Скачать: livnevka_khayser.zip [2,04 Mb] (cкачиваний: 2)  

1. Исходные данные. 5

2. Выбор системы и схемы ливневой канализации, трассировка сети. 6

3. Расчет дождевой сети. 7

4. Гидравлический расчет коллекторов ливневой сети и построение продольного профиля. 10

5. Определение начальной глубины заложения сети. 13

6. Трубы, колодцы и дождеприемники для ливневой канализационной сети. 14

6.1. Трубы для ливневой канализационной сети. 14

6.2. Колодцы канализационной сети. 14

6.3. Дождеприемники. 14

7. Порядок расчета разделительных камер. 16

7.1. Расчет разделительной камеры №1. 20

7.2. Расчет разделительной камеры №2. 21

7.3. Расчет разделительной камеры №3. 23

7.4. Расчет разделительной камеры №4. 23

7.5. Расчет разделительной камеры №5. 23

7.6. Расчет разделительной камеры №6. 23

8. Регулирующий резервуар. 24

8.1. Расчет регулирующего резервуара. 24

9. Насосная станция. 26

9.1. Подбор насосов. 26

9.2. Решетки. 27

Часть 2 Проектирование локальных очистных сооружений для очистки ливневых сточных вод. 30

10. Расчет концентрации загрязнений стока и необходимой степени. очистки

сточных вод. 31

10.1. Нормативы качества воды в водоеме. 31

10.2. Определение коэффициента смешения. 31

10.3. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по взвешенным веществам. 32

10.4. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по БПК.. 34

10.5. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по растворенному кислороду. 35

11. Локальные очистные сооружения. 36

11.1. Приемная камера. 36

11.2. Аккумулирующая емкость. 36

11.3. Вертикальные напорные скорые фильтры с пенополистирольной загрузкой 39

12. Дополнительные сооружения на очистных сооружениях ливневого стока 42

13. Генплан локальных очистных сооружений. 44

Список литературы.. 45

Курсовая работа выполнена на основании задания на проектирование.

Город Высоцк расположен в Тульской области.

Рельеф местности имеет общий уклон в сторону реки. Глубина залегания грунтовых вод на территории города составляет 4,0 м. Глубина промерзания составляет 1,5 м.

Рельеф города Высоцк спокойный, с уклоном в сторону водоема. 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 разделительные камеры сбрасываются 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 от реки в соответствии со СНИП 2.04.03-85. Площадь локальных очистных сооружений 4 га.

Графическая часть выполнена на 4 листах форматах А2. Необходимые расчеты, схемы и таблицы приведены в пояснительной записке, которая содержит 45 страниц.

1.Исходные данные

Вариант плана города– 10.

Месторасположения населенного пункта – Тульская область.

Разбивка территории по роду поверхности:

кровля – 40%;

асфальт – 40%;

газоны – 10%;

грунтовые поверхности – 10%.

Средняя глубина залегания грунтовых вод на территории населенного пункта – 4,0 м.

Конструкция сооружение на ливневой сети, разрабатываемое в проекте – смотровой колодец.

2.Выбор системы и схемы ливневой канализации, трассировка сети

Система канализования для данной курсовой работы принимается раздельная.

Схема канализации и трассировка сети зависят от целого ряда местных условий, в первую очередь от рельефа местности и планировки населенного пункта.

В курсовой работе принята пересеченная схема, при которой сборные коллекторы трассируют перпендикулярно к нижней границе площади канализования, чтобы кратчайшим путем транспортировать стоки на очистные сооружения или выпустить дождевые воды в реку при интенсивных осадках. Далее уличные коллекторы собираются в главные и транспортируются на ЛОС. В конце всех уличных коллекторов устанавливаем разделительные камеры.

Очищенные сточные воды направляются на городские очистные сооружения для дальнейшего обеззараживания.

Ливневые воды поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники.

3.Расчет дождевой сети

Расчет сети производится после выполнения подготовительных работ: трассировки сети, установления расчетных участков, нахождения их площадей водосбора, определения коэффициента стока Ψ, выбора расчетной формулы и др.

Границы расчетных участков определяется осями улиц или положением дождеприемников.

В зависимости от местных условий и экономических соображений назначают период однократного переполнения Р, находят параметры А и n, вычисляют средний коэффициент стока z_mid и в зависимости от площадей водосбора F, а также t – расчетную продолжительность дождя, мин, равную продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка, для каждого расчетного сечения определяются соответствующие расходы воды [1].

