Курсовой проект «Отведение и очистка дождевых и талых вод» №7

Скачать: pzliv1.zip [3,48 Mb] (cкачиваний: 5)  

Содержание

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..….….3

1. Исходные данные………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....4

2. Выбор системы и схемы канализируемого объекта……………………………………………………………………………………………..…..5

3. Расчет дождевой сети…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…….…6

3.1. Определение расчетных расходов………………………………………………………………………………………………………………………….…….….6

3.2. Гидравлический расчет коллекторов ……………………………………………………………………………………………………………….…………..9

3.3. Определение начальной глубины заложения сети……………………………………………………………………………………………..….11

3.4. Трубы для ливневой канализационной сети …………………………………………………………………………………………………….……..12

3.5. Колодцы канализационной сети………………………………………………………………………………………………………………………………..…….12

3.6. Дождеприемники………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……..12

4. Расчет разделительных камер………………………………………………………………………………………………………………………………………..….13

4.1. Расчет расходов разделительной камеры………………………….………………………………………………..………………………….…………13

4.2. Разделительная камера с боковым криволинейным водосливом

с односторонним сбросом……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………….14

4.3. Разделительная камера с боковым прямолинейным водосливом

с односторонним сбросом……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………….16

5. Стоки талых и поливомоечных вод…………………………………………………………………………………………………………..……………………….18

6. Расчет регулирующего резервуара……………………………………………………………………………………………………………..……………………19

7. Расчет насосной станции………………………………………………………………………………………………………………………………………………………21

7.1. Решетки………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..21

7.2. Подбор насосов…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………24

8. Расчет концентрации загрязнений стока и необходимой степени очистки

сточных вод…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………....26

8.1. Нормативы качества воды в водоеме………………………………………………………………………………………………….……………………….26

8.2. Определение коэффициента смешения……………………………………………………………………………………………………….………………..26

8.3. Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам…………………………………………………….………..27

8.4. Расчет необходимой степени очистки ливневых вод по БПК …………………………………………………………….28

8.5. Расчет необходимой степени очистки ливневых вод по растворенному

кислороду………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………29

9.Очистные сооружения…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………30

9.1 Приемная камера………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………30

9.2. Аккумулирующая емкость…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..31

9.3. Подбор насосов…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………33

9.4.Вертикальные напорные скорые фильтры с пенополистирольной загрузкой…………………………………………….34

9.5.Обеззараживание сточных вод …………………………………………………………………………………………………………………………………………..38

10. Дополнительные сооружения на очистных сооружениях ливневого стока…………………………………………………40

10.1. Емкость-сгуститель…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….40

10.2. Корпус очистных сооружений………………………………………………………………………………………………………………………………………….40

10.3. Насосная станция ливневых вод…………………………………………………………………………………………………………………………………..41

10.4. Резервуар для очищенных ливневых вод……………………………………………………………………………………………..…………………..41

10.5. Использование очищенного ливневого стока…………………………………………………………………………………..……………..……..41

11. Генплан локальных очистных сооружений……………………………………………………………………………………………………………………42

Список литературы………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..43

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Спецификация оборудования………………………………………………………………………………………………………………..….44

Курсовой проект «Отведение и очистка дождевых и талых вод» выполенена по заданию, соответствующего варианта №7.

На генплане представлен город Сарлык в Краснодарском крае, с жилыми кварталами и парковыми зонами.

Рельеф местности спокойный в сторону к водоему. Ливневые и талые воды поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники, которые располагаются на проезжей части перед пешеходными переходами. В пределах каждого бассейна стока уличные лотки объединяются коллекторами, отводящими ливневые сточные воды за пределы бассейна. Уличные коллекторы соединяются в главном коллекторе. Часть ливневого стока через разделительную камеру сбрасывается в водоем, а часть по главному коллектору поступает в регулирующий резервуар, расположенный за пределами города, для равномерного поступления ливневого стока на насосную станцию и далее на очистные сооружения.

Очистные сооружения располагаются вниз по течению реки на расстоянии 200 м от ближайших жилых зданий и 200 м от реки в соответствии со СНИП 2.04.03-85. Очищенный сток используется на промышленном предприятии на технические нужды.

Глубина залегания грунтовых вод в данной местности 6,6 м, а глубина промерзание грунта 0,80 м.

