Водоотведение и очистка сточных вод водоотводящие сети
..pdfРис. 4.6. Разрез 1-1 в осях А-В
-о чо
5. Определяется емкость приемного резервуара аналитическим путем. Уточняется результат графическим путем - строится интег ральный график притока и откачки сточных вод.
Пример расчета главной канализационной станции населенного пункта
Исходные данные принимаются по расчету городской водоотво дящей сети (см. подразд. 2.6.4):
- приток сточных вод от промышленного предприятия по часам суток - по табл. 2.2 (графа 8);
- средний секундный расход сточных вод от жилых кварта лов на последнем самотечном участке сети перед насосной станци-
ей |
(л/с) - |
по табл. 2.3 (графа 6), участок (4-НС). |
|
|
9«кЛ необходим для определения суточного расхода сточных вод |
||
от кварталов |
: |
|
|
|
QZ = (4 с Г -86400)/1000 (м3/сут), |
|
|
|
0™ = (10,56-86400)/1000 = 912,384 = 912,4 (м3/сут). |
|
|
|
Общий коэффициент неравномерности водоотведения на участ |
||
ке перед насосной станцией определяется по СНиП [1]: К |
= 2,1. |
||
Он необходим |
для определения режима поступления на насосную |
станцию сточных вод от кварталов по часам суток. Распределение су точного расхода по часам суток (табл. 4.2) следует принимать по су ществующим статистическим данным [5,6,16,20]. Если в книгах
не найдено распределение расходов для данного значения |
К ™ , то его |
следует принять по ближайшему большему значению |
Сведения |
заносятся в графы 2,3 табл. 4.3. Часовые расходы от предприятия при водятся в графе 4 табл. 4.3. Если проектом предусмотрена районная насосная станция, то приток от нее учитывается как сосредоточенный (графа 5).
Таблица 4.2 Распределение расхода бы товы х вод по часам суток
Часы |
Общий коэффициент неравномерности притока |
|||||
|
|
сточных вод ATnfim |
|
|
||
суток |
|
|
|
|
||
2,5 |
2,0 |
|
1,8 |
1,6 |
L4 |
|
|
|
|||||
0-1 |
1,2 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
1-2 |
1,2 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
2-3 |
1,2 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
3-4 |
1,2 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
4-5 |
1,2 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
5-6 |
3,1 |
з,з |
|
3,5 |
4,35 |
4,2 |
6-7 |
4,8 |
5,0 |
|
5,25 |
5,95 |
5,8 |
7-8 |
7,4 |
7,2 |
|
7,0 |
5,8 |
5,8 |
8-9 |
7,95 |
7,5 |
|
7,1 |
6,7 |
5,85 |
9-10 |
7,95 |
7,5 |
|
7,1 |
6,7 |
5,85 |
10-11 |
7,95 |
7,5 |
|
7,1 |
6,7 |
5,85 |
11-12 |
6,3 |
6,4 |
|
6,5 |
4,8 |
5,05 |
12-13 |
3,6 |
3,7 |
|
3,8 |
3,25 |
4,2 |
13-14 |
_ 3,6 |
3,7 |
|
3,8 |
5,55 |
5,8 |
14-15 |
3,8 |
4,0 |
_ |
4,2 |
6,05 |
5,8 |
15-16 |
5,6 |
5,7 |
|
5,8 |
6,05 |
5,8 |
16-17 |
6,2 |
6,3 |
|
6,4 |
5,6 |
5,8 |
17-18 |
6,2 |
6,3 |
|
6,4 |
5,6 |
5,75 |
18-19 |
6,2 |
6,3 |
|
6,4 |
4,30 |
5,2 |
19-20 |
5,25 |
5,25 |
|
5,3 |
4,35 |
4,75 |
20-21 |
3,4 |
3,4 |
|
3,4 |
4,35 |
4,1 |
21-22 |
2,2 |
2,2 |
|
2,2 |
2,35 |
2,85 |
22-23 |
1,25 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
23-24 |
1,25 |
1,25 |
|
1,25 |
1,55 |
1,65 |
Итого |
100 |
100 |
|
100 |
100 |
100 |
Примечание. Таблица приводится по данным: В.Н. Зацепин, Г.Г. Шигорин, М.В. Зацепина. Канализация. Л., 1976.