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

где z_mid – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхности бассейна стока и определяемого согласно [1, табл. 9], расчет z_mid приведен в табл. 3.1;

F – расчетная площадь стока, га;

t_r – расчетная продолжительность дождя, мин;

A – параметр, определяемый согласно [1].

Территории садов и парков, не оборудованные дождевой закрытой или открытой сетью, в расчетной величине площади стока и при определении коэффициента z не учитываются. Озелененные площади внутри квартала (полосы бульваров, газоны и т.п.) следует включать в расчетную величину площади стока и учитывать при определении коэффициента, характеризующего поверхность бассейна.

Для водонепроницаемых поверхностей (кровля, асфальт) величину z принимают в зависимости от параметра А, зависящего от метеорологических условий и географического месторасположения [1] по формуле (3.2):

где q₂₀ – интенсивность дождя, л/(с×га), определяется по [1, черт. 1], q₂₀ = 85 л/(с×га);

n – показатель степени определяемый по [1, табл. 4], n = 0,71;

P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя принимают по [1, п. 2.13], P = 1;

– среднее количество дождей за год, принимаемое по [1, табл. 4], = 150;

γ – показатель степени, принимаемый по [1, табл. 4], γ= 1,54.

.

Таблица 3.1

Определение средневзвешенного значения коэффициента покрова z_mid

Расчетная площадь стока определяется по формуле (3.3):

где В – ширина квартала, м;

b – ширина улицы, м;

l_can – длина лотка от линии застройки квартала до первого дождеприемника, м.

Расчетная продолжительность дождя t_r определяется по формуле (3.4):

где t_con – продолжительность протекания дождевых вод по поверхности до уличного лотка.

При отсутствии внутриквартальной дождевой сети или при наличии лишь дождеприемников у красной линии застройки кварталов t_con принимается равным 5–10 мин.

t_can – продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам до дождеприемников определяем по формуле (3.5):

где l_can – длина лотка, м (сторона квартала);

V_can – скорость движения воды в лотке, м/с;

t_p – продолжительность протекания дождевых вод по трубопроводам до расчетного сечения определяется по формуле (3.6):

где l_p – длина расчетного участка трубопровода, м;

V_p – скорость движения воды на участках, предварительно принимаем V_p = 1 м/с.

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

Расчетная продолжительность дождя для последующего участка равна сумме расчетной продолжительности дождя для предыдущего участка и времени пробегания капли дождя по данному участку.

Наполнение дождевой сети рекомендуется принимать равным 1.

4.Гидравлический расчет коллекторов ливневой сети
и построение продольного профиля

Задача проектирования дождевых сетей заключается в нахождении таких диаметров труб и отметок лотков коллектора, при которых сеть водоотведения обеспечивает пропуск расчетных расходов при допустимых скоростях течения жидкости, а стоимость сети минимальная.

При расчете сетей водоотведения, чтобы избежать заиливания трубопроводов, скорость потока ограничивают минимальными скоростями.

Диаметры труб находим при условии, чтобы скорость течения дождевых вод была не меньше минимальной, т. е. 0,7 м/с.

Для дождевой сети минимальные диаметры трубопроводов для уличной сети принимаются 250 мм.

Наименьшие уклоны трубопроводов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод [1].

Уклоны соединительных веток от дождеприемников до колодцев следует принимать 0,02.

Наибольшие скорости дождевых и допускаемых к спуску в водоемы производственных сточных вод в каналах следует принимать по [1].

Все выполненные расчеты представлены в табл. 4.1.

В итоге гидравлического расчета строится продольный профиль.

При построении продольного профиля от диктующих точек заглубление трубопровода получается наибольшим, что обеспечивает самотечное присоединение других более благоприятно расположенных боковых веток к проектируемому коллектору.

Соединение трубопроводов различных диаметров предусматривается в колодцах по шелыгам труб.

5.Определение начальной глубины заложения сети

Заложение дождевой сети определяется возможностью обеспечить присоединение канализуемых площадей стока к уличной сети, а также необходимостью предохранить ее от промерзания и механических повреждений. В соответствии [1, п. 48.8] наименьшую глубину заложения лотка канализационных трубопроводов допускается принимать: для труб d до 500 мм на 0,3 м, для труб большого диаметра – на 0,5 м меньше большей глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м до верха трубы, считая от отметки поверхности земли

Начальная глубина заложения определяется следующей формулой (5.1)

где h_min – глубина заложения трубопровода линии присоединения от наиболее удаленного дождеприемника, определяемая по формуле (5.2):

где h_пр – глубина промерзания грунта определяется по справочнику климатологии;

а – величина, зависящая от диаметра трубопровода, принимается по [1, п. 4.8];

– уклоны труб присоединительной ветки и внутриквартальной сети.