1. Исходные данные

Вариант №7

1.План населенного пункта №8;

2.Расположение населенного пункта – Краснодарский край;

3.Разбивка территории по роду поверхности, в %

·кровля – 40;

·асфальт – 35;

·газоны – 10;

·грунтовые поверхности – 15;

4.Средняя глубина залегания грунтовых вод – 6,6 м.

5.Конструкция сооружения на ливневой сети –дождеприемник.

2. Выбор системы и схемы канализируемого объекта

Принимается раздельная система водоотведения.

Дождевая сеть проектируется безнапорной (самотечной).

Схема принимается пересеченная, так как рельеф местности резко выражен к водоему, что позволяет создать самотечный режим. Уличные коллекторы при данной схеме трассируются перпендикулярно реке.

Сточные воды с помощью насосной станции поступают на очистные сооружения.

Водосток трассируется посередине проезда. Ливневые воды поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники. Дождеприемники устанавливаются на перекрестках перед пешеходными переходами.

Трассировка сети – объемлющая, т.к. уклон местности не превышает 0,01.

3. Расчет дождевой сети

3.1. Определение расчетных расходов

Расход для участков дождевой сети определяют по методу предельных интенсивностей по формуле (3.1):

q_r= (z_mid *A^1.2 *F)/(t_r^1.2*n-0.1) (3.1)

гдеz_mid– среднее значение коэффициента, характеризующего поверхности бассейна стока и определяется по таблице 1;

F– расчетная площадь стока, га;

t_r – расчетная продолжительность дождя, мин;

А – многофакторный, безразмерный параметр, зависящий от географического положения и рассчитывается по формуле (3.2):

A = q₂₀*20ⁿ(1+Lg P/Lg m_r)^φ (3.2)

гдеq₂₀– интенсивность дождя, л/(с*га) [1];

n – метеорологический показатель [1];

P – период времени в год, в течении которого дождь расчетной интенсивности будет превышать 1 раз [1];

m_r – среднее число дождя в год [1];

φ – метеорологический параметр [1];

А=90*20^0,7*(1+lg1/lg70)^1.54=732,7

Z_mid– коэффициент покрова, определяется по формуле (3.3):

Z_mid= (3.3)

РасчетZ_midведется в табличной форме.

Таблица 1. Определение коэффициента покрова.

Расчетная площадь стока определяется по формуле (3.4):

F_кв=(B + b/2)*l_can, (3.4)

где В – ширина квартала, м; b – ширина улицы, м; l_can – длина лотка от линии застройки квартала до первого дождеприемника, м

Таблица 2. Площади стока.

Для гидравлического расчета необходимо знать расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам (t_r), которая находится по формуле (3.5):

t_r= t_соn+ t_can + t_p , мин. (3.5)

гдеt_соn = 5 ÷10 мин;

t_can– время пробега по уличным лоткам, определяется по формуле (3.6):

t_can= 0,021, мин. (3.6)

– длина лотка, м (сторона квартала);

V_can – скорость движения воды в лотке, м/с

– продолжительность протекания дождевых вод по трубопроводам до расчетного сечения определяется по формуле (3.7):

, мин, (3.7)

где – длина расчетного участка трубопровода, м; – скорость движения воды на участках, м/с.

Расход дождевых вод определяют по формуле (3.8):

q_r= , л/с (3.8)

Для определения расчетного расхода дождевых вод определяем по формуле (3.9):

q_cal= βq_r,л/с (3.9)

где β = 0,65 [3].

Все расчеты сводятся в таблицу 3. для гидравлического расчета ливневой сети. Расчетная схема представлена в приложении 2.

Практически t_rопределяют путем подбора значения предварительной скорости движения поверхностного стока в дождевом коллекторе .

Значениями и задаются до начала гидравлического расчета исходя из фактических уклонов уличных лотков и трубопроводов.

Если значение вычисленной по таблицам скоростиотличается от назначенной предварительной скорости v_предвболее чем на 5 %, то задаются другим значением v_предв, близким к табличному, и повторяют расчет с определением нового значения v_предвдо тех пор, пока разница значений скоростей не будет меньше или равна 5 %.

3.2. Гидравлический расчет коллекторов ливневой канализации

Гидравлический расчет коллекторов ливневой канализации сводится к определению диаметров труб и отметок лотков коллектора, при которых сеть водоотведения обеспечивает пропуск расчетных расходов при допустимых скоростях течения жидкости.

