РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

Определение типа и расположения сети водоотведения

При определении места расположения площадки очистных сооружений и выпуска очищенных сточных вод в рамках учебного проектирования следует учитывать следующее:

- площадку очистных сооружений следует располагать вниз по

- течению реки от населенного пункта на не затапливаемой в паводок территории;

-следует учитывать преобладающее направление ветров в районе расположения населенного пункта и по возможности располагать очистные сооружения с подветренной стороны;

- расстояние от площадки очистных сооружений до ближайших

-жилых, административных и общественных зданий, а также до

-предприятий пищевой промышленности принимается с учетом их перспективного развития в соответствии с санитарными нормами.

 

Расчет расходов сточных вод по участкам сети водоотведения

Расчет водоотводящих сетей состоит в определении диаметров и уклонов трубопроводов, обеспечивающих при наиболее благоприятных гидравлических условиях пропуск расходов сточных вод в любой момент времени. Поскольку самотечное движение сточных вод в энергетическом отношении является наивыгоднейшим, то основная задача при проектировании заключается в построении продольного профиля коллекторов, определяющего объемы земляных работ и положения водоотводящих трубопроводовв подземной части относительно других инженерных коммуникаций.

Удельная норма водоотведения зависит от уровня санитарнотехнического оборудования зданий и в определенной степени от климатических условий.

Рассчитываемый коллектор разбивают на расчетные участки. Длину расчетного участка принимают равной расстоянию между узловыми и поворотными колодцами, но не более расстояния 20 между кварталами.

Перед выполнением расчета необходимо произвести разбивку кварталов на площади стока. Для определения расчетных расходов сточных вод определяется расчетное население (количество жителей N, человек) для каждого района населенного пункта по формуле:

(1.1)

где р – плотность населения, чел/га,

F – площадь кварталов жилой застройки, га.

Для каждого района населенного пункта, а затем для населенного пункта в целом определяются суточные, часовые и секундные расходы сточных вод.Для расчета расхода сточных вод от каждого квартала представлена таблицей 1.1

Таблица 1.1 – Количество жителей по кварталам.

Номер квартала	Плотность населения, чел/га	Площадь квартала, га	Число жителей в квартале, чел.
1 квартал	250	17,4	435
2 квартал	250	17,88	446,9
3 квартал	250	15,84	396
4 квартал	250	27,90	697,5
5 квартал	250	12,46	311,5
6 квартал	250	22,24	556

Диаметры труб, наполнение и уклоны

 

Расчет водоотводящих сетей из полимерных материалов рекомендуется выполнять с использованием таблиц гидравлического расчета (таблица 1.4), а также специализированных расчетных таблиц производителей полимерных труб, которые основаны на методике Карелина.

Наименьшие диаметры труб и уклоны, расчетные
наполнения труб и скорости движения сточных вод в
трубах и каналах

Наименьшие уклоны трубопроводов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения
сточных вод. Наименьшие уклоны трубопроводов для
всех систем канализации следует принимать для труб диаметрами:
диаметр 160 мм не менее i_min-0,007,

диаметр более 250 мм более i_min-0,005. В зависимости от местных условий
при соответствующем обосновании для отдельных участков сети

При проектировании водоотводящих сетей необходимо учитывать наименьшую и наибольшую допустимые скорости протекания сточных вод в трубопроводах. Наименьшая или самоочищающая скорость, обеспечивает при пропуске расчетного расхода (q₀, л/с) смыв осадка, выпавшего в трубопроводах в часы минимального притока сточных вод.

При выполнении гидравлического расчета трубопроводов из
пластмассовых  материалов минимальные скорости движения сточных вод и наибольшие расчетные наполнения должны также приниматься с учетом наполнения h/d0,5-0,8.

 

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, полученных мною во время лекционного курса и лабораторно-практических занятий, а также приобретение практического опыта расчета и проектирования комплекса очистных сооружений канализации (КОСК) для очистки сточных вод, поступающих от населенного пункта.

В процессе курсового проектирования, я ознакомился с основными положениями СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», типовыми проектами КОСК различной производительности, справочной литературой, приобрел навыки выбора оптимальных решений поставленных инженерно-технических задач и оформления технической документации.

В работе над проектом я использовал полученные ранее знания в области математики, гидравлики, инженерной графики, химии, информатики и других дисциплин, предусмотренных учебным планом специальности.

