Расчетные
расходы

Удельное водоотведение. Размеры сооружений систем водоотведения
определяются по расчетным расходам, вычисление которых связано с удельным
водоотведением. Удельное водоотведение бытовых вод от населенного пункта –
среднесуточный (за год) расход воды, л/сут, отводимый от одного человека, пользующегося
системой водоотведения.

Оно зависит от степени благоустройства зданий, под
которой подразумевается степень оборудования зданий санитарно-техническими
устройствами (холодным и горячим водоснабжением, ваннами, и т.д.). Чем выше
степень благоустройства, тем выше удельное водоотведение.

Удельное водоотведение устанавливают на основании изучения опыта работы
действующих систем водоотведения. Анализ работы систем водоснабжения и
водоотведения показывает, что часть потребляемой воды не попадает в систему
водоотведения. В то же время в систему водоотведения поступает некоторое
количество воды из нецентрализованных систем водоснабжения.

В частности, в
систему водоотведения поступает некоторое количество дождевых вод через
сооружения на водоотводящих сетях. Возможна инфильтрация подземных вод в
водоотводящую сеть через трубопроводы, их стыковые соединения и подземные части
сооружений на водоотводящей сети.

Таким образом, потери воды из систем водоснабжения восполняются
поступлением воды в системы водоотведения из других источников. Опыт
показывает, что обычно удельное водоотведение практически равно удельному
водопотреблению.

В районах, не оборудованных сплавными системами, удельное водоотведение
рекомендуется принимать равным 25 л/сут. на одного жителя вследствие сброса
сточных вод сливными станциями и коммунально-бытовыми предприятиями (бани,
прачечные и др.).

В данном курсовом проекте удельное водоотведение на одного жителя равно
285 л/сут.

Определение расчетных расходов от промышленного предприятия

Для расчета определяем число работающих, которые пользуются душем- это
составляет 70% от общего числа работающих в смену. В холодном и горячем цехах
работает равное количество работающих в одну смену. Следовательно, число
работающих в одну смену делим пополам.

Таблица 1

Общее количество сточных вод, которые могут поступить с промышленного
предприятия составит:

где – бытовые сточные воды, поступающие от промышленного
предприятия;

-душевые сточные воды, поступающие от промышленного
предприятия;

-производственные сточные воды, поступающие от промышленного
предприятия;

Определение производственных сточных вод

Общее количество производственных сточных вод составит:

где – количество выпускаемой продукции соответственно в сутки, в
смены ( производительность хлебокомбината равна 73 т/сут);

-удельное водоотведение производственных вод, равное 3,75 м³
на 1 тонну выпускаемой продукции.

Режим поступления производственных сточных вод по сменам составит:

I
смена-50%

II
смена- 30%

III
смена- 20%

Следовательно, количество производственных сточных вод в смену составит:

Максимальный часовой расход в смену

где K-коэффициент часовой неравномерности,
принимаем равным 1,5;

-продолжительность смены, 8 часов;

Определение максимальных секундных расходов в смену от производства

Определение бытовых сточных вод от предприятия

Расход бытовых сточных вод определяют в зависимости от количества
работающих в холодных и горячих цехах.

где – удельное водоотведение на одного работающего на бытовые
нужды для холодных и горячих цехов, принимаем 25 л/см и 45 л/см соответственно;

– количество работающих в одну смену в холодных и горячих
цехах.

Максимальные часовые бытовые расходы в смену

где , -коэффициенты часовой неравномерности при удельном
водоотведении соответственно 25 и 45 л/см на одного работающего, принимаем  и ;

Определение максимального секундного расхода в смену от бытовых нужд

Определение душевых расходов

Душевые расходы определяются по количеству душевых сеток установленных в
цехах.

Расход на одну душевую сетку принимается 500 л/ч. Продолжительность
работы душа в смену с наибольшим количеством работающих первой смены равна 45
минутам.

где – количество душевых сеток установленных в цехе;

– максимальное число рабочих, пользующихся душем в смену;

–
количество людей, приходящихся на 1 душевую сетку, принимается по СНиП
2.04.03-85 в зависимости от группы производственных процессов (принимаем равное
5);

Расчетный секундный расход для всех смен принимается одинаковым и
составляет:

Распределение расходов производственных сточных вод по часам суток

Расходы производственных сточных вод от промышленного предприятия
распределяется по часам суток с учетом продолжительности и начала работы каждой
смены. Наибольшие расходы соответствующему коэффициенту неравномерности
приходятся на первый и последний час работы.

где -режим поступления сточных вод по сменам, %;

-коэффициент часовой неравномерности, принимаем равный 1,5 по
данным.

Оставшийся расход равномерно распределяется между остальными часами
работы:

где – максимально часовой расход производственных сточных вод, %;

-режим поступления сточных вод по сменам, %;

Распределение бытовых расходов предприятия по часам суток

Бытовые расходы от предприятия внутри каждой смены распределяется таким
образом – в первый час работы каждой смены принимается расход соответствующий
коэффициенту неравномерности равного 1, в обеденный перерыв равного 1,5, а в
последний час работы 3. В остальные часы расход распределяется равномерно.

где -режим поступления сточных вод по сменам, %;

-коэффициент часовой неравномерности;

Распределение душевых расходов предприятия по часам суток

Душевые расходы каждой смены поступают в канализацию в течение 45 минут
после каждой смены. При трех сменной работе и восьмичасовом рабочем дне,
душевой расход предыдущей смены совпадает с первым часом работы следующей
смены.

Определение расчетных бытовых сточных вод от населенного
пункта

Для расчета потребуется сумма площадей, с которых будет осуществляться
сбор сточных вод. Поэтому составляем ведомость площадей.