Минимальная скорость течения дождевых вод – 0,7 м/с. Наполнение дождевой сети рекомендуется принимать равным 1.

Соединение трубопроводов различных диаметров предусматривается в колодцах по шелыге труб. В разделительных камерах при снижении диаметров во избежание подпора по лотку увязку производим по лоткам.

Результаты гидравлического расчета сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Гидравлический расчет ливневой сети.

3.3. Определение начальной глубины заложения сети

Заложение дождевой сети определяется возможностью обеспечить присоединение канализируемых площадей стока к уличной сети, а также необходимостью предохранить ее от промерзания и механических повреждений. Минимальная глубина заложения лотка: для труб Ø до 500 мм на 0,3 м, для труб Ø более 500 мм на 0,5 м меньше глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м до верха трубы.

Начальная глубина заложения определяется по формуле (3.10)

H=h_min+i_п*l_п+i_в*l_в+(z₁-z₂)+∆, м (3.10)

где h_min – минимальная глубина заложения трубопровода, м;

i_п,i_в– уклоны труб соответственно присоединительной ветви и внутриквартальной сети;

l_п,l_в– длины соответственно присоединительной ветви и внутриквартальной сети от наиболее удаленного дождеприемника до колодца на уличной магистрали, м;

z₁,z₂– отметки поверхности земли после планировки соответственно на уличном проезде и у самого удаленного дождеприемника, м;

∆ – перепад между лотками внутриквартальной и уличной сетью (∆≥0,5d_у, где d_у – диаметр уличной сети), м.

Минимальная глубина заложения дождеприемников – 0,8 м.

Глубина промерзания грунта для Краснодарского края составляет 0,8 м. Минимальная глубина заложения трубопровода также определяется по формуле:

h_min=0,7+0,25=0,95 м.

Расчет начальных глубин заложения уличных коллекторов:

H₁=h_min+i_п*l_п+i_в*l_в+(z₁-z₂)+∆=1,2+0,004*125+0,004*15+(17,90-17,80)+0,25=2,11 м.

Принимаем H₁=1,32;

H₆=3,32;

H₁₀=2,75;

H₁₅=3,27;

H₂₀=3,62;

3.4. Трубы для ливневой канализационной сети

Для канализационных трубопроводов ливневого стока самотечной канализации применяют железобетонные безнапорные трубы, они изготавливаются по ГОСТ6482-88, диаметром 400-2400 мм. Эти трубопроводы обладают высокой прочностью и пропускной способностью в течение всего периода эксплуатации.

Принимаем цилиндрические раструбные трубы с круглым отверстием и стыковыми соединениями, уплотняемыми при помощи резиновых колец. Замок стыка выполняется из асфальтной мастики.

3.5. Колодцы канализационной сети

Колодцы на ливневой канализации (смотровые и перепадные) могут быть выполнены из сборного железобетона, кирпича и бетона.

Колодцы надлежит предусматривать: в местах присоединений; в местах изменения направления, уклонов и диаметров трубопроводов; на прямых участках в зависимости от диаметра трубы на соответствующем расстоянии.

Колодцы канализационные устраиваются по ТПР 902-09-22.84.

Колодец 26' перепадной с перепадом отметок 0,95 м.

3.6. Дождеприемники

Дождеприемники по ГОСТ 26008-83 надлежит предусматривать: в пониженных местах и в конце улиц, на перекрестках и у пешеходных переходов со стороны притока поверхностных вод.

Дождеприемные колодцы устанавливаются из железобетонных колец диаметром 1000 мм. Уклон присоединения – 0,02. При диаметре труб коллектора 600 мм и более уклон присоединения – 0,01.

4. Расчет разделительных камер

4.1. Расчет расходов разделительной камеры.

Разделительные камеры устраиваются на ливневой сети, при полной раздельной системе водоотведения на дождевой сети в отдельных местах отводного коллектора или перед очистными сооружениями для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем.

Расход стока от предельного дождя q_calследует определять согласно [1] при периоде однократного превышения интенсивности предельного дождя Р = 0,005-0,1 года.Трубопровод для сброса стока после разделительной камеры в водоем или регулирующий резервуар должен рассчитываться по формуле (4.1):

Q_сбр= 1,3*(q_cal- Q_оч) , л/с (4.1)

где q_cal– расчетный расход дождевых вод в коллекторе перед разделительной камерой.

