Гидравлический расчет коммуникаций. Построение профилей по ходу движения воды и осадка
Для определения взаимного расположения отдельных сооружений очистной станции одновременно с составлением генерального плана составляются профиля движения воды и осадка, так называемые профиля ”по воде и по движению осадка”. Профиль составляется по наиболее неблагоприятному (длинному) направлению движения воды. При этом высотная схема очистных сооружений должна быть составлена так, чтобы обеспечивалось самотечное движение от одного сооружения к другому. Движение осадков, по возможности самотечное.
На профилях должны быть показаны отметки уровня воды, отметки лотков, каналов, труб, отметки как естественной, таки и спланированной поверхности земли.
Построению профиля предшествует гидравлический расчет коммуникаций. Расчет сводится в табл. 7.1 и табл. 7.2.
Потери напора в коммуникациях определяем по формуле:
(6.1)
где: hl – потери напора по длине, м.
(6.2)
где: i – уклон лотков, трубопроводов, каналов;
l – длина участков, м;
hмест – потери напора на местные сопротивления, м.
(6.3)
где: ρ – коэффициент местных сопротивлений;
v – скорость движения сточных вод на расчетном участке, м/с;
g – ускорение свободного падения, м/с 2 .
8. Разработка генплана ОС
Генеральный план разрабатывается после того, как определены — количество и размеры всех очистных сооружений, а также зданий, входящих в комплекс очистной станции.
Основой генплана является принятая технологическая схема.
При разработке генплана следует руководствоваться следующими рекомендациями:
1. Месторасположение отдельных сооружений и общая планировка очистной станции должны обеспечить наилучшую организацию технологического процесса очистки сточных вод; все сооружения должны быть доступны для ремонта и обслуживания.
2. Компоновка всех сооружений должна обеспечить возможность строительства очистной станции по очередям и последующего расширения ее в связи с увеличением притока сточных вод.
3. Протяженность коммуникаций должна быть по возможности минимальной.
4. Все сооружения должны быть расположены более компактно. Целесообразно блокировать отдельные сооружения в группы Рекомендуемый коэффициент застройки — 0,7.
5. Разрывы между отдельными сооружениями должны быть минимальными и в то же время обеспечивать возможность очередности их строительства.
Предварительно они могут намечаться следующими:
для группы одноименных сооружений — 2-3 м,
для группы разноименных сооружений — 5-10 м,
для группы сооружений механической и биологической очистки — 15-20 м,
для сооружений и иловых площадок с учетом обсадки их деревьями – 25-30 м,
для метантенков, газгольдеров и других сооружений (в зависимости от их ёмкости) — 20-50 м,
для расходного склада хлора: расстояние от административных и бытовых зданий — 100 м, от производственных зданий, в которых постоянно находится обслуживающий персонал — 50 м, от производственных зданий, в которых обслуживающий персонал бывает периодически — 30 м.
6. К каждому сооружению должен быть обеспечен подъезд транспорта для доставки материалов при ремонте.
7. На генплане станции следует указать насыпи и выемки. Для уменьшения земляных работ экономически выгодно при устройстве насыпей и выемок соблюдать равенство их объёмов.
8. Сооружения следует располагать симметрично, обеспечивая равномерное распределение сточной жидкости между отдельными сооружениями.
9. Кроме основных сооружений не генплане следует нанести все вспомогательные сооружения: котельную, ремонтные мастерские, гараж, склады, административное здание с лабораторией, насосные и воздуходувные станции, трансформаторную площадку, сети местной канализации и другие.
10. В коммуникациях очистной станции следует предусмотреть возможность выключения из работы для ремонта групп сооружений и отдельных сооружений, а также аварийный выпуск, позволяющий выключить из работы в крайнем случае всю станцию.
11. Территория станция должна быть ограждена, благоустроена, озеленена, освещена и иметь дороги с искусственными покрытиями и пешеходные дорожки к каждому из сооружений и зданий.
Площадь озеленения должна составлять не менее 15-20% площади в пределах границ территории очистных сооружений.
Травяные газоны и посадка деревьев и кустарников должны быть: на площадках у главного въезда и входа на территорию; вдоль проездов и площадок для разворота автомобильного транспорта; на площадках в районе размещения административно-бытовых зданий и помещений, лабораторий, мест отдыха и спортивных площадок; вокруг открытых сооружений; на полосах, отделяющих тротуары и пешеходные дорожки от дорог, а также от сооружений с вредными выделениями.
На участках без твердого покрытия, а также вдоль ограды территории очистных сооружений следует, как правило, предусматривать посев трав.
Для полива дорог и зелёных насаждений в летний период следует предусматривать поливочные краны.
Вертикальная планировка территории очистных сооружений должна обеспечить отвод поверхностных вод.