Сведения о распределении расхода приводятся также в справочном по собии: Жуланов П.И., Новиков С.В. Таблицы колебания расхода воды по ча сам суток в населенных пунктах. Пермь, 2005.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
|
|
|
|
П риток сточных вод к ГНС |
|
|
|||
Часы |
Приток |
Приток |
Приток |
Общий приток Приме- |
||||
от кварталов |
от про- |
от районной |
||||||
суток |
% |
м3 |
мпредпри- |
насосной |
м3 |
% |
чание |
|
|
|
ятия, м3 |
станции |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
0 1 |
1,9 |
17,3 |
10,0000 |
- |
27,3 |
2,4 |
|
|
|
|
|||||||
1 |
2 |
1,9 |
17,3 |
- |
- |
17,3 |
1,5 |
min |
|
|
|||||||
23 |
1,9 |
17,3 |
- |
- |
17,3 |
1,5 |
min |
|
|
|
|||||||
3 4 |
1,9 |
17,3 |
- |
- |
17,3 |
1,5 |
min |
|
|
|
|||||||
4 5 |
1,9 |
17,3 |
- |
- |
17,3 |
1,5 |
min |
|
|
|
|||||||
5 6 |
2,7 |
24,6 |
- |
- |
24,6 |
2,2 |
|
|
6 7 |
4,4 |
40,1 |
- |
- |
40,1 |
3,5 |
|
|
|
|
|
||||||
7 8 |
7,2 |
65,7 |
- |
- |
65,7 |
5,8 |
|
|
|
|
|
||||||
8 9 |
8,8 |
80,3 |
16,1620 |
- |
96,5 |
8,5 |
max |
|
|
||||||||
9 10 |
8,5 |
77,7 |
15,6310 |
- |
93,3 |
8,2 |
|
|
|
|
|||||||
10 11 |
8,3 |
75,7 |
15,6310 |
- |
91,3 |
8,0 |
|
|
|
|
|||||||
11 |
12 |
5,8 |
52,9 |
15,6310 |
- |
68,5 |
6,0 |
|
|
|
|||||||
12 13 |
3,0 |
27,4 |
16,7430 |
- |
44,1 |
3,9 |
|
|
|
|
|||||||
13 14 |
3,0 |
27,4 |
15,6310 |
- |
43,0 |
3,8 |
|
|
|
|
|||||||
14 15 |
3,1 |
28,3 |
15,5310 |
- |
43,8 |
3,9 |
|
|
|
|
|||||||
15 16 |
5,0 |
45,6 |
18,2390 |
- |
63,8 |
5,6 |
|
|
|
|
|||||||
16 17 |
5,7 |
52,0 |
21,8250 |
- |
73,8 |
6,5 |
|
|
|
|
|||||||
17 18 |
5,8 |
52,9 |
7,9600 |
- |
60,9 |
5,4 |
|
|
|
|
|||||||
18 19 |
5,6 |
51,1 |
7,9600 |
- |
59,1 |
5,2 |
|
|
|
|
|||||||
19 20 |
4,8 |
43,9 |
7,9600 |
- |
51,9 |
4,6 |
|
|
|
|
|||||||
20 21 |
3,0 |
27,4 |
8,7375 |
- |
36,1 |
3,2 |
|
|
21 22 |
2,0 |
18,3 |
7,9600 |
- |
26,3 |
2,3 |
|
|
|
|
|||||||
22 23 |
1,9 |
17,3 |
7,9600 |
- |
25,3 |
2,2 |
|
|
|
|
|||||||
23 24 |
1,9 |
17,3 |
9,7500 |
- |
27,1 |
2,4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
100,0 |
912,4 |
219,3115 |
|
1096,0 |
100,0 |
|
Все данные заносятся в табл. 4.3, и определяется общий приток к насосной станции от кварталов, от промышленного предприятия и от районной насосной станции. Определяется расход сточных вод в час максимального притока:
(?™“ = 96,5 м3/ч = 26,8 л/с.