Q_оч– расчетный расход дождевых вод направляемых на ОС, рассчитывается двумя способами:

Первый способ по формулам (4.2, 4.3):

Q_оч= л/с (4.2)

где q₂₀– интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 минут, для периода однократного превышения P=1 год, л/с ;

Ψ_д= Z_mid*A^0.2/t_r^0.2n-0.1 (4.3)

t_r– продолжительность протекания ливневых вод от крайней границы бассейна до расчетного участка, мин;

τ – зависит от географического расположения;

P_оч– период однократного превышения интенсивности дождя (P_оч = 0,05÷0,1);

Второй способ по формуле (4.4):

Q_оч= q_cal*K₁* K₂, л/с (4.4)

где K₁, K₂ – коэффициенты, зависящие от величин С и n, определяются по [1]. Выбираем большее значение Q_оч

Расчет РК-1.

Первый способ:

Ψ_д= 0,205* 232,7^0,2/15,93^0,2*0,7-0,1 = 0,687

Q_оч= = 272,18 л/с

Второй способ:

Q_оч= 599,78*0,23 = 137,95 л/с

При регулировании дождевого стока с территории населенного пункта расчетный расход дождевых вод Q_оч, направляемый на очистку может приниматься наибольший из двух расчетных

Q_сбр= 1,3*(599,78-272,18) = 425,88 л/с = 0,425 м³/с

Расчет РК-2, РК-3, РК-4, РК-5, РК-6 производим в табличной форме.

Таблица 5. Определение расчетного расхода ливневых вод.

4.2. Разделительная камера с боковым криволинейным водосливом с односторонним сбросом.

Центральный угол 90⁰. РК состоит из криволинейного лотка, внешняя сторона которого является водосливом. Расход сточных вод через водослив q_сбр, м³/с определяется по формуле (4.5):

Q^*_сбр= , м³/с (4.5)

гдеd₁– диаметр подводящего трубопровода, м;

m– коэффициент расхода, равен:

m= 0,48 при <img width="32" height="48" src="file:///C:/Users/KK/AppData/Local/Temp/OICE_BC5D08B2-C940-4F8D-96AC-752FBCF161B5.0/msohtmlclip1/01/clip_image034.gif" v:shapes="_x0000_i1042" />> 0,5

m= 0,7 при =< 0,5

Напор следует определять по формуле (4.6):

H₀= (h₁- h_гр) + B() (4.6)

гдеh₁,v₁– глубина и скорость воды на входе в РК;

В – параметр, значение которого зависит от отношения R/d₁

Высота гребня водослива определяется по формуле (4.7):

h_гр=, м (4.7)

гдеh₂,v₂– глубина и скорость движения воды в отводящей трубе.

Длина водослива при повороте на 90º определяется по формуле (4.8):

Длина разделительной камеры принимается равно длине гребня водослива, а ширину B_к определяют по формуле (4.9):

,м (4.9)

В конце расчета необходимо проверить пропускную способность трубопровода Q_сбрпо соотношению Q_сбр> 0,3 Q*сбр, если условие не выполняется, то увеличивают радиус R.</sub>

Расчет РК-1.

= = 0,71 ≥ 0,5 => m=0,48

R/d₁ =1,66 B=2,11

h_гр= 0,25+2,11*(1,20²/4*9,81)=0,33 м.

H₀= (0,60–0,33)+2,11*(1,20²/2*9,81) = 0,43

Q^*_сбр= = 0,357м³/с

l_гр= 3,14*R/2, м l_гр= l_камеры

l_гр=3,14*1/2 = 1,57 м длина камеры

=1,44 ,м

Принимаем длину камеры – 1,6 м, ширину – 1,5 м.

4.3. Разделительная камера с боковым прямолинейным водосливом с односторонним сбросом.

Длина водослива определяется по формуле (4.10):

L_гр = (4.10)

гдеQ*_сбр- расход сточных вод, сбрасываемый через ливневыпуск, м³/с, определяется по формуле (4.5), где m –коэффициент расхода, при неподтопляемом источнике жидкости, определяется по формуле (4.11)

m= 0,38 + 0,03 (4.11)

Н_о– полный напор на водосливе, м, определяется по формуле (4.12):

Н_о = Н + 0,5 (4.12)

где Н – статический напор на водосливе, м, определяется по формуле (4.13):

Н = h₁ - h_гр (4.13)

где h₁ – глубина воды в подводящем трубопроводе, м

h_гр - высота порога водослива, м

V₁ – скорость движения воды в подводящем трубопроводе, м/с

g – ускорение свободного падения, м/с²

Высота порога водослива равняется глубине воды в лотке при пропуске предельного ( не сбрасываемого0 расхода.