Ведомость площадей

Таблица 2

Средней суточный расход бытовых сточных вод от населенного пункта:

где  – количество населения;

– удельное водоотведение бытовых вод;

где – площадь жилых кварталов, принимается по ведомости площадей
и равняется 110,95 га;

– плотность населения, принимается равной 255 чел/га по
исходным данным;

Максимальный суточный расход бытовых сточных вод от населенного пункта:

где – коэффициент суточной неравномерности, принимаем равным 1,1;

Средний часовой расход бытовых сточных вод от населенного пункта:

Средний секундный расход бытовых сточных вод от населенного пункта:

Максимальный секундный расход бытовых сточных вод от населенного пункта:

Расход сточных вод с единицы площади застройки – модуль стока:

Суммарные расходы сточных вод в отдельные часы суток определяют путем
составления суммарной таблицы притока сточных вод, форма которой представлена в
таблице 4.

Таблица 3 Сводная ведомость суммарных расходов сточных вод от населенного
пункта и промышленного предприятия

Таблица 4 Суммарная таблица притока сточных вод от населенного пункта и
промышленного предприятия

Определение
расчетных расходов сточных вод для отдельных участков сети

Размеры и параметры работы самотечных трубопроводов определяется на
основании расчетных расходов сточных вод, рельефа местности и других условий
проектирования. Известны два метода определения расчетных расходов сточных вод:
по тяготеющим площадям и по удельному расходу на единицу длины трубопровода.
Первый из этих методов широко применяется в инженерной практике, второй – реже,
преимущественно при расчете сети с использованием ЭВМ.

При определении расчетного расхода сточных вод по тяготеющим площадям используются
понятия транзитного, бокового, попутного и сосредоточенного расходов.

Транзитный расход q_тр
– расход на
предшествующем расчетном участке; боковой расход q_бок – расход, поступающий с боковых веток; попутный расход q_н – расход, поступающий с прилагающего квартала. При
определении расчетного расхода общий коэффициент неравномерности может быть
введен только на общий средний расход. Вначале определяются средние расходы по
формуле:

где – площадь кварталов, га.

– модуль стока, л/(с∙га).

Сосредоточенный расход q_соср – расход от промышленного
предприятия. Его определяют, как сумму расчетных расходов бытовых, душевых и
производственных сточных вод от промышленного предприятия. Различают транзитный
и местный сосредоточенные расходы. Местный сосредоточенный расход – расход от
промышленного предприятия, расположенного на прилагающем квартале или его части
его (при объемлющей схеме трассировки); транзитный расход – расход от промышленного
предприятия, расположенного в кварталах, прилагающих к вышележащим участкам
сети.

Таким образом, расчетный расход сточных вод на отдельном участке сети
находится по формуле:

Расчеты по вычислению расходов осуществляется по определенной форме
(табл. 5). Предварительно на схеме сети нумеруются кварталы и определяется их
площадь, га. В графу 2 вписывается номера кварталов, создающих боковой и
попутный расходы на расчетном участке, а в графу 3 – вычисленные суммы их площадей
в га. Транзитный расход в графе 6 равен среднему расходу в графе 7 на
предыдущем участке.

В графу 7 записываем q_mid – сумму средних бокового, попутного и транзитного расходов;
в графу 9 записываем q_max.s
– максимальный расход бытовых вод на расчетном участке. Местный сосредоточенный
расход на всех последующих участках становится транзитным. Расчетный расход в
графе 12 вычисляется как сумма расходов в графах 9-11.

Определение расчетных расходов начинают с диктующих точек – начальных,
низкорасположенных и наиболее удаленных точек на схеме сети.

Таблица 5 Определение расчетных расходов для отдельных участков сети

Гидравлический
расчет и высотное проектирование водоотводящей сети

Важнейший этап проектирования водоотводящей сети – гидравлический расчет
трубопроводов, в итоге которого строится продольный профиль трубопроводов.
Продольный профиль – это вертикальный разрез – развертка верхнего слоя земли с
запроектированным трубопроводом в направлении движения воды (рис. 1). На продольном
профиле приводятся следующие дополнительные данные: отметки планировки земли,
род покрытий (асфальт, булыжная мостовая, земля и т.д.), углы поворотов
трубопроводов и др. На профиле показываются все смотровые колодцы и другие
проектируемые сооружения, все подземные сооружения.

Гидравлический расчет трубопроводов начинают с диктующей точки –
начальных, низко расположенных и наиболее удаленных точек по схеме сети. При
построении продольного профиля от диктующих точек заглубление трубопровода
получается наибольшим. Таким образом, обеспечивается присоединение всех боковых
веток трубопроводов к проектируемому коллектору. Участок трубопровода от
диктующей точки до коллектора принято назвать диктующей веткой.

Гидравлический расчет трубопроводов производится с использованием
различных таблиц, к числу которых относится таблицы А.А.Лукиных и Н.А.Лукиных (
Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле
академика Н.Н.Павловского. – М.: Стройиздат, 1987) и Н.Ф.Федорова и Л.Е.Волкова
( Гидравлический расчет канализационных сетей. – Л.: Стройиздат, 1968).
Исходными данными для расчета являются: расчетный расход сточных вод, уклон
поверхности земли, геологические, гидрогеологические и другие данные.

Гидравлический расчет сети состоит в подборе диаметров труб и уклонов,
при которых сохранялись бы расчетные скорости при соответствующих наполнениях.

При проектировании канализационной сети необходимо соблюдать следующие
условия:

.        Определять диаметры и уклоны трубопроводов из условия, чтобы скорости
сточной жидкости при расчетных расходах были больше самоочищающейся скорости и
не превосходили наиболее допустимую (для металлических труб – 8 м/с, для
неметаллических – 4 м/с).

.        При уклоне поверхности земли, большем минимального уклона
проектируемого трубопровода, уклон его принимать равным уклону поверхности
земли.

.        При уклоне поверхности, меньшем минимального уклона
проектируемого трубопровода, его уклон принимать равным минимальному уклону.

