144810 (620752), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Qдуш смI = 123,5 м3/см
-
предприятие №2:
Qдуш смI = 194,5 м3/см
Qдуш смI = 130 м3/см
Определяем расход воды на технологические нужды
Расход воды посменно:
-
предприятие №1:
=0,35·12000=4200 м3/см
=0,35·12000=4200 м3/см
=0,3·12000=3600 м3/см
-
предприятие №2:
=0,6·4000=2400 м3/см
=0,4·4000=1600 м3/см
Распределение технологических сточных вод по часам в смену производится по данным технологов, в данном проекте часовой расход на технологические нужды определяется по формуле:
, м3/ч (1.2.4)
-
предприятие №1:
м3/ч
м3/ч
м3/ч
-
предприятие №2:
м3/ч
м3/ч
Определение max и min расходов сточных вод
Данные виды расходов определяются на основании коэффициентов общей неравномерности (Kgen max и Kgen min), которые зависят от величин среднесекундных расходов.
По величинам среднесекундных расходов qw по табл.2 [3] определяем коэффициенты общей неравномерности. Т.к. коэффициент неравномерности находится в обратно пропорциональной зависимости от величин расходов, их значения определяются для каждого района и города в целом:
-
для района А:Kgen max=1,66
Kgen min=0,56
-
для района Б:Kgen max=1,65
Kgen min=0,57
-
для города:Kgen max=1,59
Kgen min=0,6
Определим максимальные и минимальные часовые расходы сточных вод по формулам:
, м3/час (1.2.5)
, м3/час (1.2.6)
1,66*243,6=404,4 , м3/час
0,56*243,6=136,4 , м3/час
1,65*267=440,55 , м3/час
0,57*267=152,19 , м3/час
1,59*510,6=811,85 , м3/час
0,6*510,6=306,36, м3/час
Определим максимальные и минимальные секундные расходы сточных вод по формулам:
, л/сек (1.2.7)
, л/сек (1.2.8)
1,66*67,7=112,38 , л/сек
0,56*67,7=37,9 , л/сек
1,65*74,2=122,43 , л/сек
0,57*74,2=42,29 , л/сек
1,59*141,9=225,62 , л/сек
0,6*141,9=85,14, л/сек
По значению коэффициента общей неравномерности Kgen max=1,59 для определения процентного распределения суточного расхода по часам суток по таблице П1.4 [2] находим ближайшее табличное значение коэффициента неравномерности Kтабл=1,6.
Принятое типовое распределение для Kтабл=1,6 корректируем для Kgen max=1,59, для этого определяем действительный максимальный часовой расход:
= Kgen max
Расчеты по определению расходов сточных вод города сводим в таблицу 2.1:
3. Выбор и обоснование системы и схемы водоотведения
В городе предусматривается разработка полной раздельной системы канализации. Хозяйственно-бытовые и производственные сточные воды отводятся по единой сети труб, дождевые воды отводятся по самостоятельной сети.
Схема производственно-бытовой канализации пересечённая, дождевой – перпендикулярная.
На основании данных таблицы суточная производительность канализационной очистной станции составит:
Qw = 29637,7 м3/сут.
Максимальное водоотведение приходится на 8-9 часов и составляет
Qhmax = 1797,125 м3/час.
В данном проекте место расположения очистной станции выбрано ориентировочно, а детальная разработка производится при проектировании очистных сооружений.
4. Трассировка канализационной сети
Трассировка – начертание сети в плане.Канализационный объект находится в городе Гомеле. Преобладающие в году ветры С-З направления. Территория города разбита на два района. Течение реки западное. Канализуемый объект расположен на территории с плавным понижением рельефа от 156м до 146м. территория разбита на два района канализования.
В проекте принята раздельная система канализования города. Схема производственно бытовой канализации пересечённая. Схема трассировки объемлющая. Трассировку канализационной сети см. лист1 графического материала.
Трассировка канализационной сети зависит от:
-
рельефа местности и вертикальной планировки
-
места расположения очистных сооружений и выпуска в водоем
-
системы канализации
-
грунтовых условий
-
характера застройки и ширины проездов
-
места расположения промпредприятий
-
перспектив развития и очередности строительства канализуемой территории
При строительстве необходимо по возможности охватить территорию самотечными коллекторами по кратчайшему расстоянию с минимальным заглублением, желательно параллельно поверхности земли.