В курсовом проекте, на основании качества и количества сточных вод, экологических условий водоема, приемника очищенных сточных вод, последних достижений науки и техники в этой области и с учетом требований СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», выбирается метод и технологическая схема обработки сточных вод. Выполняются расчеты основных сооружений КОСК.

Исходным документом проектирования является бланк «ЗАДАНИЯ на курсовое проектирование», который выдается преподавателем.

Форма отчетности по проекту включает расчетно-пояснительную записку, графическую часть и защиту проекта.

РАСЧЕТ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДОЕМА

 

Условия выпуска сточных вод в водоем регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», которые содержат общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, в зависимости от их категории, после сброса в них сточных вод.

Действующие санитарные нормы требуют обеспечения предельно допустимого содержания загрязнений в очищенных сточных водах с учетом сомоочищающей способности водоема.

Способность водоема ликвидировать поступающие в него загрязнения называется самоочищением водоема.

Процесс самоочищения водоема можно подразделить на две стадии: смешение загрязненной струи с водой водоема собственно самоочищение – сложный комплекс биохимических процессов, происходящих в водоеме. Выбор метода очистки сточных вод, состава очистных сооружений, себестоимость и эффективность очистки сточных вод зависят от правильности расчета процесса самоочищения водоема.

В курсовом проекте рассматривается вариант выпуска сточных вод в реку, как наиболее часто встречающийся.

Основные характеристики реки приведены в исходных данных.

Расчет решеток

Решетки обязательно устанавливают после приемной камеры перед очистными сооружениями КОС.

К проектированию принимается неподвижная наклонная решетка с механизированными граблями (если количество улавливаемых загрязнений составляет более 0,1 м³/сут). Расчетная схема решетки представлена на рисунке 2.

Исходные данные для расчета решеток:

- расчет выполняется для одной решетки;

- максимальный расчетный расход , м³/с (из таблицы 2.4);

- принимаем решетку с шириной прозоров b = 20 мм, со стержнями прямоугольной формы;

- число рабочих и резервных решеток принимаем n_p = 2 шт., п_рез = 1 шт.

- скорость движения сточных вод в прозорах решетки при максимальном притоке принимается 1,0 м/с;

- угол наклона решетки принимаем  = 60º.

Так как число рабочих решетокn_p = 2 шт и резервных решеток п_рез = 1 шт, значит подводящих каналов будет 3 шт, но постоянно использоваться будут только 2 канала. Все подводящие каналы будут иметь идентичные параметры, поэтому в таблице 8 приведены расчетные параметры одного подводящего канала.

Таблица 5.1. Расчетные параметры подводящего канала.

Расчетные расходы,	Скорость,	Ширина,	Глубина потока,	Наполнение,	Уклон канала,
0,296	1	0,3	0,7	0,33	0,02

 

Подбор типовой решетки осуществляется по общему числу прозоров n _пр, шт., и ширине В_р, мм.

 

Число прозоров решетки n _пр , шт., определяется по формуле:

 

;

 

где  – максимальный расчетный расход сточных вод, 0,296м³/с;

    b – ширина прозоров решетки, 0,02 м;

    h ₁ – глубина потока перед решеткой, 0,7м;

    V _расч – средняя скорость потока в прозорах решетки, 1,2м/с;

    k ₃ – коэффициент.

Учитывающий стеснение потока сточных вод в прозорах решетки, 1,05.

    Общая ширина решетки , м, определяется по формуле:

 

;

 

где S – толщина стержней решетки, 0,008 м;

    п – число прозоров, 22шт

    По принятому числу рабочих решеток n_p = 2 шт, определяется ширина одной решетки:

;

 

    Зная ширину решетки и глубину потока определяем площадь живого сечения потока, :

;

    Принимаем две рабочие механизированные решетки марки размером МГ7Т 800х1400 и одну резервную решетку такого же типа, со следующими характеристиками:

- число прозоров равно 31шт;

- толщина стержня равна 8 мм;

- масса решетки 1343кг.

    Теперь, зная характеристики решетки ( ), нам необходимо уточнить принятую нами глубину потока, :

;

проверяется:

- по фактической скорости , м/с, которая должна быть в пределах 0,8-1,0 м/с;

- должно соблюдаться соотношение: F _ПР ≥ 1,2 F ₁ (при механизированной очистке;

Правильность подбора решетки

где  - площадь прозоров решетки, м²;

     - площадь живого сечения подводящего канала, м².