.        Соединение труб одинакового диаметра в колодцах при равном
расчетном наполнении рекомендуется выполнять по уровню воды, соединение
трубопроводов разных диаметров следует предусматривать по шелыгам труб. При
соединении труб по шелыгам необходимо сверять отметку воды с предыдущей
отметкой, чтобы она не была выше, чем на предыдущем участке, что недопустимо,
так как приведет к подпору и выпадению осадка на дно колодца. В таких случаях
соединяют “по воде”,

.        Расчетные скорости в коллекторе должны возрастать по течению, а
в боковом присоединении не должны превышать скорости в основном коллекторе. При
скорости большей 1,5 м/с, допускается снижение скорости по течению на 15-20%.
При переходе от крутого рельефа к спокойному рельефу допускается убывание
скорости, но не ниже расчетных для данного диаметра.

При заполнении таблицы 6 начинаем с главного коллектора и переходим к
притокам, ведя расчет главного коллектора все время параллельно с подходящими
притоками. Если отметка притока в точке присоединения к главному коллектору,
ниже, то эту точку в следующем участке уже надо начинать с отметки этого
притока.

В ходе расчета необходимо следить, чтобы глубины заложения в конечных
точках участков не превышали величины 5,5-6 м. Если по заданию уровень стояния
грунтовых вод высокий, то в этих точках необходимо запроектировать насосную
станцию подкачки, так как строительство в водонасыщенных грунтах технически
сложно и нецелесообразно экономически.

Составление
спецификации колодцев сети водоотведения водоотведения

Подборку осуществляют для всех колодцев водоотводящей сети.

.        Колодец 4

Марка колодца КСП-10:

Диаметр колодца

Объем основных конструкций 1,24

Глубина лотка  мм

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-10-9 – 2 шт.

Плита днища КЦД-10 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-1-10-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 1 шт.

.        Колодец 18

Марка колодца КСУ 1-126:

;

Объем основных конструкций 3,03 .

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-1-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 2 шт.

)        Кирпичная кладка 1-2 ряда

.        Колодец 5

Марка колодца КСУ 1-41:

;

Объем основных конструкций 1,4

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 2 шт.

)        Кирпичная кладка 2-3 ряда

.        Колодец 25

Марка колодца КСУ 1-106:

;

Объем основных конструкций 3,03

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 1 шт.

)        Кирпичная кладка 2 ряда

.        Колодец 32

Марка колодца КСУ 1-106:

;

Объем основных конструкций 3,03

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-9 – 1 шт.

)        Кирпичная кладка 3 ряда

Таблица 6 Гидравлический расчет коллектора

Расчет
головной насосной станции

Расчет главной насосной станции производится в соответствии с пп. 5.1-
5.26 СНиП 2.04.03-85 на максимальный часовой приток по таблице 4 притока
сточных вод по часам суток на главную насосную станцию.

К насосу как правило, надлежит предусматривать самостоятельный
всасывающий трубопровод. Число напорных трубопроводов от насосной станции
первой категории необходимо принимать не менее двух с устройством в случае
необходимости между ними переключений, расстояния между которыми следует
определять из условия обеспечения при аварии на одном из них 100 %-го
расчетного расхода, при этом следует предусматривать использование резервных
насосов.

Определяем диаметр напорного трубопровода:

где  максимальный часовой приток сточных вод, принимается с
таблицы 4, равным ;

Скорость движения воды в трубопроводе необходимо принимать в пределах 1,2
– 2,5 м/с.

Так как в схеме используется два напорных трубопровода, то расход делим
на 2 и получаем расход на один трубопровод 0,08 м³/с.

Тогда диаметр:

Принимаем диаметр трубопровода .

Проверяем скорость движения сточной жидкости по двум трубопроводам:

Проверяем скорость движения сточной жидкости по одному трубопроводу:

Потери напора в напорном водоводе определяется по формуле:

где L- длина напорного водовода, принимаем
50 м;

,1- коэффициент, учитывающий местные сопротивления;

-сопротивление водовода на участке водоводов при
одновременной их работе;

–
то же, при работе одного водовода.

где =14,2 при d= 300
мм;

Потребный напор насоса определяем по формуле:

где -отметка горизонта высоких вод водоемов, м (равный 143);

-свободный напор на излив на выпуске, равный 1 м;

-потери напора в коммуникациях очистной станции, принимается
5,5 м;

–сумма
потерь напора в сооружениях очистной станции, принимается в зависимости от
выбранного состава сооружений по очистке воды, принимаем 5,5 м;

 – свободный напор на излив в приемную камеру очистной
станции, равный 1 м;

–
потери напора внутри насосной станции, принимается равным 3 м;

Отметка среднего уровня воды в резервуаре насосной станции определяется
по следующей формуле:

где -отметка подводящего коллектора, 147,15 м;

По расходу и напору подбираем марку насосов и мощность электродвигателя.

Принимаем 2 насоса (в соответствии таблицы 21 СНиП2.04.03-85): 1-
рабочий; 2- резервный; марки СМ 250-200-400б/6, мощность – 45 кВт, габаритные
размеры 26557201150, масса – 1770 кг, подача – 150-560 м³/ч,
напор – 20-135 м.

Определение
степени очистки сточных вод

Исходные данные

Водоток рыбохозяйственный I
категории. Расстояние от водовыпуска сточных вод до контрольного створа по
форватору l=500 м; то же, по прямой l=450 м.

Расчетный минимальный среднемесячный расход воды 95 %-й обеспеченности
водотока для зимы =20 м³/с, лета = 25 м³/с.

Средняя скорость течения воды в водотоке зимой =0,2 м/с, летом =0,3 м/с.

Концентрация взвешенных веществ в водотоке зимой =2 мг/л, летом =3 мг/л.

БПК_полн в водотоке зимой =1,9 мг/л, летом =2,9 мг/л,

Средняя глубина реки зимой =1,5 м, летом =1,8 м,

Содержание растворенного кислорода в речной воде зимой =7,1 мг/л, летом =7,5 мг/л,

Температура воды в реке зимой =0,5 ⁰С , летом =20 ⁰С.