Высота гребня водослива определяется по формуле (4.14):

h_гр= h_o+ ξ_вх, м (4.14)

гдеξ_вх– коэффициент местного сопротивления на входе в трубу, который принимается равный 0.5.

h_o – глубина потока воды при предельном (не сбрасываемом) расходе, Q_оч

V₂ – скорость движения воды, м/с (при Q_оч),

Расчет РК-2

h₁=0,6 м.

h_o = * d₂=*0,5 = 0,22 м

Высота гребня водослива: h_гр= 0,22 + 0,5*= 0,26, м

Статический напор в в водосливе: Н = 0,6 – 0,26 = 0,34 м

Полный напор на водосливе: Н_о = 0,34 + 0,5*= 0,42 м

Коэффициент расхода: m= 0,38 + 0,03*= 0,43

Q== 0,314 м³/с

Толщина бетонной водосливной стенки принимается 0,1 м.

Длина разделительной камеры равна длине гребни водослива:

L_гр== 0,85 м ПринимаемL_гр= 1 м

Ширина разделительной камеры: В_к = 1,5 Н_о + d₃ + 0,2 = 1,5*0,42+0,6+0,2 = 1,44 м

принимается 1,5 м.

Размеры камеры РК-2: длина 1м, ширина 1,5м.

Расчет РК-3, РК-4, РК-5, РК-6 производим в табличной форме.

Таблица 5. Расчет разделительных камер.

Размеры камеры РК-3: длина 1 м, ширина 1,5 м;

Размеры камеры РК-4: длина 1 м, ширина 1,5 м;

Размеры камеры РК-5: длина 1,10 м, ширина 1,60 м;

Размеры камеры РК-6: длина 1,50 м, ширина 2,20 м;

5. Стоки талых и поливомоечных вод.

Расход талых вод значительно меньше расхода дождевых вод. Расход талых вод оказывается соизмеримым или превышает расход дождевых вод лишь для часто повторяющихся дождей.

Расход талых вод целесообразно определять по слою стока за часы снеготаяния в течение суток. В зоне с холодной зимой и устойчивым снежным покровом талые воды стекают в период весеннего снеготаяния в течение 8-10 суток. Продолжительность снеготаяния составляет около 10 часов. Для определения расхода талых вод используют формулу (5.1):

Q_max=, л/с (5.1)

гдеT– продолжительность стекания воды, ч (24ч);

h_c– слои стока за 10 дневных часов, мм (15мм);

K– коэффициент, учитывающий частичный вывоз (0,4);

F– площадь стока, га.

Q_max== 53,27 л/с

Поливомоечный сток не значительный по сравнению с ливневым стоком и его не учитывают при гидравлическом расчете ливневой сети.

Объем стока поливомоечных вод с 1 га за сутки равен 9 м³.

Объем поливомоечного стока определяется по формуле (5.2):

q_год= 0,09*К_дор*F*a_n, м³/год (5.2)

где: К_дор относительная величина площади дорожных покрытий, % (35%);

F– площадь стока, га

a_n– количество дней в течении которых производится мойка, 150дней

q_год= 0,09*0,20*54,89*150 = 148,20 м³/год

После определения расхода талых и поливомоечных вод коллектор проверяется на пропуск данных расходов. Проверка заключается в том, что по трубе, с ранее определенными диаметром и уклоном, пропускается контрольный расход иопределяется наполнение.

Городские сети ливневой канализации способны пропустить расход талых и поливомоечных вод.

6. Расчет регулирующих резервуаров

Регулирующий резервуар устанавливаются на сети дождевой канализации для снижения величины расчетного расхода перед очистными сооружениями.

Рисунок 1. Схема подключения регулирующего резервуара к дождевой сети.

Назначается коэффициент регулирования α=0,2, который представляет собой отношение между зарегулированным и расчет­ным максимальным расходом.