-
Намечаем месторасположение главного коллектора и очистных сооружений. Главный коллектор располагается в пониженной части города, преимущественно вдоль реки. Очистные сооружения располагаются на расстоянии 500 м от ГКНС вниз по течению реки.
-
К главному коллектору присоединяем наиболее длинные коллекторы, расположенные по возможности перпендикулярно к горизонталям. Кварталы охватываем самотечной канализационной сетью.
-
Схема трассировки объемлющая
5. Определение расчетных расходов сточных вод на расчетных участках
Расчетный участок сети – отрезок канализационной линии между двумя точками, в каждом сечении которого расчетный расход остается неизменным.
На участке расход складывается из:
-
попутного, поступающего на участок по пути следования по данному участку;
-
транзитного, поступающего на рассматриваемый участок с вышележащего участка;
-
бокового, поступающего в начальную точку участка от бокового присоединения;
-
сосредоточенного, поступающего в начальную точку участка от промпредприятия.
Для определения расчетных расходов сточных вод на участках пользуемся методом длин линий.
Определяется расчетный расход:
qрасч.= qпоп. + qтр. + qбок. + qсоср., л/с (5.1)
qпоп. – попутный расход на участке от кварталов, примыкающих к данному участку;
qтр. – транзитный расход, поступающий в расчетный участок с вышерасположенного;
qбок. – расход от боковых присоединений, приложенных в начальную точку участка;
qсоср. – сосредоточенный расход от промпредприятий.
Попутные расходы сточных вод можно определять двумя методами: методом площадей и методом длин линий. В данном курсовом проекте предусмотрен метод длин линий.
Среднесекундный расход на участке сети определяется:
(5.2)
– удельный расход сточных вод на единицу длины сети (модуль стока):
L – длина участка сети, м;
Модуль стока определяется по формуле:
, л/с п.м, ( 5.3)
– сумма длин всей сети района, м.
Результаты расчётов сводятся в таблицу 5.1:
6. Определение глубины заложения канализационной сети
Т. к. сточные воды даже в зимнее время имеют температуру >120C и канализационная сеть работает на неполное наполнение, сеть можно прокладывать в глубине промерзания грунта.
Наименьшую глубину заложения труб принимают по опыту эксплуатации канализаций в данном районе. При отсутствии опыта наименьшую глубину заложения лотка трубы принимают:
-
для труб Ø
500 мм hпром-0,3 м
-
для труб Ø
500 мм hпром-0,5 м
Начальную глубину заложения лотка проектируемого коллектора определяется с учётом возможности присоединения к нему внутриквартальной сети по формуле::
(6.1)
гдеz1 – отметка начала уличной сети (z1 = 150,2м)
z2 – отметка диктующей точки начального квартала (zд.т.=149,8м)
i – уклон дворовой сети (i = 0,008 );
l – расстояние от диктующей точки до начала коллектора, l =100м;
hдв – глубина заложения дворовой сети, м
+d (6.2)
Принимаем
hдв=(1,1-0,3)=0,8 <0,7+0,2
Δ = 0,05 м – разница в отметках между лотками дворовой линии и уличной сети
Для коллектора 2 начальная глубина заложения равна:
z1 = 154,1м
zд.т.=153,3м
l =250м
7. Гидравлический расчет сетей и построение продольного профиля коллекторов
Гидравлический расчет заключается в определении диаметров труб для расчетных максимальных секундных расходов сточных вод, уклонов, потерь напора, скоростей течения и степени наполнения.
При расчете сети допускается, что расчетный расход сточных вод поступает вначале расчетного участка, а режим движения жидкости в расчетных участках сети равномерный.
В основу гидравлического расчета приняты:
-
Формула постоянства расхода: q = w ∙ v; (7.1)
-
Формула Шези для определения скорости: v = С ∙ Ri; (7.2)
Канализационная сеть города прокладывается с уклонами, соответствующими уклонам поверхности земли, но не менее минимально допустимых.
Минимальный уклон определяется по формуле :
, (7.3)
где d – диаметр труб , мм
Ограничения в максимальных скоростях принимаются из-за того, что поток сточных вод несет значительное количество минеральных примесей, которые при больших скоростях могут нарушить прочность труб :
- для неметаллических труб vmax ≤ 4 м/с
- для металлических труб vmax ≤ 8 м/с
Гидравлический расчет уличной канализации производим по таблицам Лукиных [4] и на ЭВМ, расчетные данные сводятся в таблицу 7.1. По итогам таблицы построены продольные профили рассчитываемых канализационных коллекторов.