– длины присоединительной ветви и внутриквартальной сети от наиболее отдаленного дождеприемника до колодца на уличной магистрали (принимают по плану квартала с нанесенными на нем дождеприемниками и внутриквартальной сетью), м.

(для труб d<500 мм)

(для труб d>500 мм)

6.Трубы, колодцы и дождеприемники
для ливневой канализационной сети

6.1. Трубы для ливневой канализационной сети

В курсовой работе для канализационных трубопроводов ливневого стока самотечной канализации принимаются безнапорные железобетонные трубы по ГОСТ 64820–88, асбестоцементные безнапорные по ГОСТ 1839-80 и для напорных трубопроводов – чугунные напорные по ГОСТ 9583-75*.

Железобетонные трубы предпочтительнее для ливневого стока, так как у них высокая прочность и пропускная способность в течение всего периода эксплуатации.

6.2. Колодцы канализационной сети

Колодцы на ливневой сети (смотровые и перепадные) выполнены из сборного железобетона (круглые в плане).

Места установки и размеры колодцев производят в соответствии с [1].

Для колодцев из сборного железобетона разработан типовой проект 902.09.46–88 (альб. 3).

Высотная увязка труб в колодцах осуществляется по шелыгам.

6.3. Дождеприемники

Дождеприемники устанавливают в пониженных местах и в конце улиц, на перекрестках и у пешеходных переходов на расстояниях, определяемых продольным уклоном улиц Таблица 6.1.

Таблица 6.1

Дождеприемные колодцы устраиваются обычно из железобетонных колец диаметром 0,7–1 м. Глубина колодцев зависит от глубин промерзания грунтов.

Длина присоединения (ветки) от дождеприемника до смотрового колодца на коллекторе не должна быть более 40 м. Диаметр присоединения назначается по расчетному притоку воды к дождеприемнику при уклоне 0,02, но должен быть не менее 200 мм (принимаем диаметр 200мм).

7.Порядок расчета разделительных камер.

Разделительные камеры устраиваются на ливневой сети при полной раз­дельной и полураздельной системах водоотведения. Места расположения и назначения их различны.

В курсовой работе принята раздельная система водоотведения, при которой разделительные камеры устанавливают­ся:

на дождевой сети в отдельных местах отводного коллектора или перед
очистными сооружениями для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;

на сооружениях для самостоятельной очистки дождевых сточных вод
при необходимости разной степени очистки.

Основные требования, предъявляемые к разделительным камерам:

отвод сточных вод без сброса наиболее загрязненной их части;

малая засоряемость сбросных и водоотводящих устройств.

В данной работе приняты раз­делительные камеры с боковым криволинейным водосливом (центральный угол α=90⁰), она состоит из криволинейного лотка, внешняя сто­рона которого является водосливом и с боковым прямолинейным водосливом с односторонним сбросом, они состоят из лотка, одна сторона которого является водосливом.

При проектировании камер с водосливами диаметр подводящего коллек­тора (трубопровода) d₁ принимают, исходя из расчетного расхода q_cal дожде­вых вод при полном заполнении трубопровода. Диаметр отводящего трубо­провода d₂ должен обеспечить пропуск предельного расхода Q_оч отводимо­го на очистку. Ливнеотвод d₃ должен обеспечить отведение расхода Q_c6p.

Предельный расход Q_оч должен отводиться на очистку без перелива че­рез гребень водослива. Гребень водослива целесообразно выполнять метал­лическим или подвижным в вертикальном направлении, это обеспечит изме­нения высоты гребня при наладочных работах.

Расход стока от предельного дождя q_cal следует определять согласно [1, п. 2.11] при периоде однократного превышения интенсивности предельного дождя Р_lim = 0,05–0,1 года, обеспечивающем отведение на очистку не менее 70% годового объема поверхностных сточных вод.

Трубопровод для сброса стока после разделительной камеры в водоем или регулирующий резервуар должен рассчитываться по пропуску расхода, определяемого по формуле (7.1):

где q_cal – расчетный расход дождевых вод в коллекторе перед разделитель­ной камерой, л/с;

Q_оч – расчетный расход дождевых вод направляемых на очистные со­оружения, 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.