Тогда зарегулированный расход Q_оч вычисляется по формуле (6.1):

Q_оч=α *Q₀, м³/с (6.1)

где Q₀ – расчетный расход дождевых сточных вод ,м³/с, подходящих к разделительной камере, рассчитываемый при значениях коэффициента, учитывающего заполнение свободной емкости, β = 1.

Q_оч=0,2*1,150=0,230м³/с

По [3, табл. 3.1] находится коэффициент объема регулирующего резервуара k в зависимости от выбранной схемы, коэффициента α и пара­метра n,т.к. α=0,2, α_оп = 0,1, принимаем значение k=0,66.

Расход, вытекающий из резервуара, определяется по формуле (6.2):

где α_оп– предельный коэффициент регулирования, находится по [3, табл.3.2].

Q_оп=0,1*(1,150-0,230)=0,092 м³/с

T_r/t_r=4*60/26,34=9,1

где T_r – продолжительность дождя, ч;

t_r– время добегания до расчетного створа, ч.

Для T_r/t_r=9,1 и n=0,7 значение предельного коэффициента регулирования α_оп=0,06, что меньше α=0,2, следовательно k=0,66.

Коллектор, расположенный ниже регулирующего резервуара, рассчитывается на следующий расход по формуле (6.3):

Q=0,230+0,092=0,322 м³/с

Диаметр коллектора принимается d=500 мм.

Объем регулирующего резервуара определяется по формуле (6.4):

t_r – время добегания до расчетного створа, с;

k – коэффициент объема регулирующего резервуара, зависящий от коэффициентов α и n.

К_оч– коэффициент учитывающий непостоянство отводимого на очистку расхода, для разделительной камеры с боковым прямолинейным водосливом К_оч=0,35.

W=0,920*26,34*60*0,66*(1-0,35)=623 м³

Принимается резервуар габаритами 21*12*3 м.

7. Расчет насосной станции

7.1. Решетки

Перед сооружениями очистки поверхностного стока предусматривается установка решеток для задержания мусора. Для очистки решеток предусмотрены площадка обслуживания и контейнер для сбора мусора.

Решетки размещаются в помещении насосной станции, между решетками для их обслуживания устраиваются проходы не менее 1,2 м.

При расчете решеток определяются ее размеры и потери напора, которые возникают при прохождении сточной жидкости через решетки. Ширина решетки В_р, число прозоров n, площадь живого сечения ω определяется по расходу сточных вод и заданной скорости движения сточной жидкости через решетку.

Скорость в решетке принимается равной V_р =0,8 м/с

Исходя из общей ширины решеток, подбирается необходимое количество работающих решеток. Дополнительно устанавливается 1 резервная решетка и предусматривается устройство обводной линии для пропуска воды в случаях аварийного засора решеток.

Принимаем решетки марки РС-1000 со следующими параметрами:

- размеры решетки 840х1440 мм;

- максимальная глубина канала 1500 мм;

-Максимальная ширина канала 1060 мм;

-Угол наклона 48-55 град.;

-ширина прозоров 2 мм;

-толщина фильтрующих пластин 3 мм;

-мощность электродвигателя 1,5 кВт.

Отходы после решеток собираются в контейнер, а затем вывозят.

Рисунок 1. Принципиальная схема решетки. Решетка с механическим граблями 1-решетка, 2-цепь, 3-грабли, 4-конвейер.

Общее число прозоров решетки определяется по формуле (7.1):

(7.1)

где h₁ – глубина воды перед решеткой, h₁=0,5 м;

b – ширина прозоров решетки, b=0,002 м;

V_р – средняя скорость в прозорах решетки, V_р = 0,8 м/с;

k₃- коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, k₃= 1,05;

q – максимальный расход сточных вод, q=230 л/с=0,230м³/с.

шт.

Общая ширина решеток определяется по формуле (7.2):

(7.2)

где S – толщина стержней решетки, S=0,003 м.

,м

Число решеток определяется по формуле (7.3):

(7.3)

где В₁– ширина фильтрующей части одной решетки, м.

Принимается 2 рабочие и 1 резервную решетку.

Потери напора в решетке определяются по формуле (7.4):

(7.4)

где R – коэффициент учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки, R= 3;

ξ – коэффициент местного сопротивления решетки, зависящий от формы стержней решетки, определяется по формуле (7.5):

(7.5)

где β = 2,42 для прямоугольных стержней;

S– толщина фильтрующих пластин, S=3 мм;

b– ширина прозоров решетки, b=2 мм;

α – угол наклона решетки к горизонту, α=50°.