8. Подбор напорных водоводов и насосного оборудования ГНКС
Для перекачки и подкачки сточных вод на более высокие отметки применяют канализационные насосные станции (КНС), подбор диаметров напорных водоводов производим по таблице 44 [4]. Диаметр напорных водоводов подбирается по секундному максимальному расходу, который определяется по таблице 1:
Qhmax = 1797 м3/ч;
qw max = Qhmax/3.6 = 500 л/с (8.1)
Т.к. количество напорных водоводов n = 2, то расчётный расход для подбора диаметра водоводов принимаем равным:
qw max/n = 500/2 = 250 л/с (8.2)
При аварии на напорном трубопроводе одна нитка должна пропускать 75% расхода:
qав=0,75·500=375 л/с (8.3)
Диаметр водоводов определяется по экономически наивыгоднейшим скоростям из таблицы 44 [4] :
- d = 600 мм;
- v = 0,9 м/с; vав=1,32 м/с
- i’ = 0.0016; iав=0,0035
Необходимый напор насосов определяется по формуле:
H = Нг + hн.с. + hl+ hм +hизл., м, (8.4)
где Нг. – геометрическая высота подъёма воды, определяемая как разность отметок уровня воды в приёмной камере очистных сооружений (ZОС, м) и дна приёмного резервуара насосной станции (Zпр.рез., м);
Нг. = ZОС - Zпр.рез., м, (8.5)
где ZОС- принимается на 5-6м (в данном проекте примем 5 м) выше отметки горизонта высоких вод в месте расположения очистной станции,
ZОС = 145+ 5 = 150 м;
Zпр.рез.- принимается на 1,5 м ниже отметки лотка подводящего коллектора;
Zпр.рез. = 138,8-1,5=137,3 м;
Hг = ZОС - Zп.рез. = 150– 137,3 = 12,7 м;
hн.с. – потери напора в коммуникациях в насосной станции (примем hн.с. = 2м);
hl – потери напора по длине в напорных водоводах, м;
hl = l * i’, м, : (8.6)
где l – длина напорных водоводов, м, (l = 500 м);
iав – единичное сопротивление трубопровода (iав = 0.0035);
hl = 500*0,0035 = 1,75м;
hместн. - потери на местные сопротивления, принимаются 10% от потерь по длине, м;
hместн. = 0.1 * hl = 0.1 * 1,75 = 0,175 м; (8.7)
hизл – свободный напор на излив воды ( примем hизл = 2 м).
H = Hг + hн.с. + hизл. + hl + hместн. = 12,7+2+2+1,75+0,175=18,625 м.
По каталогу насосов подбираем марку насоса с характеристиками:
- Q1н = 1797 м3/ч;
- Н = 19 м.
Принимаем марку насоса СД 900/32б n=960 об/мин (частота оборотов n = 960 об/мин) по каталогу [5]. В насосной станции устанавливаем 2 насоса.
9. Проектирование и расчет дождевой канализации
В дождевую сеть поступают дождевые и талые воды. Обычно дождевая сеть рассчитывается на пропуск дождя максимальной интенсивности для данной местности. Дождевая сеть состоит из внутренних водотоков и дождевой уличной сети.
Внутренние водотоки собирают дождевые стоки с крыш зданий, которые потом поступают в уличную сеть. Дождевые воды, образующиеся на свободной поверхности земли, поступают в сеть через дождеприёмники.
Территория канализуемого объекта разбита на площади стока, тяготеющими к уличной сети, биссектрисами к осям улиц, смотри лист 1 графического материала. Схема дождевой канализации принята перпендикулярная.
Расчет дождевой канализации:
1. Определение расчетных расходов дождевой сети:
Канализуемый объект находится в районе города Гомеля. Определяем основные расчётные параметры дождя для района города Гомеля:
mr – количество дождей в году. Определяется по таблице 4 [3];
-определяется по таблице 4 [3]:
mr=150; =1,54.
Показатель степени n определяем по карте изменения параметра n, приложения 3 [2]:
n=0,68
Расчётная интенсивность дождя продолжительностью 20 минут для проектируемого района, определяется по картам изолиний приложение 3 [2].
.