Планировочные отметки территории следует назначать в соответствии с технологическими требованиями к вертикальной посадке сооружений исходя из условий максимального сохранения естественного рельефа и почвенного покрова, минимальных объемов земляных работ, отвода поверхностных вод со скоростями, исключающими возможность эрозии почвы.
К местам расположения технологического оборудования у очистных сооружений и на сетях следует предусматривать удобные подходы, площадки, лестницы и при необходимости ограждения.
Главный вход, проходную и въезд на территорию очистных сооружений необходимо располагать со стороны основного подхода и подъезда
трудящихся. Здесь же за оградой территории очистных сооружений следует предусматривать площадку для стоянки автотранспорта.
На генплане обязательно наносятся горизонтали и роза ветров.
Источник
Составление профилей по ходу движения воды и осадков
Профиль составляется по наиболее неблагоприятному (длинному) направлению движения воды. При этом высотнаясхема расположения очистных сооружений должна быть составлена так, чтобы обеспечивалось, как правило, самотечное движение воды от одного сооружения к другому. Движение осадков также по возможности должно быть самотечным, но зачастую осадок приходится перекачивать.
Для самотечного движения сточной воды по всем сооружениям очистной станции необходимо, чтобы отметка поверхности воды в подводящем канале превышала отметку воды в водоёме при высоком горизонте на величину, достаточную для компенсации всех потерь напора по пути движения воды по сооружениям с учётом запаса 1,0÷1,5м, который необходим для обеспечения свободного истечения воды из оголовка выпуска в водоём. Нормальная работа очистной станции зависит от правильного определения гидравлических потерь.
Кроме того нужно предусмотреть некоторый запас напора с расчётом на будущее расширение очистной станции.
При составлении профилей надо предусматривать, чтобы каждое сооружение было установлено на плотном, нетронутом грунте. Если необходимо поместить сооружение целиком в насыпи, то оно должно иметь фундаменты, опирающиеся на материковый грунт.
Построению профиля предшествует гидравлический расчет коммуникаций. Для его выполнения пользуются литературой [4, 7]. Расчет сводится в таблицу формы 10.1.
Расчет коммуникаций по движению воды
| № участков и название сооружений | Длина участка, м | Форма сечения | Размер сечения или диаметр, мм | Расчётный расход, л/с | Скорость, м/с | Уклон или 1000i | Величина местных сопротивлений, м | Вычисления местных сопротивлений, hмест | Потери напора по длине, hl, м | Суммарные потери напора, м | Наименование местного сопротивления |
Потери напора в коммуникациях определяют по формуле:
, (10.1)
где: 
— потери напора по длине, м;
— потери на местные сопротивления, м.
, (10.2)
, (10.3)
где: 
— уклон каналов, лотков, трубопроводов;
— длина участке, м;
— коэффициент местных сопротивлений;
2 
— скорость движения сточных вод на расчетном участке, м/с;
— ускорение свободного падения, м/с 2 .
Так как при выполнении курсового проекта подробный технологический и гидравлический расчет производят только одного сооружения, то для построения профиля ориентировочные потерн напора в остальных сооружениях можно принять следующие:
| приемная камера | 0,1 м |
| механические решетки, песколовки | 0,1-0,2 м |
| решетки дробилки к аэрируемые песколовки | 0,15-0,25 м |
| преаэраторы | 0,2-0,25 м |
| отстойники: горизонтальные | 0,2-0,4 м |
| вертикальные | 0,4-0,5 м |
| радиальные | 0,5-0,6 м |
| двухъярусные | 0,25 м |
| аэротенки | 0,4-0,6 м |
| аэрофильтры высоконагружаемые | 6-8 м |
| биофильтры с вращающимися оросителями | Н+0,15 м |
| со спринклерами | Н+0,5 м |
| аэротенки, отстойники | 0,5-0,8 м |
| контактные резервуары и смесители | 0,15-0,3 м |
| барабанные сетки | 0,3 м |
| песчаные фильтры | Н+(0,2-0,3) м |
| сборный колодец | 0,5 м |
| распределительная чаша (на 4 отстойника) | 0,67 м |
| распределительная чаша (на 2 отстойника) | 0,56 м |
| коммуникации метантенков | 2 м |
Для упрощения расчётов в данном курсовом проекте при вычислении потерь напора в коммуникациях можно использовать следующие коэффициенты местных сопротивлений и потерь напора:
| Слияние 2 потоков | =0,56 |
| Разветвление потока на две (три) части | =1,5 |
| Резкий поворот на 45° |  =0,0394 м |
| Плавный поворот на 45° | =0,0154 м |
| Плавное расширение | =0,0002 м |
| Внезапное расширение | =0,0008 м |
| Потери на незатопленном водосливе | =0,252 м |
| Плавное сужение | =0,307 |
| Резкий поворот на 90º | =1,2 |
| Вход в трубу | =0,016 |
| Вход в прямоугольный канал | =0,4 |
| Распределительный лоток | =0,075 м |
| Плавный поворот на 90° | =0,84 |
| Вход в трубу из перепадного колодца | =0,5 |
Сточные воды на очистных сооружениях движутся по открытым лоткам и каналам. Каналы и лотки рассчитываются с коэффициентом 1,4 на максимальный секундный пропуск воды. Вода к некоторым сооружениям (например, к радиальным отстойникам) подводится дюкерными трубопроводами.