Способ 1:

Производят расчет ливневой сети на прием дождя с выбранным перио­дом однократного превышения интенсивности дождя Р_оч = P_lim = 0,05–0, 1 года [1], в этом случае, конечная расчетная формула (7.2)будет иметь вид:

где q₂₀ – интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 минут, для периода однократного превышения, л/(с×га), определяется по [1, черт. 1], q₂₀ = 60 л/(с×га);

F – расчетная площадь стока, га;

n – показатель степени зависящий от географического положения объекта, определяемый по [1, табл. 4], n = 0,60;

ψ_Д – средний коэффициент стока ливневых вод, зависит от постоянных значений коэффициента стока ψ для разного рода поверхностей и их площади:

t_r – – продолжительность протекания дождевых вод от крайней границы бассейна до расчетного участка;

τ – параметр, зависящий от географического параметра "С", характери­зующего вероятность интенсивности осадков [3, табл. 1.1].

A – параметр, определяемый согласно [1, п.2.12].

z_mid – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхности бассейна стока и определяемого согласно [1, табл. 9];

Р_оч – период однократного превышения интенсивности дождя в годах, сток от которого полностью подается на очистные сооружения. При определении расчетного расхода Q_оч, Р_оч=Р_lim [1].

Способ 2:

Значение Q_оч определяют из расчетного расхода q_cal дождевых вод при

Р = 1 год в сети перед камерой по формуле (7.4):

К₁, – коэффициент, учитывающий изменение параметров стока при уменьшении значения Р, принятые при расчете дождевой сети; значения ко­эффициента зависят от величины Си n для различных условий расчета очи­стных сооружений и сети дождевой канализации [3, табл. 1.2, 1.3].

Разделительная камера с боковым криволинейным водосливом (гребнем) с односторонним сбросом.

Центральный угол α= 90⁰. Камера состоит из криволинейного лотка, внешняя сторона которого является водосливом.

Расход сточных вод через водослив определяется по формуле(7.5):

где d₁ – диаметр подводящего трубопровода, м;

m – коэффициент расхода при неподтопляемом истечении жидкости (с некоторым запасом по длине водослива) равный

при

при

Полный напор на водосливе определяется по формуле (7.6):

где В – параметр, значение которого зависит от отношения [3, табл. 2.1].

Высота порога водослива определяется по формуле (7.7):

где – скорость движения воды при предельном (не сбрасываемом) расходе Q_оч, м/с;

h₁, h₀– глубина воды в подводящем трубопроводе при расчетном (q_cal) и предельном расходе (Q_оч) соответственно, м;

R– радиус порога водослива, который принимают равным по конструк­тивным решениям 1–2 м.

Длина водослива при повороте на 90⁰ составит:

В конце расчета необходимо проверить пропускную способность трубо­провода Q_очпо соотношению , если условие не выполняется, то увеличивают радиус R.

Разделительная камера с боковым прямолинейным водосливом с односторонним сбросом

Длина водослива определяется по формуле, м:

где Н₀ – полный напор на водосливе равный, м:

где Н – статический напор на водосливе, м.

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 гребня водослива находится по формуле

где – коэффициент местного сопротивления на входе в трубу, принимаем равным 0,5;

h₀ – глубина потока воды при предельном (не сбрасываемом) расходе Q_оч в м, её находим по наполнению трубопровода d₂;

V₂– скорость движения воды м/с при предельном расходе Q_оч.

Длину камеры следует принимать равной длине гребня водослива, а ширину В_копределяем по формуле, м:

7.1. Расчет разделительной камеры №1

1) Определяем расчетный расход по первому способу

Определяем средний коэффициент стока ливневых вод:

При С = 0,85 τ= 0,2

При определении Q_очпринимается Р_оч = 0,05 года, получаем:

2) Определяем расчетный расход по второму способу

При С = 0,85, n = 0,71, Р_оч = 0,07, Р=1 К₁ = 0,22;

Из двух полученных значений принимаем большее, т.е.

