случаев такой колодец проектируют состоящим из двух параллельных рабочих секций. При выходе на ремонт каждая секция выключается из работы с помощью щитовых затворов, установленных в конце подводящих и начале отводящих трубопроводов. Пример расчета перепадного колодца с водосливом практического профиля (рис 11.9) На пропуск расчетного расхода сточной воды qmax = 850 л/с (0,85 м3/с) принят перепад с водосливом практического профиля. Диаметры и уклоны подводящего и отводящего коллекторов равны d = 1000 мм, i -^ O.OOtST а абсолютные отметки их лотка у перепада соответственно 101,10 м и 98,10 м. Высота перепада Н = 3 м. Требуется определить глубину водобойного колодца Л„, длину водобойной части /к, общую длину L, а также очертания параболической поверхности водослива. По расчетным таблицам (см Приложение 8) находим наполнение, глубину Л и скорость потока в коллекторе на подходе к перепаду и на выходе из него, h/d = 0,8; Л = 0,8 м, v = = 1,26 м/с