Водоотведение
Саратов – 2014
Водоотведение.
1. Сточные воды,их виды. Назначение канализации.
В городах и других населенных пунктах образуются загрязнения различного характера, связанные с повседневной деятельностью человека. К таким загрязнениям относятся физиологические отбросы человека и животных, а также загрязненные воды бань, прачечных, ванн, душей, от мытья продуктов питания, посуды, помещений, улиц и др. В большом количестве образуются загрязнения и на промышленных предприятиях.
Это получающиеся в результате технологических процессов отбросы и отходы, разбавленные в той или иной степени водой.
Вода, которая была использована для различных нужд и получила при этом дополнительные примеси (загрязнения), изменившие ее химический состав или физические свойства, называется сточной жидкостью.
Содержащиеся в сточной жидкости органические загрязнения могут загнивать, при этом они служат благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе патогенных, т. е. таких, которые вызывают инфекционные заболевания.
Различные химические соединения, присутствующие в сточной жидкости (нефтепродукты, жиры, масла, смолы, ядовитые вещества), способны убить все живое на земле и в водоемах.
Накопление сточной жидкости на поверхности и в глубине почвы, а также в водоемах вызывает загрязнение окружающей среды, исключает возможность использования водоемов для хозяйственных целей и является причиной возникновения инфекционных заболеваний.
В зависимости от происхождения сточные воды разделяют на бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и атмосферные.
Бытовые сточные воды по природе загрязнения делятся на фекальные, поступающие из уборных и загрязненные в основном физиологическими отбросами, и хозяйственные, поступающие из раковин, ванн, трапов, а также из бань, прачечных, душей, после мытья помещений и др.
|
|
Бытовые сточные воды более или менее однообразны по составу. В основном в них содержатся органические загрязнения в нерастворенном и растворенном состоянии. Концентрация загрязнений зависит от степени разбавления их водопроводной водой, т. е. от нормы водопотребления.
Производственные сточные воды образуются в результате загрязнения водопроводной воды в процессе использования ее в производстве. Производственные сточные воды делятся на загрязненные и условно-чистые.
Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения дождей и таяния снегов и делятся соответственно на дождевые и талые. Отвод и обезвреживание атмосферных вод также входят в задачу канализации.
Атмосферные сточные воды содержат преимущественно минеральные загрязнения и в меньшем количестве органические.
Атмосферные сточные воды, образующиеся на территориях промышленных предприятий, содержат отходы и отбросы соответствующих производств. Для атмосферных сточных вод характерна большая неравномерность поступления в канализацию.
В сухую погоду они совсем отсутствуют, а в период сильных ливней их количество бывает весьма значительным. Секундные расходы атмосферных сточных вод могут в 50— 150 раз превышать расходы бытовых вод от той же площади застройки города или другого населенного пункта.
Поддержание санитарного благополучия городов и других населенных пунктов, а также промышленных предприятий возможно только при своевременном удалении с занимаемой ими территории сточных вод с последующей их очисткой и обеззараживанием.
|
|
Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий, предназначенных для следующих целей:
а) приема сточных вод в местах образования и транспортирования их к очистным сооружениям;
б) очистки и обеззараживания сточных вод;
в) утилизации полезных веществ, содержащихся в сточных водах и их осадке;
г) выпуска очищенных вод в водоем.
Существуют два вида канализации: вывозная и сплавная. При вывозной канализации жидкие загрязнения собирают в специальные приемники (выгребы) и периодически вывозят автомобильным транспортом. При сплавной канализации сточные воды по подземным трубопроводам транспортируют на очистные сооружения, где их подвергают весьма интенсивной очистке преимущественно в искусственно созданных условиях. Очищенные сточные воды спускают в ближайшие водоемы. Для устройства сплавной канализации необходимо наличие в зданиях внутреннего водопровода. В этом случае даже при низкой степени благоустройства зданий достигается такая норма водоотведения, которая обеспечивает необходимое разбавление загрязнений для транспортирования их по трубопроводам, — не менее 60 л/сут на одного жителя, пользующегося канализацией. Твердые отбросы (мусор) при сплавной канализации вывозят специальным транспортом. В последние годы разрабатывают методы сплава размельченных отбросов вместе со сточными водами.
|
|
2. Принципиальная схема водоотведения
Канализация состоит из следующих основных элементов: внутренних канализационных устройств зданий, наружной внутриквартальной (дворовой) канализационной сети, наружной уличной канализационной сети, насосных станций и напорных трубопроводов, очистных сооружений и устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем.
Уличная канализационная сеть представляет собой систему подземных трубопроводов, принимающих сточные воды от внутриквартальных (дворовых) сетей и транспортирующих их к насосным станциям, очистным сооружениям и в водоем (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Схема канализации населенного пункта с промышленным предприятием
ОС — очистные сооружения; ГНС — главная насосная станция; ПП — промышленное предприятие
В зависимости от характера обслуживаемой территории городские уличные сети принимают сточные воды от внутриквартальных или дворовых сетей, а также от заводских сетей, проложенных на территории промышленного предприятия для приема сточных вод из цехов и зданий внутри предприятия. В некоторых случаях заводские сети присоединяют к специальной сети промышленной канализации.