Осаждающиеся компоненты сточных вод — песок, осадок первичных отстойников, активный ил, шламы производственных сточных вод — удаляются из сооружений самотеком, под гидростатическим давлением или насосами, гидроэлеваторами, эрлифтами. Удаление осадка непосредственно из иловых приямков сооружений предпочтительнее плунжерными насосами, обеспечивающими отбор осадка с меньшей влажностью, чем при применении центробежных насосов.
Скорости движения городских или близких к ним по составу производственных сточных вод в каналах и трубах должны приниматься в соответствии с пп. 2.34-2.40 СНиП 2.04.03-85 (см. приложение 23).
Наименьшие скорости движения сырых и сброженных осадков, а также уплотненного активного ила в напорных трубопроводах принимаются в пределах 0,8-2,1 м/с при влажности осадков соответственно 98-90% по табл.17 СНиП 2.04.03-85 (см. приложение 24).
Поток сточных вод на очистной станции делится на части пропорционально пропускной способности соответствующих групп сооружений или отдельных сооружений внутри группы. Необходимо учитывать, что распределение концентрации взвеси (твердой фазы), влекомой сточной водой, не всегда пропорционально распределению самой воды (сказывается инерция движения взвеси в жидкости). Так, при Ш-образном разветвлении лотков средний из них будет перегружен по содержанию взвешенных веществ даже при вполне равномерном гидравлическом разделении потока жидкости. Предпочтительнее такие устройства для деления потока жидкостей, загрязненных взвешенными веществами, которые способствовали бы и равномерному распределению взвеси.
Деление потока может осуществляться разветвлением лотка (канала), распределительными чашами и камерами, распределительными каналами с малыми скоростями протока воды.
Деление потока на две части достаточно надежно может быть достигнуто при устройстве Т- или U-образной развилки. Рекомендуется предусматривать поворотный делитель, который устанавливается в положении, определяемом при наладке сооружений. Последовательное деление потока таким способом на большее число ответвлений требует сравнительно большой площади.
Более точным и удобным является деление потока в распределительных чашах на 4, 6, 8 частей водосливами (с широким порогом или с тонкой стенкой), установленными на одинаковых отметках. Наибольшая точность достигается при подводе воды к чашам дюкером снизу – отклонение от равномерного распределения ±3-6% при изменении нагрузки на сооружение в пределах от 0,75 до 1,25 расчетного расхода.
Гидравлический расчёт коммуникаций “по воде” очистной станции производительностью 129300 м 3 /сут приведен в таблице 7.5.
Гидравлический расчёт коммуникаций “по воде” очистной станции производительностью 26600 м 3 /сут приведен в таблице 8.4.
Расчёт коммуникаций “по осадку” к примеру №1 станции производительностью 129300 м 3 /сут приведен в таблице 7.6
Для построения профилей используют суммарные потери напора на участках (графа 11 таблиц гидравлического расчёта). Отметки на каждом последующем участке должны отличаться от отметок на предыдущем участке как минимум на величину потерь.
Профиль “по воде” строят начиная от приемной камеры и до оголовка выпуска в водоем.
Профили “по осадку” и “илу” начинают от сооружения выпуска осадка или ила (из первичных или вторичных отстойников) и кончают наиболее удаленной точкой подачи на сооружения их обработки.
Примеры высотного проектирования станции производительностью 129300 м3/сутки (численный пример №1) приведены в приложениях: 17 – профиль по ходу движения воды и 18 – профиль по движению осадка.
Профиль по ходу движения воды к численному примеру №2 (станция производительностью 26600 м3/сут) приведен в приложении 21.
По профилю определяются высоты насыпей и глубины выемок, после чего границы насыпей и выемок наносятся на генплан. Примеры построения насыпей и выемок на генплане очистной станции приведены на рисунках 10.1 и 10.2.
По верху насыпей следует предусмотреть проходы вокруг сооружений.
Рисунок 10.1. Оформление насыпей на генплане.
Рисунок 10.2. Планировочное оформление территории очистной станции.
Источник