Принимаем диаметр трубопровода d₂= 800 мм, V₂ = 1,11 м/с

3) Находим расход для определения диаметра сбросного трубопровода
ливневых вод:

Принимаем диаметр сбросного трубопровода d₃ = 900 мм, V₃ = 1,25 м/с

4) Расчет камеры

Радиус порога водослива принимаем 1,5 м, отсюда В = 2,17

При полученных расходах имеем глубины воды в подводящем трубопроводе

h₀ = 0,286 м (находим из отношения Q_оч к q_cal)

Определяем высоту порога водослива:

Определяем полный напор на водосливе:

Определяем расход сточных вод через водослив :

Проверяем пропускную способность трубо­провода Q_оч

условие выполняется

Длина водослива при повороте на 90⁰ составит:

Ширину камеры В_копределяем по формуле (7.13)(7.3):

Принимаем ширину камеры В_к= 2,5м

7.2. Расчет разделительной камеры №2

1) Определяем расчетный расход по первому способу

Определяем средний коэффициент стока ливневых вод:

При С = 0,85, τ= 0,2

При определении Q_очпринимается Р_оч = 0,07 года, отсюда

2) Определяем расчетный расход по второму способу

При С = 0,85, n = 0,71, Р = 1, P_оч=0,07 К₁ = 0,22;

Из двух полученных значений принимаем большее, т.е.

Принимаем диаметр трубопровода d₂= 500 мм,V₂ = 1,17 м/с

3) Находим расход для определения диаметра сбросного трубопровода
ливневых вод:

Принимаем диаметр сбросного трубопровода d₃ = 600 мм, V₃ = 1,32 м/с

4) Расчет камеры

При полученных расходах имеем глубины воды h₀ = 0,204 м.

Определяем высоту порога водослива:

Определяем статический напор на водосливе:

Н=0,594 – 0,239=0,355м

Определяем полный напор на водосливе:

Определяем коэффициент запаса расхода:

Определяем расход сточных вод через водослив :

Проверяем пропускную способность трубо­провода Q_оч

условие выполняется

Длина водослива составит:

Ширину камеры В_копределяем по формуле(7.13):

Принимаем ширину камеры В_к= 1,40 м

7.3. Расчет разделительной камеры №3

Расчёт аналогичен расчету разделительной камеры №2.

Q_оч =99,8 л/с;

Q_сб=188,36 л/с;

l_гр=1,0 м; B_к=1,3 м

7.4. Расчет разделительной камеры №4

Расчёт аналогичен расчету разделительной камеры №2.

Q_оч =447,0 л/с;

Q_сб=843,32 л/с;

l_гр=1,4 м; B_к=2,1 м

7.5. Расчет разделительной камеры №5

Расчёт аналогичен расчету разделительной камеры №2.

Q_оч =526,1 л/с;

Q_сб=992,6 л/с;

l_гр=1,5 м; B_к=2,3 м

7.6. Расчет разделительной камеры №6

Расчёт аналогичен расчету разделительной камеры №2.

Q_оч =533,8 л/с;

Q_сб=1245,6 л/с;

l_гр=1,6 м; B_к=2,3 м

8.Регулирующий резервуар

Регулирующие резервуары устанавливаются на сетях дождевой сети и общесплавной системы водоотведения для снижения величины расчетного расхода в следующих случаях:

перед насосной станцией;

перед очистными сооружениями.

Расчет регулирующих резервуаров заключается в определении их емко­сти и величины расхода стока ниже резервуара.

Сначала назначают коэффициент регулирования α в пределах 0,1...0,9, который представляет собой отношение между зарегулированным и расчет­ным максимальным расходом.

Тогда зарегулированный расход Q_оч можно вычислить по формуле (8.1):

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

По [3, табл. 3.1] находят коэффициент объема регулирующего резервуара k в зависимости от выбранной схемы, коэффициента α, а также от пара­метра n.

Для раздельной системы объем регулирующего резервуара определяем по формуле(8.2):

t_r – время добегания до расчетного створа, с;

k – коэффициент объема регулирующего резервуара, зависит от α, n.

К_оч – коэффициент учитывающий непостоянство отводимого на очистку расхода, для разделительных камер с прямолинейным боковым водосливом К_оч = 0,35

8.1. Расчет регулирующего резервуара

Для расчета принимаем схему 1 [3, рис. 3.1].

Рис. 8.1. Схема подключения регулирующего резервуара

к дождевой сети

Принимаем коэффициент регулирования α = 0,3 (n= 0,71), отсюда коэффициент k = 0,35; Т_д=6ч=360 мин; t_r=42,01 мин.

Зарегулированный расход Q_оч составит:

Для полученного расхода принимаем диаметр отводящего трубопровода 300мм.

Определяем объем регулирующего резервуара:

По рассчитанному объему принимаем резервуар со следующими размерами:

длина – 29,4 м;

ширина – 12,0 м;

глубина – 4 м.