Канализационные сети строят преимущественно самотечными. Для этого их прокладывают соответственно рельефу местности, а всю канализуемую территорию населенного места разделяют на бассейны канализования. Бассейном канализования называют часть территории, ограниченную водоразделами.
Участки канализационной сети, собирающие сточные воды с одного или нескольких бассейнов канализования, называют каналами.
Коллекторы разделяют на следующие виды:
1) коллекторы бассейнов канализования, собирающие сточные воды с отдельных бассейнов;
2) главные коллекторы, принимающие и транспортирующие сточные воды двух и более коллекторов бассейнов канализования;
3) загородные коллекторы, отводящие сточные воды транзитом (без присоединений) за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту их выпуска в водоем.
Для осмотра, промывки и прочистки от засорения канализационной сети на ней устраивают смотровые колодцы. Для приема атмосферных сточных вод с проездов применяют дождеприемники, представляющие собой круглые или прямоугольные в плане колодцы с металлической решеткой сверху.
Пересечение коллекторов с реками, оврагами и железными дорогами выполняют путем устройства дюкеров, эстакад, переходов.
Коллекторы обычно трассируют по пониженным участкам местности для обеспечения минимальной глубины прокладки присоединяемых к ним вышележащих участков уличной сети.
При большой глубине заложения коллекторов и отсутствии из-за этого возможности самотечного транспортирования сточных вод к очистным сооружениям или в водоем прибегают к устройству насосных станций перекачки, подающих воду к очистным сооружениям по напорным трубопроводам. Очистными называют сооружения, предназначенные для очистки и обеззараживания сточных вод и переработки их осадка.
Способы очистки, состав и размеры очистных сооружений определяются расчетом в зависимости от характера и концентрации загрязнений сточных вод, мощности и самоочищающейся способности водоема, наличия населенных пунктов и промышленных предприятий ниже по течению реки, а также от назначения водоема (для водоснабжения, купания, рыбоводства). Очистные сооружения должны располагаться ниже по течению,реки относительно населенного пункта или промышленного предприятия. Благодаря этому исключается опасность загрязнения водоема в пределах канализуемого объекта.
После очистки сточные воды.через специальные устройства, называемые выпусками, сбрасываются в водоем.
3. Наружная сеть водоотведения.
3.1. Схемы сетей водоотведения.
Схемы канализационных сетей составляют на первой стадии проектирования при разработке технического проекта. Исходными материалами для составления схемы канализационных сетей города и промышленного предприятия служат соответственно проект генерального плана города в масштабе 1: 5000— 1: 10 000 (первая очередь — на срок 8— 10 лет и перспектива — на срок 20—25 лет) и генеральный план предприятия в масштабе 1: 500— 1: 2000 с горизонталями через 0,5—2 м.
Канализационные сети работают при самотечном режиме с частичным наполнением сечения трубопровода. Поэтому решение схемы канализационной сети зависит в основном от рельефа местности, грунтовых условий и расположения водоемов.
Канализационные сети трассируют в такой последовательности: вначале, разделив линиями водоразделов территорию канализуемого объекта на бассейны канализования, трассируют по их пониженным местам коллекторы бассейнов канализования; затем, перехватывая коллекторы бассейнов канализования в направлении к очистным сооружениям, трассируют главные и загородные коллекторы и, наконец, в последнюю очередь трассируют уличные сети к коллекторам с таким расчетом, чтобы каждая ветка уличной сети имела минимальную длину. Места расположения насосных станций определяют при расчете сети. Наиболее целесообразно располагать их в тех местах, где отдельные коллекторы, подходящие к насосной станции, имеют одинаковую глубину заложения.
Решение схемы канализационной сети (ее трассирование) — важнейший этап проектирования канализации, так как от него зависит стоимость канализации в целом. Разнообразие местных условий не позволяет рекомендовать типовые решения схем канализационных сетей. Встречающиеся на практике схемы могут быть классифицированы следующим образом.
1. Перпендикулярная схема (рис. 3.1,а) — коллекторы бассейнов канализования трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Такую схему в основном применяют для спуска атмосферных сточных вод, не нуждающихся в очистке.
2. Пересеченная схема (рис. 3.1,б) — коллекторы бассейнов канализования трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Такую схему применяют при плавном падении рельефа местности к водоему и необходимости очистки сточных вод.
3. Параллельная (веерная) схема (рис. 31,в) — коллекторы бассейнов канализования трассируются параллельно или под небольшим углом к направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям перпендикулярно направлению течения воды в водоеме. Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему, так как она позволяет исключить в коллекторах бассейнов канализования повышенные скорости движения воды, вызывающие разрушение трубопроводов.
4. Зонная (поясная) схема (рис. 3.1,г) — канализуемая территория разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Каждая из зон имеет схему, аналогичную пересеченной схеме. Зонную схему применяют при значительном или неравномерном падении рельефа местности к водоему и отсутствии возможности канализования всей территории (например, нижней зоны) самотеком.