Требуемый напор насосов Я н (м) для пропуска максимального ча
сового расхода определяется по формуле
где |
Л r+h,J+(hL+KJ (м)> |
(4-1) |
- геометрическая высота подъема воды, Нпт равна разности |
отметок поверхности земли у приемной камеры очистных сооружений (ОС) и воды в приемном резервуаре насосной станции (КНС) (рис. 4.8). Для предварительных расчетов отметку воды в приемном резервуаре насосной станции можно принять на 1 м меньше отметки уровня воды в подводящем самотечном коллекторе, Я том= 108,0 -98,65 = 9,35 м;
Авт - потери во всасывающих трубопроводах насосов; Ант - потери в напорных трубопроводах внутри насосной станции.
Для предварительных расчетов можно принять Ит= Аи=2м;
h - запас напора на излив воды в приемную камеру очистных сооружений, А = 1 ...2 м;
А, - потери напора по длине в наружных напорных коллекторах, hLможно определить двумя путями:
1)по формуле h = i-L, где гидравлический уклон / определяется по таблицам [7] при полном наполнении (hld= 1) и экономичной скоро сти движения сточных вод Vjbib= 0,7...1,2 м/с;
2)по формуле hL=A-L-Q1, где А —удельное сопротивление напор ного коллектора, с2/м® (табл.4.4); L —длина одной нитки напорного кол
лектора, м; Q - расчетный расход, Q= (м3/с);
hM - потери в местных сопротивлениях, составляют примерно
10 % от потерь по длине, hH= 10% hL(м).
При работе насосной станции в нормальном режиме по каждому
из двух чугунных напорных |
коллекторов будут транспортироваться |
сточные воды, расход которых |
/2 = 26,8/2 = 13,4 л/с. По таблицам |
СНиП [7] подобран коллектор d= 125 мм :h/d= \,q~ 14,0 л/с,v - 1,14м/с,
Рис. 4.8. Определение геометрической высоты подъема воды
i = 0,025. Сопротивление коллектора равно А = 130 с2/мб. (Диаметр кол лектора может быть определен и просто по формулеd = -у/4- Q /n -v ).
После определения диаметра коллекторов строят графики их ра
боты HIQ. |
Сначала, задаваясь |
произвольно величинами расходов |
от Q = 0 до |
Q ~ (1,2-1,4)- |
и определяя требуемые напоры для |
их пропуска, строят график 1d9а затем путем сложения по оси абсцисс двух графиков Id получают график 2d (рис. 4.9).
Таблица 4.4 Удельное сопротивление напорных коллекторов,
транспортирую щ их городские сточные воды
d, мм |
А, с2/м6 |
df мм |
А, с2/м6 |
100 |
427 |
350 |
0,5 |
125 |
130 |
400 |
0,26 |
150 |
50 |
450 |
0,14 |
200 |
10 |
500 |
0,08 |
250 |
3,2 |
600 |
0,03 |
300 |
1,2 |
700 |
0,01 |
Рис.4.9. График совместной работы насосов и коллекторов
По = 96,5 м3/ч и Н = 43,60 м подобран насос фирмы Wilo, марки FA 10.78-410Z/T24-4/36 погружной, Н = 59,11 м; Q = 54,39 м3/ч;
^раб„ л = 4 Ю мм; 1 рабочий и 2 резервных.
В случае аварии на одном из коллекторов расход по другому уве личится в 2 раза, следовательно, потери в системе увеличатся в 4 раза. Обеспечить работу насосной станции при аварии можно, в принципе, двумя путями:
1) уменьшить аварийные потери в коллекторах за счет организа ции перемычек (разбить коллекторы на ремонтные участки);
2) увеличить напор насосов одним из следующих способов: а) включить резервный насос параллельно, б) включить резервный на
сос последовательно, в) применяя изначально насос с частотным регу лятором, увеличить число оборотов рабочего колеса, при этом увели чится создаваемый насосом напор.
