Водоотведение и очистка сточных вод водоотводящие сети
..pdfФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
Л.В. Бартова
ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД.
ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ
Утверждено Редакционно-издательским советомуниверситета в качестве учебно-методического пособия
Издательство Пермского государственного технического университета
2007
УДК 628.2 (075.8) ББК 38.761.2
Б24
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. С.А. Голяк (Магнитогорский государственный технический университет);
генеральный директор ООО «Экостройпроект» канд. техн. наук Т.Ю. Попова
Бартова, Л.В.
Б24 Водоотведение и очистка сточных вод. Водоотводящие сети учебно-метод. пособие. —Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та 2 0 0 7 .- 169 с.
ISBN 978-5-88151-827-1
Рассмотрены вопросы проектирования и устройства водоотводя щих сетей и сооружений на них. Приведены методики проектирования бытовой и дождевой канализации населенного пункта с примерами расчета сетей и сооружений на них: насосной станции, разделитель ной камеры, дюкера и других. Рассмотрены особенности устройства канализационных насосных станций, вопросы выбора материала труб и конструкций колодцев для бытовой и дождевой сетей.
Предназначено для студентов специальности «Водоснабжение и водоофёДение». ШШййвЛ1 контрольные задания по курсу.
литературы УДК 628.2 (075.8) ББК 38.761.2
Издано врамках приоритетного национального проекта «Об разование» по программе Пермского государственного технического университета «Создание инновационной системы формирования про фессиональных компетенций кадров и центра инновационного разви тиярегиона на базе многопрофильного технического университета»
ISBN 978-5-88151-827-1 |
© ГОУ ВПО |
|
«Пермский государственный |
|
технический университет», 2007 |
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. |
5 |
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ |
|
КУРСА «ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ»................................................. |
6 |
1.1. Сточные воды населенного пункта..................................... |
6 |
1.2. Системы канализации............................................................ |
7 |
1.3. Режим работы водоотводящих сетей. |
|
Понятие самоочищения сети.............................................. |
11 |
1.4. Гидравлический расчет водоотводящих сетей................. |
14 |
1.5. Схемы начертания водоотводящих сетей в плане.......... |
15 |
2. ГОРОДСКАЯ ВОДООТВОДЯЩАЯ СЕТЬ. |
|
ПРОЕКТИРОВАНИЕ................................................................................. |
19 |
2.1. Исходные данные для проектирования |
|
городской водоотводящей сети............................................. |
19 |
2.2. Характеристика населенного пункта................................. |
23 |
2.3. Трассировка сети. Оформление генплана.......................... |
23 |
2.4. Расчетные расходы сточных вод |
|
в системе канализации........................................................... |
26 |
2.5. Определение расчетных расходов сточных вод |
|
по участкам сети ...................................................................... |
29 |
2.6. Гидравлический расчет канализационной сети............... |
32 |
3. УСТРОЙСТВО ГОРОДСКОЙ ВОДООТВОДЯЩЕЙ С ЕТИ ...... |
48 |
3.1. Конструирование сети............................................................ |
48 |
3.2. Трубы для устройства водоотводящих сетей................... |
49 |
3.3. Канализационные колодцы................................................... |
55 |
3.4. Пересечение водоотводящих сетей с препятствиями.... |
63 |
4. КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ..................... |
71 |
4.1. Особенности устройства |
|
канализационных насосных станций.................................. |
71 |
4.2. Расчет канализационных насосных станций................... |
75 |
4.3. Районные насосные станции................................................ |
90 |
5 . ДОЖДЕВАЯ КАНАЛИЗАЦИЯ........................................
5.1. Измерение количества выпадающих осадков
5.2. Назначение и принцип работы,
канализации.......................
[ дождевой
5.3.Проектирование дождевой сети..........................................
5.4.Пример расчета дождевой сети...........................................
5.5.Сооружения на дождевой сети............................................
5.6.Определение расхода дождевых вод, поступающих на очистку......................................................
5.7.Расчет камеры с боковым прямолинейным водосливом и односторонним сбросом....................................................
5.8.Особенности расчета полураздельной системы канализации
93
93
96
97
106
119
125
127
129
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ |
|
«ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ»................................................................. |
133 |
6.1. Тесты для проверки усвоения |
|
теоретического материала...................................................... |
133 |
6.2. Задание на выполнение курсового проекта |
|
по теме «Водоотводящие сети»............................................ |
143 |
6.3. Задания смотров-конкурсов студентов |
|
специальности «Водоснабжение и водоотведение» |
|
по теме «Водоотводящие сети» |
ЛДО |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................... |
151 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1......................................................................................... |
153 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ........................................................................................ |
164 |
В числе специальных дисциплин учебного плана подготовки ин- женеров-строителей по специальности «Водоснабжение и водоотведе ние» важное место занимает курс «Водоотведение и очистка сточных вод». «Водоотводящие сети» —один из двух основных разделов этого курса.