Рис. 2. Ситуационный план ОСК и расчетных створов

А- место выпуска сточных вод в водоем;

Б- первый расчетный створ;

В- второй расчетный створ.

.        Концентрация загрязнений сточной жидкости по:

взвешенным веществам:

где – суточное количество сточных вод, поступающих на очистку,
принимаем 8370,23 м³/сут;

– расход сточных вод предприятия, принимаем 307,01 м³/сут;

– норма загрязнений на 1-го человека по взвешенным веществам,
принимается равной 65 г/(чел.∙сут);

– норма загрязнений по взвешенным веществам для предприятия,
равна 300 мг/л;

– число жителей, 28292 чел.

– БПК_полн:

где – норма загрязнений на 1-го человека по БПК_полн,
принимается равной 75 г/(чел.∙сут);

– норма загрязнений по БПК_полн для предприятия,
равна 300 мг/л;

2.      Приведенное количество жителей по:

взвешенным веществам:

– БПК_полн:

С целью повышения коэффициента смешения принимаем рассеивающий выпуск,
тогда коэффициент смешения может быть принят 0,8 – 0,95.

3.      Коэффициент смешения по кислородному балансу (для зимнего
периода):

где – расстояние до расчетного створа, равное 2-х суточному
прохождению воды водоема от места выпуска, определяется по формуле:

где – время прохождения до расчетного створа, равное 2 суток;

Определяем значение коэффициента  по таблице в зависимости от

 принимаем

Тогда коэффициент смешения по кислородному балансу:

4.      Кратность разбавления:

5.      Допустимые загрязнения сточной жидкости при сбросе их в водоем по
взвешенным веществам:

где  – предельно допустимое увеличение взвешенных веществ в
водоеме после смешения со сточной жидкостью, принимается

– концентрация взвешенных веществ в водотоке, зимой =2 мг/л, летом =3 мг/л.

.        Допустимые загрязнения сточной жидкости при сбросе их в водоем
по БПК_полн:

где – время перемещения сточной жидкости от места выпуска до
расчетного створа:

при t 0,25 сут. величина  принимается равной 1.

– предельно допустимое значение БПК_полн, зависит
от категории водоема, принимается 3 мг/л;

– БПК_полн в водотоке зимой =1,9 мг/л, летом =2,9 мг/л.

7.      Допустимые загрязнения по БПК_полн по кислородному
балансу (для зимнего периода без учета реаэрации):

где  – предельно допустимая концентрация растворенного кислорода
в водоеме для зимнего периода, принимаем 6 мг/л (принимается );

8.      Максимальное допустимое значение температуры ст. вод при сбросе
их в водоем:

где – предельно допустимое увеличение температуры воды в водоеме,
принимаем

9.      Эффект очистки сточной жидкости по взвешенным веществам:

.        Эффект очистки сточной жидкости по БПК_полн:

Механическая
очистка сточных вод

Сооружения механической очистки сточных вод предназначены для задержания
нерастворенных примесей. К ним относятся решетки, песколовки, отстойники.

Решетки предназначены для задержания крупных загрязнений.

Песколовки служат для улавливания примесей минерального происхождения,
главным образом песка.

Отстойники предназначены для задержания оседающих и плавающих примесей.

Биологическая очистка сточных вод основана на жизнедеятельности
микроорганизмов, которые окисляют растворенные и нерастворенные органические
соединения, являющиеся для микроорганизмов источником питания. Биологическая
очистка может протекать в естественных условиях на полях фильтрации и
биологических прудах, а также в искусственных условиях в биофильтрах и
аэротенках. Биологическую очистку производим в аэротенке с регенерацией
активного ила.

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором находится смесь
активного ила и очищаемой сточной воды. Активный ил представляет собой биоценоз
микроорганизмов – минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и
окислять в присутствии кислорода воздуха органические вещества сточной воды. Из
аэротенка иловая смесь (сточная вода и активный ил) поступает во вторичный отстойник,
где активный ил осаждается, и основная его масса возвращается в аэротенк.

Типоразмеры приемных камер очистных сооружений на два трубопровода
выбираем по табл.15/2/.

Пропускная способность – 182 л/с. Диаметр трубопровода – ; марка приемной камеры ПК2 – 2 –
30б; размеры камеры () .

.    Расчет
решеток

Решетки предназначены для задержания крупных загрязнений в сточной
жидкости. Они состоят из наклонно установленных параллельных металлических
стержней укрепленных на металлической раме. Наклон решетки к горизонту
составляет 60⁰-70⁰.

Решетки по способу очистки подразделяются на механические и ручные. При
количестве отбросов менее 0,1 м³/сут устанавливают решетки с ручной
очисткой.

Решетки выполняют со стержнями расположенными на расстоянии 16 мм друг от
друга.

Резервные решетки устанавливают в зависимости от расчетного числа рабочих
агрегатов. При числе рабочих решеток до 3 включительно принимают 1 резервную,
при числе рабочих решеток более 3 – 2 резервных.

Выбор типоразмера решетки – дробилки (из табл.17/2/) устанавливается по
среднесуточной пропускной способности 8370,14  Берем ближайшее большее, тогда
максимальный расход сточных вод 0,194 ; марка решетки – дробилки РД – 400;
суммарная площадь щелей в барабане 0,119 . Число решеток – дробилок: рабочих –
2; резервных – 1; общее – 3. Скорость движения жидкости в щелях 0,815 м/с.

Техническая характеристика решеток – дробилок марки РД из табл.16/2/.
Размеры: . Барабан: наружный диаметр , ширина щелей 10 мм, частота
вращения 30 об/мин., масса 665 кг.

Количество задержанных отбросов:

По объему при влажности отбросов равной 80%:

где  приведенное число жителей по концентрации взвешенных
веществ, 29710 чел;

 норма отбросов в л/год.чел, зависит от величины прозоров,
принимается 8 л/год.чел.