,м

Количество плавающего мусора на 1000 га ливневого и поливомоечного стока в среднем составляет 0,2 м³, для талого стока 0,3м³.

Количество загрязнений, улавливаемых решетками, определяются по формулам (7.6), (7.7):

(7.6)

(7.7)

где F – площадь стока.

При плотности ρ = 750 кг/м³масса загрязнений составит (7.8):

М=V_сут*ρ=0,016*750=12 кг/сут (7.8)

7.2. Подбор насосов

Определение полного напора производится по формуле (7.9)

H=H_г+h_ст+h_L+H_м+h_изм+h_р, м (7.9)

где Н_г – геометрическая высота подъема жидкости, м.

Н_г = Z₀-Z_нс, м; (7.10)

гдеZ₀-отметка подачи сточных вод;

Z₀=Z_p+h_ос, м; (7.11)

гдеZ_p-верхний уровень воды, м (принимаем по генплану 12,50м);

h_оспринимаем равным 7м.

Z_нс- отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре, м;

Z_нс=Z_к-а, м. (7.12)

гдеZ_к- отметка дна подводящего коллектора;

h_ст- потери напора в коммуникациях внутри напорной станции, принимаем 2,5 м;

h_L- потери напора по длине в напорных трубопроводах, м;

h_L = i*L, м; (10.13)

i-гидравлический уклон;

l- длина напорных водоводов, l=200 м.

h_L =12,5*200/1000 = 2,51 м;

H_м- потери напора на местные сопротивления, принимается 10% от потерь по длине, м;

H_изл- запас на излив жидкости из трубопроводов, м.

Н=(19,50-4,36)+2,5+0,17+0,1*2,51+1+0,3=19,36 м.

Насосная станция перекачивает сточные воды в две рабочих нитки. Длина напорных линий 200м.

Расход, проходящий по одной нитке равен 115 л/с.

Устанавливается насос марки GrundfosS2.120.250.650.8.70.Н.S.534.G.N.D (2-рабочих, 1-резервный), cэлектродвигателем мощностью 47кВт. С характеристиками:

Расход – 170 л/с;

Напор – 20 м;

К.П.Д.- 76,4%;

Рисунок 2. График совместной работы насосов.

Часть 2

Проектирование локальных очистных сооружений

для очистки ливневых сточных вод.

8. Расчет концентрации загрязнений стока и необходимой очистки сточных вод

8.1. Нормативы качества воды в водоеме

При выпуске сточных вод в водоемы учитываются предельные допус­тимые концентрации (ПДК) вредных загрязнений. Условия спуска сточных вод в водоемы регламентированы СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и другими нормативными и законодательными документами, обеспечивающими выполнение закона РФ «Об охране окружающей природной среды».

Для питьевого и хозяйственно-бытового водопользования нормативными являются сле­дующие показатели:

- взвешенные вещества – при сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на 0,25 мг/дм³;

- растворенный кислород – не должен быть менее 4 мг/дм³ в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня;

- БПК₅– не должно превышать при температуре 20⁰С 2 мг О₂/дм³.

8.2. Расчет коэффициента смешения

Коэффициент смешения определяется по формуле (8.1):

, (8.1)

где Q – расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, Q =10,50 м³/с;

q – расход сточных вод, q = 0,230 м³/с;

L – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, L =500 м;

α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.

Коэффициент смешения определяется по формуле (8.2):

,(8.2)

где ζ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска, ζ = 1,5;

φ – коэффициент извилистости русла, φ = 1,1;

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяется по формуле (8.3):

Е = V_срН_ср/200, (8.3)

где V_ср – средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, V_ср= 0,3 м/с;

Н_ср – средняя глубина реки на том же участке, Н_ср= 3,8 м.

Е = 0,3*3,8/200 = 0,0057

α = 1,5*1,16*= 0,27

а = = 0,14

Кратность разбавления в расчетном створе определяется по формуле (8.4):

n = (aQ+q)/q (8.4)

n = (0,13*10,5+0,230)/0,230 = 7,44

8.3. Расчет необходимой степени очистки по взвешенным веществам.