    Так как мы приняли две рабочие решетки, то расход сточных проходящих через каждую решетку будет равен: , то есть 0,296м³/с. Тогда фактическая скорость движения воды в каждой решетке бут равна:

 

;

        

Так как фактическая скорость движения воды равна 1 м/с, и это значение находится в пределах 0,8-1,0 м/с, то можно сделать вывод, что данный расчет выполнен верно.

    Определяем площадь прозоров решетки:

;

        

Определяем площадь живого сечения подводящего канала

;

 

где  - ширина подводящего канала, принятая конструктивно, 1,26м.

Так как , и >  (F _ПР ≥ 1,2 F ₁), то можно сделать вывод, что данный расчет выполнен верно и решетка подобрана правильно.

    Потери напора на решетке, , вычисляются по формуле:

;

где k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие

            засорения решетки, принимается равным 3.

 - коэффициент сопротивления решетки, зависящий от формы ее

            стержней и вычисляется по формуле:

;

 

где  - коэффициент формы стержней решетки, равный 2,42 для прямо-

            угольной формы стержней.

Определяем скорость потока в канале перед решеткой, , которая должна быть в пределах 0,6 – 0,8 м/с:

;

 

    Значение скорости потока в канале перед решеткой равное 0,8 м/с - попадает в интервал 0,6 – 0,8 м/с, следовательно, расчет выполнен верно.

    Определяем потери напора в решетке, :

;

    Для предотвращения образования подпора перед решеткой и исключения заиливания подводящего канала рекомендуется его дно за решеткой понижать на величину .

    Определение размеров канала для установки типовой решетки.

    Общая длина канала L, м включает:

где  - длина расширения канала для предотвращения образования вихре-

            вого потока перед решеткой, м;

     - длина уширенной части канала в месте установки решетки, м;

     - длина сужающейся части канала за решеткой, м, принимается 0,5 .

    Для предупреждения образования вихревого потока канал перед решеткой плавно уширяют путем изменения направления стенок на угол . Если ширина канала , общая ширина решетки , то длина расширения канала перед решеткой , м определяется по формуле:

    Так как , то .

Длина уширенной части канала в месте установки решетки, l, м, определяется по формуле:

где Н – строительная высота решетки, м, которая определяется по формуле:

;

где  - строительная высота, 0,3 м.

Определяем длину уширенной части канала в месте установки решеткиl, м:

;

Тогда общая длина канала L, м составит:

    Количество загрязнений, снимаемых с решетки, зависит от вида сточных вод и ширины прозоров решетки, а также от способа ее очистки.

    Объем снимаемых с решеток отбросов, , вычисляется по формуле:

;

где  - удельное количество отбросов, л/год.чел., принимается при ширине

            прозоров b = 20 мм - 8 л/год.чел.;

     - приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.

Вес снимаемых отбросов, , при объемном весе загрязнений 750 кг/м³ и влажности 80 %, составляет:

;

Задержанные на решетках отбросы после обеззараживания вывозятся на свалку ТБО.

Расчет песколовок

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед первичными отстойниками, а при наличии в составе очистных сооружений коммутаторов – перед ними.

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках.

Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100 м³/сут.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения.

Тип песколовки выбирается в зависимости от производительности очистных сооружений, схемы очистки и обработки осадков, характеристик взвешенных веществ и компоновочных решений КОС. В данном курсовом проекте рассчитывается горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды. Этот тип песколовок удовлетворяет всем нашим требованиям.

Исходные данные для расчета песколовок:

- число рабочих песколовок (отделений), п, шт, принимаем равным 2, а так-же принимаем одно резервное отделение;

- максимальный расчетный расход в песколовках, м³/с;

- минимальный расчетный расход в песколовках, , м³/с;

- глубина воды в подводящем канале при максимальном расходе ;

- диаметр задерживаемых частиц песка, ;

- гидравлическая крупность частиц песка,  или ;

- скорость в песколовке при максимальном расходе,  или

;

    Определяем площадь живого сечения лотка , , которая составит:

Определяем вертикальную турбулентную составляющую продольной скорости, , которая составит:

Определяем скорость осаждения песка расчетной крупности, которая составит:

 или

Тогда длина песколовки, , составит:

Принимаем длину песколовки , по типовому проекту.