По сухому веществу:

где  влажность отбросов снимаемых с решеток, принимается 80%;

 объемный вес отбросов, равный 750 кг/м³ = 0,75 т
при влажности 80 %;

По объему при влажности отбросов 94,5 – 95%:

где  влажность осадка первичных отстойников для случая, когда
дробленые отбросы сбрасываются перед решетками, принимаем 95%;

Масса отбросов, отправленных в дробилку:

где  коэффициент часовой неравномерности поступления отбросов в
дробилку, принимается согласно п.5.13 равным 2.

.    Расчет
песколовок

Песколовки устанавливают на очистных сооружениях для задерживания
минеральных частиц крупностью 0,2-0,25 мм, при пропускной способности ОЧС более
100 м³.

Число песколовок или отделений песколовок принимается не менее двух,
причем все песколовки или отделения должны быть рабочими.

Песколовки должны быть рассчитаны на такую скорость движения воды при
которой выпадают только наиболее тяжелые минеральные загрязнения, скорость
принимается от 0,15 до 0,3 м/с.

Подбираем песколовку по производительности очистных сооружений, принимаем
горизонтальные песколовки с круговым движение воды по типовому проекту.

Движение воды осуществляется по кольцевому лотку, при этом песок выпадает
в осадок и через щебень в лотке попадает в конусную часть, откуда периодически
откачивается гидроэлеватором.

Таблица 7 Основные характеристики песколовки

Объем задержанного песка, м³/сут:

.    Расчет
первичных отстойников

Канализационные отстойники применяют как основное сооружения механической
очистки сточной воды, при концентрации взвешенных веществ боле 150 мг/л.

В данном курсовом проекте используются радиальные отстойники. В
соответствии с п.6.58 минимальное число рабочих первичных отстойников
принимается 2.

Радиальный отстойник представляет собой не глубокий круглый резервуар.
Вода в отстойник поступает по центральной трубе снизу вверх. Осветленная вода
сливается в круговой лоток, выпавший на дно осадок, сгребается скребками к
центру, которые укреплены на подвижной ферме и поступают в приямок, из которого
осадок удаляется плунжерными насосами.

Определение производительности отстойника, м³/ч:

где  коэффициент использования объема отстойника, принимается
0,45, в соответствии с таб. 31;

 диаметр принятого отстойника, м;

 диаметр пускного устройства отстойника, принимается по
типовому проекту, равен 1,2 м;

 гидравлическая крупность задержанных частиц, мм/с;

 турбулентная составляющая, принимается согласно табл.32,
принимается 0 мм/с.

Определение гидравлической крупности задержанных частиц, мм/с:

где  глубина проточной части отстойника, принимается 3,4 м;

 слой воды в лабораторном цилиндре, при котором получены
значения эффекта осветления, принимается 0,5 м;

 показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в
процессе осаждения, принимается 0,27;

 продолжительность отстаивания сточной жидкости, принимается
2070 с.

Определение необходимого количество отстойников:

где – производительность отстойника, м³/ч;

Фактическая нагрузка на отстойник:

Сухое вещество сырого осадка, т/сут:

где  концентрация загрязнений сточной жидкости по взвешенным
веществам до отстойников, принимается 230,71 мг/л;

 концентрация загрязнений сточной жидкости по взвешенным
веществам после отстойников, рассчитывается по следующей формуле:

где  фактический эффект осветления, %;

Выводим фактическую гидравлическую крупность из формулы
производительности отстойника:

Из этого следует, что фактическая гидравлическая крупность равняется
следующему выражению:

Выражаем фактическое время отстаивания из формулы фактической
гидравлической крупности:

Получаем выражения для определения фактического времени отстаивания
сточной жидкости:

По таблице 30 СНиП 2.04.03-85 принимаем в зависимости от фактического
времени отстаивания фактический эффект осветления: ;

Объем сырого осадка, м³/сут:

где  плотность осадка, принимается 1 г/см³;

 влажность сырого осадка принимается 93,5 %.

Общая глубина отстойника, м:

где  высота борта отстойника над поверхностью воды, принимается
0,3м, в соответствии с п.6.69;

 высота нейтрального слоя, принимается 0,3м, в соответствии с
п.6.69;

 принимается 0 м, в соответствии с п.6.69;

 высота слоя осадка:

Принимаем в данном проекте 3 радиальных отстойника диаметром 18 по
типовому проекту № 902-2-84/75.

.    Расчет
аэротенков

Аэротенки – это резервуар, в котором медленно движется смесь активного
ила и очищаемой сточной жидкости. Для лучшего перемешивания и непрерывного
контакта подается сжатый воздух с помощью специальных приспособлений, так же
воздух подается и для нормальной жизнедеятельности активного ила.

Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов-манерализаторов
способных сорбировать на своей поверхности, и окислять в присутствии кислорода
воздуха органические вещества сточной жидкости.

Продолжительность окисления органических веществ, ч:

где  концентрация загрязнений сточной жидкости по БПК_полн
до аэротенков, принимается 264,51 мг/л;

 концентрация загрязнений сточной жидкости по БПК_полн
после полной биологической очистки, принимается 15 мг/л;

 средняя температура сточной воды за зимней период,
принимается 12⁰С;

 зольность ила в аэротенке в относительных единицах,
принимается 0,3, в соответствии с табл.40;

 удельная скорость окисления, мг БПК_полн на 1 г
беззольного вещества ила в час, определяется по формуле:

где  максимальная скорость окисления, принимается 85 мг∙БПК_полн/(г∙ч),
в соответствии с табл.40;

 концентрация растворенного кислорода в аэротенке, принимается
2 мг/л, в соответствии с п.6.157;

 константа, характеризующая свойства органических
загрязнений, принимается 33 мгБПК_полн/л, в соответствии с табл.40;

 константа, характеризующая влияние кислорода на процессы
окисления, принимается 0,625 мгO₂/л, в соответствии с табл.40;

 коэффициент ингибирования процессами распада активного ила,
принимается 0,07 л/г, в соответствии с табл.40;

 доза активного ила в аэротенке, желательно принимать в
пределах от 1,5 до 5 г/л, для предварительных расчетов принимаем 6,7 г/л;

 степень рециркуляции активного ила, должен удовлетворять
условию п.6.145 (должна быть не менее 0,3);

где  иловый индекс, который в зависимости от суточной нагрузки
определяется по табл.41;

Определение суточной нагрузки:

Следовательно, .