Определим расчётный параметр А:
(9.1)
Определение среднего коэффициента стока удобнее вести в табличной форме. Для водонепроницаемых поверхностей значение зависят от величины параметра А. Определим среднее значение коэффициента стока по таблице 9 и 10 [3].
Определение среднего коэффициента стока Zmid.
Вид покрытия | Zтабл | %F | Zi*Fi |
Крыши | 0,265 | 20 | 5,3 |
Асфальтовые покрытия | 0,265 | 25 | 6,625 |
Булыжные мостовые | 0,145 | 15 | 2,175 |
Щебёночные мостовые | 0,125 | 15 | 1,875 |
Газоны | 0,038 | 25 | 0,95 |
Zmid= ∑Zi*Fi/ 100=(5,3+6,625+2,175+1,875+0,95)/100=0,169 (9.2)
Определяем удельный модуль стока дождевых вод для канализуемой территории по формуле:
, л/с га (9.3)
гдеtcon – продолжительность протекания дождевых вод с момента концентрации дождевого потока до расчётного сечения дождевого коллектора, 5 мин.
β –коэффициент, учитывающий заполнение свободной ёмкости сети в период возникновения напорного режима. Определяется по таблице 11 [3] в зависимости от показателя n, β =0,68;
P – период однократного переполнения сети. Определяется по таблице 5 [3] в зависимости от величины q20 и характера расположения коллекторов, Р = 1;
Далее расчётный коллектор разбиваем на участки и производим определение площадей стока, тяготеющих к каждому расчётному участку.
Определяем начальную глубину заложения дождевой сети. Т.к. в проекте предусмотрена внутриквартальная сеть, то расчёт начальной глубины заложения дождевой сети ведётся аналогично расчёту хозяйственно-бытовой:
;
С этого пункта расчёт ведем в табличной форме таблица 4. Расчёт ведется в следующем порядке. На первом участке задаемся минимальной скоростью и определяем продолжительность дождевых вод по трубам до рассматриваемого участка по формуле:
tp = (0,017 * l)/v (9.4)
По мере прохождения по коллектору продолжительность притока суммируется и определяется свой коэффициент φ:
qcal = Qисч. * φ (9.5)
Расхождение между расходом дождевых вод и пропускной способностью трубы допускается в пределах ±10%.Все расчеты сводим в таблицу 9.1:
10. Описание запроектированной сети
Канализационная сеть запроектирована для города с населением 63010 жителей. Схема хозяйственно-фекальной канализационной сети пересеченная и требует очистки сточных вод. Схема централизованная, т. к. запроектирована только одна станция очистных сооружений.
Схема дождевой канализации принята перпендикулярной, т. к. отсутствует необходимость очистки дождевых стоков. Дождевые воды собираются с территории канализования дождеприемниками и поступают в уличную сеть. Предусмотрена внутриквартальная дождевая канализация.
Принципы конструирования
Нормальные гидравлические условия в сети обеспечиваются не только правильным гидравлическим расчётом, но и правильным конструированием ее элементов.
1) Канализационные линии между колодцами следует прокладывать прямолинейно; в местах поворотов сети, изменения уклона линии, изменения диаметра труб, соединения одной или нескольких линий труб должны быть устроены колодцы.
2) Трубы и каналы в колодцах необходимо соединять по шелыгам труб или по уровню воды, чтобы по возможности уменьшить образование подпора в следующих далее участках сети.
3) Расчётная скорость движения жидкости должна быть возрастающей по течению. Уменьшение расчётной скорости допускается только после перепадных колодцев.
4) Угол между присоединяемой и отводящей трубой должен быть менее 900, т. к. крутые повороты потоков в смотровых колодцах создают добавочные местные сопротивления и вызывают подпор сети.
5) В колодцах трубы соединяют с помощью открытых лотков, выполненных по плавным кривым.
6) При резком изменении уклона трубопровода устраивают быстроток c переполненным колодцем для гашения скоростей течения.
Дождевые и талые воды поступают в дождевую канализационную сеть, которая предусматривает выпуск воды в реку.
Список литературы:
1. СНБ 4.01.01-03 «Водоснабжение питьевое. Общие положения и требования»
2. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Сети водоотведения города». Л.В. Кулешова, Е.А. Казанли. Минск 2004
3. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
4. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. П.П. Павловского.-М.: Стройиздат, 1974.-150 с.
5. Каталог насосов применяемых в мелиорации. Республиканский проектно-технический трест «РОСОРГТЕХВОДСТРОЙ».
0>