Q_опр=α_оп(Q₀-Q_оч)=0,1(1779,4-533,8)=124,6 л/с;

9.Насосная станция

9.1. Подбор насосов

При проектировании насосной станции необходимо определить расход дождевых вод, подлежащих перекачке, а также напор, развиваемый насосом.

Требуемая подача насосов составляет:

Q =658,4л/с =2370,24 м³/ч.

Напор насосной станции определяем по формуле (9.1):

где h_н.с. – потери напора в коммуникациях внутри насосной станции, h_н.с. = 2,50 м;

h_н. – потери напора в напорных трубопроводах, м;

h_зап. – запас на излив жидкости из трубопровода, h_зап. = 1,00 м;

Н_геом – геометрическая высота подъема жидкости, определяется по формуле (9.2):

где z₂ – отметка уровня воды в приемной камере очистных сооружений;

z₁ – расчетная отметка жидкости в приемном резервуаре, определяется по формуле (9.3):

где z_к – отметка дна подводящего коллектора;

а – расстояние от дна коллектора до среднего уровня жидкости в резервуаре, а = 1,00 м.

Потери напора в наружных напорных трубопроводах определяются по формуле (9.4):

где i – гидравлический уклон;

l – длина напорных трубопроводов, м;

1,1 – коэффициент, учитывающий местные сопротивления.

;

;

;

Требуемый напор составляет: Н = 12,0м.

Подбираем 3 насоса Grundfos марки S3.120.300.500.8.66M.S.449.G.N.D.

Характеристики насосной группы:

подача 680 м³/ч;

напор 12.1 м;

мощность 130 кВт;

КПД=71.1%;

9.2. Решетки

Перед сооружениями для регулирования и очистки поверхностного стока следует предусматривать установку решеток для задержания мусора. Для очистки решеток должны быть предусмотрены площадка обслуживания и контейнер для сбора мусора.

Решетки выполняются из круглых, прямоугольных или иных форм металлических стержней с прозорами 10-20 мм. Для ливневого стока применяем неподвижные. Для удобства съема загрязнений решетки устанавливаются под углом 60-70⁰.

Решетки размещают в отдельно отапливаемом помещении (t – 18⁰С), между решетками для их обслуживания применяются проходы не менее на 1,2 м . Пол здания располагают не менее чем на 0,5 м выше расчетного уровня воды в канале.

В курсовой работе решетки совмещены с насосной станцией в одном здании.

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

Эта скорость должна быть такой, чтобы задержанные на решетках отбросы под влиянием кинетической энергии струй, не проваливались через прозоры. Исходя из этого условия V_р применяют равной 0,8-1 м/с.

Исходя из общей ширины решеток, подбирают необходимое количество работающих решеток. Дополнительно устанавливаем 1 резервную решетку и предусматриваем устройство обводной линии для пропуска воды в случаях аварийного засора решеток.

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

Количество загрязнений, улавливаемых решетками, определяем по формуле (9.5):

.

(9.5*)

.

Так как по снегу больше то приниаем его.

При плотности ρ = 750 кг/м³масса загрязнений составит:

Принимаем 1 рабочую и 1 резервную решетки марки МГ со следующими параметрами:

ширина решетки 2100 мм;

ширина фильтрующей части 810 мм;

высота от дна 4500 мм;

длина 2600 мм;

высота выгрузки от пола 900 мм;

максимальная глубина канала 3000 мм;

ширина прозоров 16 мм;

толщина фильтрующих пластин 10 мм;

масса 4500 кг;

максимальный уровень жидкости перед решеткой 2000 мм

мощность электродвигателя 1,5 кВт.

Потери напора в решетке определяем по формуле (9.6):

где

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

ξ – коэффициент местного сопротивления решетки, зависящий от формы стержней решетки, определяем по формуле (9.7):

где

β = 2,42 для прямоугольных стержней;

S – толщина элементов;

b – прозоры.

.

Часть 2
Проектирование локальных очистных сооружений
для очистки ливневых сточных вод.

10.Расчет концентрации загрязнений стока и необходимой степени. очистки сточных вод

10.1. 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 окружающейприродной среды».

Для рекреационного 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 (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на 0,25 мг/дм³;

растворенный кислород – не должен быть менее 4 мг/дм³в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня;

БПК_полн. – не должно превышать при температуре 20⁰С 3 мг О₂/дм³.