Поскольку расчетное значение  меньше рекомендуемого в п.6.145, в
дальнейших расчетах принимаем степень рециркуляции .

 доза ила в регенераторе, определяется по формуле:

Определяем фактическую скорость окисления:

Продолжительность обработки аэрации, ч:

Продолжительность регенерации, ч:

Объем аэротенка, м³:

где  расчетный расход сточной жидкости, принимаем средний
суточный расход деленный на 24ч, тогда ;

Вместимость регенератора, м³:

Определение прироста активного ила, мг/л:

где  концентрация взвешенных веществ в сточной воде поступающих в
аэротенк после первичных отстойников:

 коэффициент прироста активного ила, принимается согласно
п.6.148, для городских сточных вод 0,3;

Определение количества избыточного активного ила, мг/л:

где  концентрация активного ила, выносимого из вторичных
отстойников, принимаем не менее 10 мг/л, в соответствии с п.6.161;

Определение сухого вещества избыточного активного ила, т/сут:

Определение объема неуплотненного избыточного активного ила, м³/сут:

где  влажность активного неуплотненного ила, принимается 99,6%
для активного ила, поступающего из вторичных отстойников в аэротенк
концентрацией 4 г/л.

.    Вторичные
отстойники

Используются те же отстойники, а именно радиальные отстойники. По
конструкции они ничем не отличаются от первичных. Количество вторичных
отстойников принимается не менее 3-х, притом все они рабочие.

Объем иловой камеры принимается равной объему выпадающего осадка для
вторичных отстойников после аэротенков не более 2-х часов.

Продолжительность отстаивания во вторичных отстойниках сточной жидкости
после аэротенков составляет 1,5 часа.

Определение гидравлической нагрузки после аэротенков, м³/(м²∙ч):

где  коэффициент использования объема зоны отстаивания,
принимается для радиальных отстойников 0,4, в соответствии с п.6.161;

 принимаем не менее 10 мг/л, в соответствии с п.6.161;

 принимаем 2 мг/л, в соответствии с п.6.161;

 глубина проточной части отстойника, примем 3,4 м;

Определение требуемого количества отстойников:

где  расчетный объем необходимо увеличить в 1,2 – 1,3 раза, в
соответствии с п.6.58;

 площадь одного отстойника, м³, определяется по
формуле:

Принимаем в данном проекте минимальное число радиальных вторичных
отстойников 3-и диаметром 18 по типовому проекту № 902-2-84/75.

Определение строительной глубины, м:

.    Иловые
площадки

Иловые площадки служат для обезвоживания осадков сточных вод н
естественных условиях. Осадок на иловых площадках подсушиваемся до влажности 75
%. Объем, осадка уменьшается в 3-8 раз. Осадок наливается периодически на карты
слоями по 0,25м. Подсушенный до властности 75 % осадок легко грузится в
транспортные средства и относится к месту использования. Ширина карт обычно
составляет 10-40 м. Отношение ширины карты к длине. Оградительные валики на 0,3 м выше рабочего уровня на
плановых площадках.

Расчет ведем для иловых площадок на естественном основании с глубоким
залеганием уровня грунтовых вод.

Площадь иловых площадок, с учетом валиков и дорог, составляет:

где  общее количество осадка,

;

 климатический коэффициент, 1;

 нагрузка, 1,2 .

При выпуске осадка слоем  площадь залива будет равна:

Размер одной карты

Рассчитываем число карт площадок:

где  полезная площадь, .

Проверим полезную площадь на намораживание:

где  время наморажирания, 150 суток

Количество сухого осадка в , влажностью 75% составит:

где  средняя влажность смен сырого осадка активного ила
поступающий из аэробного стабилизатора на плановые площадки, %;

 влажность сухого осадка, %.

Таким образом, принимаем 21 карту. Площадь иловых площадок на
естественном основании равна 122694,75 .

.    Расчет
хлораторных и контактных резервуаров

Хлор в сточную воду вводится в виде газа. Количество хлора вводимого на
единицу объема сточной воды называется дозой хлора и измеряется в г/м³.

Для сточной воды, прошедшей полную биологическую очистку, доза хлора составляет
3 г/м³.

Хлор, добавленный к сточной воде, должен быть тщательно перемешан с ней.

Производительность установки для хлорирования сточных вод рассчитывают на
принятую дозу хлора с коэффициентом 1,5.

Расчет хлорирования начинается с определения максимального часового
расхода хлора, кг/ч:

где  доза хлора, равная 3 г/м³;

 максимально – часовой расход сточных вод, 572,81 .

Для обеспечения максимального расхода хлора используем баллоны или бочки
соответственно со съемом хлора 0,5-0,7 кг/ч и 3 кг/ч с 1  их поверхности.

Расход хлора в сутки определяем по формуле:

В хлораторной устанавливаются 2 хлоратора типа ЛОНИИ-100 с ротамером
РС-5. Один хлоратор рабочий, другой резервный.

Для обеспечения расчетной производительности в первый час, необходимо
иметь определенное количество бочек:

где  съем хлора с одной бочки, равен 3 кг/ч;

Принимаем 2 бочку.

Определяем количество баллонов, необходимых на сутки и месяц работы:

где  масса хлора в бочке, равная 540 кг;

Необходимое количество баллонов в месяц составляет 2 шт.

Смесители на хлораторных устанавливаются ершового типа.

Хлор – дозаторная обеспечивается подводом воды питьевого качества,
расходом:

где  расход воды, необходимый на разбавление хлора, равный 0,6 м³/кг;

Для обеспечения монтажа хлора со сточной водой, проектируются контактные
резервуары.