В данном примере для обеспечения работы насосной станции при аварии на напорных коллекторах устраиваются ремонтные переклю чения и включается один резервный насос (параллельно). Расстояния между переключениями, т.е. длина аварийного участка, предваритель но определяется по формуле
L ' = L -l,3 3 3 (L -h /(A < ? )\ |
(4.2) |
где L - общая длина одной нитки коллектора, м; А - |
удельное со |
противление напорного канализационного коллектора данного диаметра, с2/м6; Q - расчетный расход сточных вод, м3/с; h - вели чина располагаемых потерь напора при пропуске максимального часового расхода в случае включения резервных насосов, м; h оп ределяется по рис. 4.9.
В последующем расчете результаты вычислений могут быть уточ нены. (Формула применима только при двух параллельных трубопро водах одинакового диаметра).
В примере: L — 1100 м, Q = 26,8 л/с = 0,0268 м3/с, при диаметре трубопровода d = 125 мм А = 130 с2/м6; h = (59 - 15,35)=
= 43,65 |
(м). Длина аварийного участка по формуле (4.2) |
//= 1 1 0 0 - |
1,333 (1 1 0 0 - 43,65/(130*0,02682)) = 259,35 (м). Количество |
ремонтных участков к = L/L' = 1100/259,35 = 4,2 ~ 5 шт. Фактическая длина ремонтного участка L ' = 1100/5 = 220 м. Количество ремонтных переключений (перемычек) равно (Л-1) = (5-1) = 4 шт.
После определения количества ремонтных участков строится гра фик работы напорных коллекторов при аварии на одном из участков. График строится по аналогии с кривой 1 d. При построении рекомен дуется пользоваться схемой, приведенной на рис. 4.10.
Требуемый напор для подачи расхода Q |
= 96,5 м3/ч = 26,8 л/с |
|
при аварии Н рассчитывается по формуле |
|
|
Я =(Я + h + А + й )+(AL |
-(Q/2)2-l,l+ A -L - 0 4 ,1 ); |
Я цир= 15,35 + 130-(220-4)-(0,0268/2)4,1 + 130-220-0,02682-1,1 =60,55 м.
На рис. 4.9 видно, что даже при включении резервного агре
гата насосы не смогут обеспечить напор //= 6 0 ,5 5 м при пропуске
п о
Q/2
Участки нормальной работы: |
Авар, |
|
уч-к: |
||
Ак,р«= 220*4 = 880 м; |
L ^ = 220 м; |
|
Q =13,4 л/с; |
*/=125 мм; у4=130с2/м6; |
6 = 2 6 ,8 л/с; |
v= 1,14 м/с; |
Л|юры= 22,6 м |
*/=125 мм; |
|
|
v=2,15 м/с; |
|
|
h =22,6 м |
Рис. 4.10. Схема работы напорных коллекторов при аварии
Q ™^=96,5 м3/ч (смогут только Н = 59 м). Поэтому необходимо уве личить количество ремонтных участков до 6, а количество перемычек соответственно до 5 шт. Тогда длина ремонтного участка составит L '=£/6= 1100/6=184 м. При уточненных данных производится пересчет требуемого напора для подачи расхода Q ™асх = 96,5 м3/ч = 26,8 л/с при аварии Я юр:
Я |
авар |
= (Я |
+ h |
в.т |
+h |
н т |
+ h )+(A-L |
норм |
(Q/2)2 \,\ + A-L |
О Ч ,1); |
|
||
|
v геом |
|
|
игл7 4 |
7 |
’ |
авар ^ |
5 79 |
|||||
#^= 15,35 + 130(184-5)(0,0268/2)2-1,1 + 130-184-0.02684,1 = 57,87 |
м. |
Для построения графика работы напорных коллекторов при ава рии недостаточно двух точек HIQ: 15,35/0 и 57,87/96,5. Поэтому сле дует нанести на график еще несколько точек, «пропуская» по данной аварийной системе произвольные расходы и определяя требуемые на поры для их пропуска (см. рис. 4.9).
Вместимость приемного резервуара канализационной насосной станции назначается исходя из условия обеспечения 5-минутной мак симальной подачи одного насоса Q'H, которая определяется в нормаль ном режиме работы при двух работающих коллекторах. Q'H(м3/ч) явля-