10.2. Определение коэффициента смешения

Самоочищающая способность воды в водоеме зависит от условий смешения и разбавления сточных вод водой водоемов. Коэффициент смешения определяем по формуле (10.1):

где Q – расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска сточных вод, Q = 9,5 м³/с;

q – расход сточных вод, q = 0,6584 м³/с;

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

α – коэффициент, зависящий от гидрологических условий смешения; определяется по формуле (10.2):

где φ – коэффициент извилистости русла реки, φ = 1,15;

ξ – коэффициент, учитывающий место расположения выпуска, для руслового выпуска ξ = 1,5;

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяем по формуле (10.3):

где V_cр.– средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, V_cр. = 0,09 м/с;

Н_ср. – средняя глубина реки на том же участке, Н_ср. = 4,3м.

Кратность разбавления определяется по формуле (10.4):

10.3. Расчет необходимой степени очистки ливневых сточных вод по взвешенным веществам

Предельно допустимое содержание взвешенных веществ, в спускаемых в водоем сточ­ных водах в соответствии с санитарными правилами определяем по формуле (10.5):

где P – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, Р = 0,25 г/м³;

Q – наименьший среднемесячный расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, м³/с;

b – содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод, г/м³.

Степень необходимой очистки по взвешенным веществам определяем по формуле (10.6):

где С – количество взвешенных веществ в сточной воде до очистки, мг/л

Количество взвешенных веществ, выносимых за расчетный дождь способных к осаждению, определяется по формуле (10.7):

где F_i – расчетная площадь стока, га;

h_см – среднесуточный максимум атмосферных осадков, h_см = 68 мм [9 табл.2*];

Ψ – общий коэффициент стока дождевых вод, 0,722.

C₀ – средняя за дождь концентрация взвешенных веществ в стоке, C₀= 0,530 кг/м³;

а – процентное содержание взвешенных веществ, способных к осажде­нию на заданном участке водотока в зависимости от их гидравлической крупности.

Для определения гидравлической крупности надо знать скорость течения воды в реке и от­ношение средней глубины реки к расстоянию от ливневыпуска до нижней грани­цы рассматриваемого водотока:

Зная указанные величины и U=0,46мм/с, подбираем а = 21% [3 табл. 1 и 2]

10.4. 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, определяем по формуле (10.8):

где Q – расход воды в водоеме при 95% обеспеченности, Q = 9,8 м³/с;

q – расход сточных вод, q = 0,0439 м³/с;

k_ст– константа скорости потребления кислорода сточной водой;

T –температура сточной воды в летний период Т – 22⁰;

k_р – константа скорости потребления кислорода речной водой, k_р= 0,2 (реки со скоростью течения до 0,5 м\с);

L_п.д. – предельно допустимая БПК_полн.смеси речной и сточной воды в расчетном створе, L_п.д.= 3 мг/л;

L_р – БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод, L_р = 1,3/0,75 = 1,73 мг/л (БПК₅составляют 0,75 от БПК _полн).;

t –продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до рас­четного пункта( створа), равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска до расчетного створа к средней скорости течения воды в реке на данном участке сут.

,

где l – длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

υ – средняя скорость течения воды в реке; 0,09м/с

Так как L_a =74,8 мг/л> , поверхностнай сток нуждается в очистке по БПК.

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

В соответствии с СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л. Исходя из этого, можно определить допустимую для данного водоема максимальную БПК спускаемых сточных вод.

Допустимая БПК_полн. сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода определяем по формуле (10.11):

(10.11)

где L_ex – полное биохимическое потребление кислорода_. сточной водой, мг/л;

О_р –содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, О_р= 7,4 мг/л;

О –минимальное содержание растворенного кислорода в воде, О = 4 мг/л;

0,4– коэффициент для перерасчета БПК_полн. в двухсуточное.

Так как L_a =74,8 мг/л > ,то необходима очистка.

Эффект очистки сточных вод по растворенному кислороду

11.Локальные очистные сооружения

Локальные очистные сооружения проектируются для очистки поверхностного стока до показателей, необходимых для использования очищенных сточных вод для технологических нужд промышленного предприятия.

После аккумулирующей емкости очистные сооружения рассчитываются на 20% расход, поступающий на очистку.

Технологическая схема очистных сооружений представлена на рис.11.1.

Рисунок 11.1 Технологическая схема локальных очистных сооружений.

11.1. Приемная камера

Сточные воды на очистные сооружения поступают по двум напорным водоводам ø600. Для приема сточных вод устраиваем приемную камеру из сборного железобетона.

Размеры приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений. При расходе сточных вод 790,88 м³/ч принимаем ПК-2-70со следующими размерами камеры: 1600х2500х1600(h). Схема приемной камеры приведена на рис. 10.2.