Объем контактных резервуаров составит:

где продолжительность контакта воды с хлором, принимается 0,5
часа.

При скорости движения сточной воды в контактных резервуарах =10 мм/с, длина будет равна:

Площадь поперечного сечения контактного резервуара:

Определяем количество секций, необходимых для пропуска расчетного
расхода:

Для обеззараживания сточной воды используем хлоратор ЛОНИИ-100 с
ротомером РС-5 и односекционным контактным резервуаром.

.    Компоновка
сооружений на территории, отведенной под строительство ОСК

В зависимости от принятой технологической схемы очистки стоков и
обработки осадков на территории ОСК размещаются: трансформаторная подстанция,
АБК, гараж, складские помещения, механическая мастерская, котельная, насосоная
станция первичных отстойников, насосно – воздуходувная станция, хлораторная, НС
метантенков, здание центрифуг.

.        Трансформаторная подстанция устраивается в месте, максимально
приближенном к источникам питания электроэнергии. В данном курсовом со стороны
населенного пункта. Имеет два самостоятельных ввода от независимых источников
питания, так как ОСК относится к предприятиям I категории.

.        АКБ в целях удобства проектируется на расстоянии 20-60 м от въезда
на ОСК.

.        Гараж, складские помещения, механическая мастерская могут
размещаться в любом месте на территории ОСК.

.        Места размещения производственных помещений в зависимости от
технологической схемы:

·        Песковые площадки находятся в 7-10 м от песколовок;

·        НС перекачки сырого осадка из радиальных отстойников
заключена между отстойниками;

·        Насосно – воздуходувную станцию распологают на расстоянии 30
– 60 м от аэротенков. Это минимизирует затраты на прокладку воздуховодов;

·        Хлораторная должна находиться в самой низкой точке ОСК во
избежание распространения газообразного хлора по территории в аварийных
ситуациях;

·        Котельная в схемах с метантенками может входить в узел
анаэробной обработки осадка, если образующийся газ используется в качестве
топлива;

·        Здание центрифуг не удаляют на значительные расстояния от
сооружений по обработке осадка, в целях экономии и удобства эксплуатации цехов
по обработке и обезвоживанию осадка;

·        Илоуплотнители проектируются в непосредственной близости
(10-20 м) от НС, перекачивающей осадок и избыточный ил;

·        Узел анаэробной обработки осадка, включающий НС метантенков,
метантенки, газовый киоск, газгольдер, свечу для выброса газа в аварийных
ситуациях проектируются с огораждением; расстояние от огораждения до дороги и
основных сооружений должно быть не менее 20 м;

·        Площадка для хранения кека обязательно примыкает к зданию
центрифуг;

·        При размещении сооружений по воде расстояние между ними может
быть принято:

o   3-5 м от приемной камеры до здания решеток;

o   5-7 м от здания решеток до песколовки горизонтальной с
круговым движением воды;

o   Не менее 9 м от песколовки до лотка Паршаля;

o   Не менее 15 м от лотка до распределительной чаши первичных
отстойников;

o   3-10 м между первичными радиальными отстойниками;

o   15-25 м от отстойников до аэротенков;

o   15-30 м от аэротенков до вторичных отстойников;

o   3 -10 м между вторичными радиальными отстойниками;

o   3-5 м от контактного резервуара до колодца выпуска сточной
жидкости с площадки ОСК;

Список
литературы

1. СниП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.-
Москва: ЦИТМ Госстроя СССР, 1986 г.- 72 с.

. С.В. Яковлев, Я.А Карелин, Ю.М.Ласков, В.И.Калицун.
Водоотведение и очистка сточных вод.- Учебник для ВУЗов – Москва: Стройиздат,
1996.- 591с.

. А.А.Лукиных, Н.А. Лукиных. Таблицы для гидравлического
расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского:
Справочное пособие -5-е издание.-Москва: Стройиздат, 1987.-152с.

. Ф.А Шевелев, А.Ф.Шевелев. Таблицы для гидравлических
расчетов водопроводных труб: Справочное пособие.-Москва: Стройиздат, 1987

. Н.И. Алёшина. Очистные сооружения канализации: методические
указания.-Барнаул: 2006-41 с.

Определение
расчетных расходов сточных вод для отдельных участков сети

Размеры и параметры работы самотечных трубопроводов определяется на
основании расчетных расходов сточных вод, рельефа местности и других условий
проектирования. Известны два метода определения расчетных расходов сточных вод:
по тяготеющим площадям и по удельному расходу на единицу длины трубопровода.

При определении расчетного расхода сточных вод по тяготеющим площадям используются
понятия транзитного, бокового, попутного и сосредоточенного расходов.

Транзитный расход qтр
– расход на
предшествующем расчетном участке; боковой расход qбок – расход, поступающий с боковых веток; попутный расход qн – расход, поступающий с прилагающего квартала. При
определении расчетного расхода общий коэффициент неравномерности может быть
введен только на общий средний расход. Вначале определяются средние расходы по
формуле:

где

Сосредоточенный расход qсоср – расход от промышленного
предприятия. Его определяют, как сумму расчетных расходов бытовых, душевых и
производственных сточных вод от промышленного предприятия. Различают транзитный
и местный сосредоточенные расходы.

Местный сосредоточенный расход – расход от
промышленного предприятия, расположенного на прилагающем квартале или его части
его (при объемлющей схеме трассировки); транзитный расход – расход от промышленного
предприятия, расположенного в кварталах, прилагающих к вышележащим участкам
сети.

Таким образом, расчетный расход сточных вод на отдельном участке сети
находится по формуле:

Расчеты по вычислению расходов осуществляется по определенной форме
(табл. 5). Предварительно на схеме сети нумеруются кварталы и определяется их
площадь, га. В графу 2 вписывается номера кварталов, создающих боковой и
попутный расходы на расчетном участке, а в графу 3 – вычисленные суммы их площадей
в га. Транзитный расход в графе 6 равен среднему расходу в графе 7 на
предыдущем участке.