Определяем песколовки которая  составит:

Определяем ширину песколовки, , которая составит:

У каждой из песколовок площадь зеркала воды , составит 22,00 м², а ширина 1,2м.

Произведем расчет стабилизирующего водослива для условия .

Определяем отношение максимального и минимального расходов сточных вод, К, которое составит:

.

Определяем минимальную глубину проточной части песколовки, , при минимальном расходе сточных вод, м³/с, которая составит:
    Определяем перепад между дном песколовки и порогом водослива, , который составит:

;

    Определяем ширину водослива, , которая составит:

;

где т – коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия, принимается равным 0,36.

Определяем количество осадка, , которое составляет:

где - приведенное число жителей по взвешенным веществам, 157761,54чел.

 - количество песка, задерживаемого в песколовках. Для бытовых сточных вод составляет .

 

Определяем общее количество удаляемого из песколовки осадка, , при его объемном весе , что составляет:

;

Потери напора при входе воды в песколовку, в среднем для горизонтальной песколовки составляют .

Расчет песковых площадок

Удаление песка в песколовке следует предусматривать:

- вручную – при его объеме < 0,1 м³/сут;

- механическим или гидромеханическим способом с транспортированием его к приямку и последующим отводом за пределы песколовки гидроэлеваторами или песковыми насосами при количестве > 0,1 м³/сут.

Удаляемый песок содержит большое количество воды и транспортируется в виде песковой пульпы и поэтому его необходимо обезвоживать перед дальнейшей утилизацией. Для этого на КОС предусматривается устройство песковых площадок. Расчет которых выполняется по максимальной нагрузке на площадку в год, с периодической выгрузкой подсушенного песка, в следующей последовательности.

Годовое количество задержанного песка, , составляет:

 или ;

где - приведенное число жителей по взвешенным веществам,

157761,54 чел

 - количество песка, задерживаемого в песколовках. Для бытовых сточных вод составляет .

Так как объем песка составил , то значит, что удаление песка из песколовке будет вестись механическим или гидромеханическим способом.

Тогда полезная площадь песковых площадок , составляет:

где - максимальная нагрузка на песковую площадку, 3 .

Общая площадь , песковых площадок учитывает устройство подъездов и съездов автотранспорта на песковые площадки в размере 20 %.

;

    Площадь одной карты, , вычисляются из условия общего количества карт п> 2 шт. Принимаем количество карт, , равное 4 шт., тогда площадь одной карты, , что составит:

;

Все площадки ограждаются земляными валиками высотой 1 – 2 м, вода, удаляемая с песковых площадок, возвращается в канал перед песколовками для последующей обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы над курсовым проектом. Мной были изучены и закреплены теоретические знания, полученные мною во время лекционного занятия и практических занятий, а также приобретение практического опыта расчета и проектирования комплекса очистных сооружений канализации (КОСК) для очистки сточных вод, поступающих от населенного пункта.

Я ознакомилась с основными положениями СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», типовыми проектами КОСК различной производительности, справочной литературой, приобрела навыки выбора оптимальных решений поставленных инженерно-технических задач и оформления технической документации. В работе над проектом я использовала полученные ранее знания в области математики, гидравлики, инженерной графики, химии, информатики и других дисциплин, предусмотренных учебным планом специальности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.03-85Канализация. Наружные сети и сооружения/Госстрой России. -М: ГУП ЦПП, 2002.

2. СНиП 2.04.02-84Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: ГУП ЦПП Госстрой России,2000.

3. Яковлев СВ., Воронов Ю.В.Водоотведение и очистка сточных вод/ Учебник для вузов:- М.: АСВ,2002.

4. Правила охраны поверхностных вод(типовые положения). М.: Госкомприрода СССР,1991.

5. Алтунин В.С., Белавцева Т.М. Контроль качества воды/ Справочник. - М.: Колос, 1993.

6. Василенко А.А. Водоотведение.Курсовое проектирование. - К., Вышс шк. Головное изд-во, 1988.

7. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчет канализационных сооружений: Учебное пособие для вузов. - М.: Стройиздат, 1987.

8.Лукиных А.А., Лукиных Н.А.Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского/ Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1974.'

9.Федоров Н.Ф., Шифрин СМ. Канализация. - М., Изд-во «Высшая школа»,. 1968

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