Изучение темы «Водоотводящие сети» базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин «Инженерная гра фика», «Гидравлика», «Материаловедение», «Инженерная геодезия», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Водоснабжение и водоотведение», «Насосы и воздуходувные станции».
Пособие написано в полном соответствии с государственным об разовательным стандартом и с рабочей программой дисциплины «Во доотведение и очистка сточных вод». При написании использованы данные специальной литературы последних лет издания, а также опыт специализированных организаций по проектированию, строительству и эксплуатации системы водоотведения. Рассмотрены вопросы уст ройства и работы водоотводящих сетей и сооружений на них, методы проектирования систем.
В работе сделан акцент на применении теоретических знаний для практической проектной работы: расчета сетей и сооружений, постро ения генпланов, профилей сетей. Приведены алгоритмы и подробные примеры проектирования отдельных элементов системы водоотведе ния населенного пункта: городской и дождевой водоотводящих сетей, канализационной насосной станции, примеры расчета сооружений на сетях: дюкера, разделительной камеры, а также пример монтажного расчета канализационного колодца.
Пособие предназначено для студентов 4-го и 5-го курсов специ альности «водоснабжение и водоотведение» в помощь при изучении дисциплин «Водоотведение и очистка сточных вод» и «Водоотведение малых населенных мест».
1.О С Н О В Н Ы Е П О Н Я ТИ Я КУРСА «ВО ДО О ТВО ДЯ Щ И Е С ЕТИ »
1.1.Сточные воды населенного пункта
Сточные воды, образующиеся на территории населенного пункта, принято подразделять натри группы: К1 —бытовые, или хозяйствен но-фекальные, К2 - дождевые, или атмосферные, и КЗ - производс твенные, или промышленные.
Бытовые, или хозяйственно-фекальные, воды образуются в резуль тате жизнедеятельности человека и поступают в канализационную сеть от жилых и общественных здании, от коммунально-бытовых предпри ятий: бань и прачечных, а также от бытовых помещений промышленных предприятий. Режим поступления бытовых вод в сеть относительно рав номерен. Основную часть примесей (около 70 %) составляют органичес кие соединения, остальные (3 0 % )- минеральная часть. Примеси могут находиться во взвешенном, коллоидном или растворенном состоянии.
Производственные, или промышленные, воды образуются в ре зультате производственных процессов на промышленных предпри ятиях. В основном это воды от промывки оборудования или отрабо танные технологические растворы. В отдельную подгруппу выделяют воды от охлаждения оборудования, которые циркулируют в оборотных системах водоснабжения предприятий. Состав производственных вод и режим их поступления в систему канализации могут быть самыми разными, в зависимости от вида производства.
Дождевые, или атмосферные, воды образуются в результате вы падения дождей или таяния снега; к этой же группе относят поливо моечные воды. Режим поступления дождевых вод в канализацию яв ляется настолько неравномерным, что можно говорить о вероятност ном характере их притока. Основными загрязняющими компонентами дождевых вод являются нерастворенные минеральные примеси: пе
сок, глина, а также нефтепродукты.
В последние годы специалистами все больше употребляется тер мин «городские сточные воды», хотя в нормативные документы он по ка не вошел. Городские сточные воды - это смесь хозяйственно-фе-
6
кальных и производственных сточных вод, которая поступает на го родские канализационные очистные сооружения. Понятие действует при содержании производственных вод в смеси не более 45 %. Дожде вые воды в понятие «городских» не входят.
1.2. Системы канализации
Водоотведение населенного пункта может быть организовано по одной из следующих систем: полная раздельная, неполная разде льная, общесплавная, полураздельная.
Полная раздельная система канализации функционирует в большинстве крупных городов России. По этой системе быто вые воды от жилых кварталов и промышленные воды предприятий отводятся общей сетью на городские очистные сооружения. Про изводственные сточные воды нередко содержат примеси, которые могут нарушить работу городских сетей и сооружений, или приме си, которые не поддаются извлечению на городских очистных со оружениях и проходят в водоем транзитом. Это могут быть ионы тяжелых металлов, нефтепродукты, растворенные газы, синтети ческие поверхностно-активные вещества, механические примеси в значительных количествах и другие компоненты, в зависимос ти от профиля предприятия. Тогда производственные воды перед сбросом в городскую канализацию проходят очистку на локальных заводских очистных сооружениях для извлечения этих специфи ческих промышленных примесей.