В графу 7 записываем qmid – сумму средних бокового, попутного и транзитного расходов;
в графу 9 записываем qmax.s
– максимальный расход бытовых вод на расчетном участке. Местный сосредоточенный
расход на всех последующих участках становится транзитным. Расчетный расход в
графе 12 вычисляется как сумма расходов в графах 9-11.

Определение расчетных расходов начинают с диктующих точек – начальных,
низкорасположенных и наиболее удаленных точек на схеме сети.

Таблица 5 Определение расчетных расходов для отдельных участков сети

Гидравлический
расчет и высотное проектирование водоотводящей сети

Важнейший этап проектирования водоотводящей сети – гидравлический расчет
трубопроводов, в итоге которого строится продольный профиль трубопроводов.
Продольный профиль – это вертикальный разрез – развертка верхнего слоя земли с
запроектированным трубопроводом в направлении движения воды (рис. 1). На продольном
профиле приводятся следующие дополнительные данные: отметки планировки земли,
род покрытий (асфальт, булыжная мостовая, земля и т.д.), углы поворотов
трубопроводов и др. На профиле показываются все смотровые колодцы и другие
проектируемые сооружения, все подземные сооружения.

Гидравлический расчет трубопроводов начинают с диктующей точки –
начальных, низко расположенных и наиболее удаленных точек по схеме сети. При
построении продольного профиля от диктующих точек заглубление трубопровода
получается наибольшим. Таким образом, обеспечивается присоединение всех боковых
веток трубопроводов к проектируемому коллектору. Участок трубопровода от
диктующей точки до коллектора принято назвать диктующей веткой.

Гидравлический расчет трубопроводов производится с использованием
различных таблиц, к числу которых относится таблицы А.А.Лукиных и Н.А.Лукиных (
Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле
академика Н.Н.Павловского. – М.: Стройиздат, 1987) и Н.Ф.Федорова и Л.Е.Волкова
( Гидравлический расчет канализационных сетей. – Л.: Стройиздат, 1968).
Исходными данными для расчета являются: расчетный расход сточных вод, уклон
поверхности земли, геологические, гидрогеологические и другие данные.

Гидравлический расчет сети состоит в подборе диаметров труб и уклонов,
при которых сохранялись бы расчетные скорости при соответствующих наполнениях.

При проектировании канализационной сети необходимо соблюдать следующие
условия:

.        Определять диаметры и уклоны трубопроводов из условия, чтобы скорости
сточной жидкости при расчетных расходах были больше самоочищающейся скорости и
не превосходили наиболее допустимую (для металлических труб – 8 м/с, для
неметаллических – 4 м/с).

.        При уклоне поверхности земли, большем минимального уклона
проектируемого трубопровода, уклон его принимать равным уклону поверхности
земли.

.        При уклоне поверхности, меньшем минимального уклона
проектируемого трубопровода, его уклон принимать равным минимальному уклону.

.        Соединение труб одинакового диаметра в колодцах при равном
расчетном наполнении рекомендуется выполнять по уровню воды, соединение
трубопроводов разных диаметров следует предусматривать по шелыгам труб. При
соединении труб по шелыгам необходимо сверять отметку воды с предыдущей
отметкой, чтобы она не была выше, чем на предыдущем участке, что недопустимо,
так как приведет к подпору и выпадению осадка на дно колодца. В таких случаях
соединяют “по воде”,

.        Расчетные скорости в коллекторе должны возрастать по течению, а
в боковом присоединении не должны превышать скорости в основном коллекторе. При
скорости большей 1,5 м/с, допускается снижение скорости по течению на 15-20%.
При переходе от крутого рельефа к спокойному рельефу допускается убывание
скорости, но не ниже расчетных для данного диаметра.

При заполнении таблицы 6 начинаем с главного коллектора и переходим к
притокам, ведя расчет главного коллектора все время параллельно с подходящими
притоками. Если отметка притока в точке присоединения к главному коллектору,
ниже, то эту точку в следующем участке уже надо начинать с отметки этого
притока.

В ходе расчета необходимо следить, чтобы глубины заложения в конечных
точках участков не превышали величины 5,5-6 м. Если по заданию уровень стояния
грунтовых вод высокий, то в этих точках необходимо запроектировать насосную
станцию подкачки, так как строительство в водонасыщенных грунтах технически
сложно и нецелесообразно экономически.

Составление
спецификации колодцев сети водоотведения водоотведения

Подборку осуществляют для всех колодцев водоотводящей сети.

.        Колодец 4

Марка колодца КСП-10:

Диаметр колодца

Объем основных конструкций 1,24

Глубина лотка  мм

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-10-9 – 2 шт.

Плита днища КЦД-10 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-1-10-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 1 шт.

.        Колодец 18

Марка колодца КСУ 1-126:

;

Объем основных конструкций 3,03 .

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-1-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 2 шт.

)        Кирпичная кладка 1-2 ряда

.        Колодец 5

Марка колодца КСУ 1-41:

;

Объем основных конструкций 1,4

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 2 шт.

)        Кирпичная кладка 2-3 ряда

.        Колодец 25

Марка колодца КСУ 1-106:

;

Объем основных конструкций 3,03

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-3 – 1 шт.

)        Кирпичная кладка 2 ряда

.        Колодец 32

Марка колодца КСУ 1-106:

;

Объем основных конструкций 3,03

Глубина лотка

Расход материалов:

Кольцо стеновое КЦ-15-6 – 2 шт.

Плита днища КЦД-15 – 1 шт.

Плита перекрытия КЦП-3-15-1 – 1 шт.

Сборные железобетонные элементы:

)        Плита опорная КЦО-1 – 1 шт.

)        Кольца стеновые КЦ-7-9 – 1 шт.

)        Кирпичная кладка 3 ряда

Таблица 6 Гидравлический расчет коллектора