Рисунок 11.2. Приемная камера

11.2. Аккумулирующая емкость

Рис 11.3.Регулирующий резервуар с функцией аккумулирующей емкости.

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.

Во впу­скных устройствах секций следует предусмотреть установку щитовых затво­ров для отключения секций на отстаивание стока, удаление осадка или ре­монт. Конструкция выпускных устройств должна исключать попадание всплывших нефтепродуктов в трубопроводе для отвода осветленной воды.

Высоту зоны отстаивания в емкости следует принимаем 3м, высоту свободной зоны над уровнем воды 0,3м, высоту ней­тральной зоны над уровнем осадка 0,5 м.

Секции аккумулирующей емкости должны быть оборудованы устройст­вами для периодического удаления всплывающих нефтепродуктов и осадка.

Иловые приямки в аккумулирующей емкости расположены в средней части. Уклон днища к приямкам и поперечный уклон дна следует принимать не менее 0,05, а уклон стенок приямка не менее 45⁰. Для удале­ния осадка с площади днища в приямке предусматриваем гидро­смыв. Объем иловой части емкости определяется исходя из заданной перио­дичности удаления осадка.

Нефтепродукты всплывающие на поверхность воды собираются в емкость сгуститель, с помощью нефтесгонных устройств. Емкость-сгуститель выполняется металлической, объемом 5м³, размером 3,0х1,25х2,7м. Для достижения полного отделения емкость обогревается водой 60⁰. После нагрева вода сливается в систему ливневой канализации и возвращается в голову сооружений, а уловленные нефтепродукты автотранспортом вывозятся на утилизацию или на сжигание в котельных.

Рабочий объем аккумулирующей емкости W определяется по формуле (11.1):

(11.1)

где h_Д – максимальный слой осадков за дождь вода от которого аккумулируется в полном объеме, принимается 10 мм.

Ширину одной секции принимаем 8 м, длину секции определяем по формуле (11.2):

(11.2)

где H₀ – высота зоны отстаивания, принимаем H₀ = 3,0 м

Высота аккумулирующей емкости находится по формуле (11.3):

(11.3)

где h_с – высота свободной зоны над уровнем воды, h_с = 0,3 м

Количество осадка W_ос, задержанного в аккумулирующей емкости в течении теплого периода года рассчитывается по формуле (11.4):

(11.4)

где S – коэффициент, учитывающий долю годового количества дождевых вод, направляемых на очистку, S = 0,7 м;

С_ср – среднее содержание взвешенных веществ в поступающем на очистку поверхностном стоке, 0,455г/л;

Э – эффект удаления взвешенных веществ из дождевых вод в аккумулирующей емкости, Э = (80-90%), принимаем 90%;

γ – средняя концентрация твердой фазы в уплотненном осадке, принимается γ = 200 кг/м³.

После аккумулирующей емкости вода выходит со следующими показателями:

концентрация взвешенных веществ: ;

концентрация БПК₂₀(эффект очистки по БПК₂₀ 60-80%): , что больше допустимой концентрации БПК определенной по формуле (10.8)равной 8,43 мг/л.

концентрация нефтепродуктов при продолжительном отстаивании снижается на 0,5 – 5 мг/л:

11.3. Вертикальные напорные скорые фильтры с пенополистирольной загрузкой

Рис 11.4 Вертикальный напорный скорый фильтр с пенополистирольной загрузкой

При раздельной очистке поверхностного стока дополнительное снижение содержания примесей может быть достигнуто за счет фильтрования.

Для доочистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов их чаще всего фильтруют через сорбционные материалы, такие как полистирол и пенополиуретан. Их применение позволяет увеличить скорость фильтрования и осуществлять процесс очистки с меньшими затратами, чем при фильтровании на обычных зернистых фильтрах.

Общая площадь фильтров определяется по формуле, м²:

(11.5)

где – полезная производительность станции, м3/ч;

Т_ст – продолжительность работы станции в течении суток – 24 часа;

V_н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме 20 м/ч;

n_пр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации 0,5 шт;

q_пр – удельный расход воды на промывку одного фильтра, находим по формуле,м³/м²:

(11.6)

где W₁ – интенсивность продувки воздуха, принимаем 15 л/с м² в течении

t₁ =1 мин;

W₂ – интенсивность совместной водовоздушной промывки, воздуха 15 л/с м², воды – 3 л/с м²в течении t₂=4мин;