Дождевые воды собираются с территории своей отдельной сетью и несколькими выпусками отводятся в водоем. На выпусках предус матриваются сооружения очистки дождевых вод, например, отстойни ки. Полная раздельная система канализации представлена на рис. 1.1.
Полная раздельная система канализации обеспечивает высокое санитарное состояние населенного пункта, поскольку все сточные воды перед сбросом в водоем подвергаются очистке. Система харак теризуется высокой стоимостью из-за наличия двух отдельных сетей, но, несмотря на это, именно она из всех существующих систем полу чила наибольшее распространение в нашей стране.
тем ^ Г д о ^ в Г Г ИаЯ ‘“ Т " канализащи отличается от полной
,Д эедевые воды не собираются с тепоитопии закрытой сетью
трубопроводов, „„„ „ро™ стеюют |
„вобочи- |
дорог и при выпуске в водоем не очищаются Эта система дешев-
х^ Т Л1СиИСТемаеЛЬН0Й’ Н° СаНИТаРное ^стояние населенного пункта
^ооол оГ Г й ДеИСтаует вмаль1Х «средних населенных пунктах:
от городов районного масштаба до поселков
При общесплавной системе канализации все сточные воды насе
ленного пункта собираются и отводятся единой сетью трубоПРоводовпр .'
VMCKItTTTPffUa ППЛпчплгпвтл.. ... лЛЛГМГУНа
Для уменьшения производительности городских очистных сооруже ний, а также для уменьшения диаметра главного коллектора на нем уст-
8
раиваются ливнеспуски, через которые в период сильных дождей часть расхода сточных вод сбрасывается в водоем без очистки. Конструкции ливнеспусков (или разделительных камер) приведены в главе 5.
Система обеспечивает удовлетворительное санитарное состояние города; она дешевле полной раздельной на 30-40 %. Система не полу чила распространения в России из-за ряда своих недостатков. Во-пер вых, она не исключает возможности проскока неочищенных сточных вод, в том числе и бытовых, в водоем. Во-вторых, для регулирования притока сточных вод на биологические очистные сооружения необ ходимы большие емкости-накопители, поскольку поступление дождя в систему канализации носит залповый характер, а процесс очистки должен проходить в относительно равномерном режиме. В-третьих, диаметры сети подбираются с учетом притока дождя; он на порядок превышает расходы бытовых и производственных вод, поэтому в су хую погоду не обеспечивается самоочищение сети, загрязнения не пе реносятся потоком, а оседают в трубах и загнивают. С другой сто роны, в период сильных дождей возможно подтопление территории города смесью дождевых и бытовых вод. Следует заметить, что и нор мативная база для развития этой системы в нашей стране разработана еще недостаточно полно и глубоко. В частности, СНиП 2.04.03-85 [1] ориентирован, в основном, на полную раздельную систему: он не дает четких указаний по проектированию регулирующих емкостей перед очистными сооружениями, не регламентирует количества нефтеп родуктов в сточных водах. Общесплавная канализация оправдывает себя только в районах с влажным климатом и плотной многоэтажной застройкой, т.е. там, где расход сточных вод в сухую погоду незначи тельно отличается от расхода в период дождей.
При полуразделъной системе производственные и бытовые воды собираются и отводятся общей сетью, атмосферные - своей отдельной (рис. 1.2). В местах пересечения этих сетей на дождевых коллекторах устраиваются разделительные камеры, или ливнеспуски. Это позволя ет первые, наиболее загрязненные порции дождя отводить в главный коллектор бытовой канализации, на очистку совместно с городскими водами. При больших дождях последующие, относительно чистые порции дождевых вод сбрасываются в водоем без очистки. Полураз-
100
Рис. 1.2. Полураздельная система канализации: К1 - бытовая канализация; К2 - дождевая сеть; 1 - выпуски из зданий; 2 - дворовые (внутрикварталь ные) сети; 3 - уличные сети; 4 - бассейновые коллекторы; 5 - главный са мотечный коллектор; б —напорные коллекторы; 7 —выпуск очищенных СВ в водоем; ГНС - главная насосная станция; ОС - городские очистные соору
жения; РК - разделительные камеры
дельная система по устройству и принципу работы занимает проме жуточное положение между полной раздельной и общесплавной сис темами, а значит, несет в себе как преимущества, так и недостатки обеих систем.
Основной недостаток — повышенная засоряемость — является сдерживающим фактором широкого применения системы. Полураз дельная система канализации приемлема только в крупных городах
смногоэтажной застройкой.
Вкрупных городах с большой территорией и сложным релье фом, с различной плотностью населения и разной степенью благоус тройства отдельных районов водоотведение может быть организовано по нескольким разным системам, тогда говорят о комбинированной
системе канализации города.