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ, спускаемых в водоем, в сточных водах определяется по формуле (8.5):

m = P*(a*Q / q + 1) + b, мг/л, (8.5)

где Р – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, Р = 0,25 мг/л;

b – содержание взвешенных веществ в водоеме до спуска в него сточных вод, b = 4,9 мг/л.

m = 0,25*(0,13*10,5/0,230 + 1) + 4,9 = 6,8 мг/л

Степень необходимой очистки по взвешенным веществам определяется по формуле (8.6):

(8.6)

=98,8%

Определяем количество взвешенных веществ выносимых за расчетный дождь, определяется по формуле (8.7):

M₀= 0,1∙h_см∙F∙ψ∙C₀∙a (8.7)

гдеh_см– среднесуточный максимум атмосферных осадков, h_см=75мм

F – площадь водосброса, га; F=54,89 га;

Ψ – общий коэффициент стока дождевых вод, определяется как,

Ψ_д =Z_midA^0.2/t^0.2n-0.1 =0,205* 732,7^,2/26,34^,2*0,7-0,1 = 0,67 (8.8)

C₀ – средняя за дождь концентрация взвешенных веществ, кг\м³(0,50 кг\м³)

а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осаждению

где Z_i,- расстояние от ливневыпуска до нижней границы рассматриваемого участка водотока, м,

Н_i = Н_р– средняя глубина реки 3,8м

Средняя скорость воды в реке V_ср=0,33м/с

По таблице 1[3] находим предельную величину гидравлической крупности частиц, способных к осаждению – U мм\с:

U = 1,2мм\с, по таблице 2 [3] а = 18%.

M₀ = 0,1∙75∙54,89∙0,67∙0,50∙18 = 2482,4 кг

8.4. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по БПК

Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по БПК_полн учитывает самоочищение вод в водоеме за счет биохимических процессов, а также разбавление ливневых вод водами водоема.

Допустимая БПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, определяется по формуле (8.9):

(8.9):

где Q – расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, Q = 10,50 м³/с;

q –расход сточных вод, q = 0,230 м³/с;

L_см.п.д. – предельно допустимая БПК_полн. смеси речной и сточной воды в водоеме в расчетном створе, L_см.п.д. =2,4 мг/л;

L_р – БПК_полнречной воды до выпуска сточных вод, L_р = 1,2*БПК₅= 1,2*1,95=2,34 мг/л.

мг/л

Необходимая степень очистки сточных вод определяется по формуле (8.10):

(8.10):

где L_ст– действительная БПК₂₀сточной вода поверхностного стока, L_ст=50,0 мг/л.

8.5. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по растворенному кислороду

Допустимая БПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, определяется по формуле (8.11):

(8.11)

где L_р – БПК_полнречной воды до выпуска сточных вод, L_р = 2,34 мг/л;

Q – расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, Q = 10,5 м³/с;

q –расход сточных вод, q = 0,230 м³/с;

О_р – содержание растворенного кислорода в речной воде до выпуска сточных вод, О_р = 7,11 мг/л;

Р_к – нормативное предельное минимально допустимое содержание кислорода в речной воде после выпуска сточных вод, Р_к=2 мг/л;

R – коэффициент для перерасчета БПК_полн. в двухсуточную БПК₂, R=0,4.

мг/л

Необходимая степень очистки сточных вод определяется по формуле (7.13):

(7.13)

9. Очистные сооружения

Очистные сооружения проектируются для очистки поверхностного стока до показателей, необходимых для сброса очищенных сточных вод в водоем.

Очистные сооружения рассчитываются на 100% расход, поступающий на очистку.

Рисунок 3. Технологическая схема очистных сооружений

9.1. Приемная камера

Сточные воды на очистные сооружения поступают с помощью канализационной насосной станции. Для приема сточных вод устраивается приемная камера из сборного железобетона.

Размеры приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений. Принимаем камеру ПК-2-40. При расходе сточных вод 230 л/с принимаем следующие размеры камеры: 1000х1500х1200.

Рисунок 4. Приемная камера.

9.2. Аккумулирующая емкость

С приемной камеры поверхностный сток направляется в аккуму­лирующую емкость. При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усредне­ние его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением из стока удаляется основная масса нерастворенных примесей.

Высоту зоны отстаивания в емкости следует принимать в пределах 1,5-4 м, высоту свободной зоны над уровнем воды 0,3-0,5 м, высоту ней­тральной зоны над уровнем осадка 0,4-0,5 м.