Рис. 75. Схемы канализационных сетей
а — перпендикулярная; б — пересеченная; в — параллельная; г — зонная; д — радиальная; 1 — коллекторы бассейнов канализования; 2 — главный коллектор; 3 — граница канализуемого объекта; 4 — граница бассейнов канализования; 5 — напорный трубопровод; 6 — выпуск; 7— главный коллектор верхней зоны; 8 — то же, нижней зоны
Рис. 3.2. Схемы трассирования уличных сетей
а — объемлющая; б — по пониженной стороне квартала; в — чрезквартальная; 1 — кварталы; 2 — дома
5. Радиальная схема (рис. 31,д) — очистка сточных вод осуществляется на двух или большем числе очистных станций. При этой схеме сточные воды отводятся с канализуемой территории децентрализованно. Такую схему применяют при сложном рельефе местности и канализовании больших городов. Приведенная классификация схем канализационных сетей весьма приближенна.
3.2. Основные сведения о гидравлическом расчёте сетей водоотведения.
Гидравлический расчет канализационных сетей выполняется по расходам сточных вод с учетом рельефа местности. Расходы сточных вод при расчете канализационных сетей удобно вычислять, используя понятие модуля стока (удельного расхода), л /(с*га), определяемого по формуле
q0= 
где р — плотность населения на 1 га; qж — норма водоотведения бытовых вод, л/(чел • сут).
Расчетный расход вычисляется по формуле
qсек. макс =q0FKобщ
где F — площадь кварталов в жилой зоне канализуемой территории.
Расчетные расходы для отдельных участков канализационной сети определяются ка к суммы следующих расходов: транзитного, бокового, попутного и сосредоточенного от промышленного предприятия. Боковым называется расход, поступающий в расчетный участок из боковой ветки сети; попутным — расход, поступающий в расчетный участок от зданий прилегающего квартала.
Бытовую канализационную сеть рассчитывают на частичное наполнение труб. Это позволяет создать лучшие условия для транспортирования взвешенных загрязнений, обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и опасных газов, выделяющихся из жидкости, и создавать некоторый резерв в сечении труб для пропуска расхода, превышающего расчетный.
Степень наполнения труб характеризуется отношением h/d (см. далее рис. 3.3).
Рис. 3.3. Формы сечений канализационных труб и каналов (а — круглое)
Для гидравлического расчета сети используют формулы становившегося равномерного движения:
Q= ωv;
где Q — расход сточных вод; ω— площадь живого сечения; v — средняя скорость движения жидкости;
i — гидравлический уклон, равный при равномерном движении жидкости уклону лотка труб; λ — коэффициент гидравлического трения; R = ω/х— гидравлический радиус (здесь х— смоченный периметр); g — ускорение свободного падения.
Минимальные диаметры труб для уличных сетей установлены в зависимости от системы канализации: при полной раздельной 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой сети, при общесплавной 250 мм.
Расчетное наполнение в трубопроводах бытовой канализационной сети рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб:
| Диаметр труб d, мм | 150-300 | 350-450 | 500-900 | Более 900 |
| h/d, (не более) | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 |
В трубопроводах дождевой канализационной сети полной раздельной системы и в трубопроводах сети общесплавной системы следует принимать наполнение h /d = 1.
Сточные воды сильно загрязнены различными примесями. Нерастворенная их часть может иметь ка к органическое, так и минеральное происхождение. Примеси органического происхождения, обладающие малой плотностью, хорошо транспортируются по канализационным сетям, а примеси минерального происхождения (песок, шлак, бой стекла и др.) транспортируются лишь при весьма значительных скоростях потока. В связи с этим расчетные скорости в канализационной сети должны назначаться из
условия транспортирования песка и других примесей минерального происхождения, содержащихся в сточной жидкости.
Наблюдениями установлено, что песок в канализационных сетях может находиться в трех состояниях:
1) в неподвижном состоянии в виде отложений с ровной поверхностью на дне — при сравнительно малых скоростях потока;
2) в подвижном состоянии в виде отложений в форме гряд на дне — при более высоких скоростях потока. В этом случае перемещение отдельных песчинок имеет скачкообразный характер; достигая вершины гряды, они скатываются в застойную зону. В результате постепенного заполнения этой зоны песок медленно перемещается в направлении потока;
3) во взвешенном состоянии при полном отсутствии отложений — при значительных скоростях потока.
Скорость, соответствующая началу перемещения частиц в образования гряд, называется размывающей, а соответствующая полному взвешиванию загрязнений — самоочищающей (критической). Минимальные расчетные скорости должны быть не менее самоочищающих скоростей. Для бытовой канализационной сети самоочищающие скорости принимают в зависимости от диаметра труб:
| Диаметр труб, мм | 150-250 | 300-400 | 450-500 | 600-800 | 900-1200 |
| Самоочищающая скорость, м /с | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,15 |
Песок, содержащийся в сточной жидкости, транспортируется потоком в основном у дна труб, вызывая здесь истирание и разрушение их поверхности. Разрушение поверхности труб тем больше, чем больше скорость потока. По этой причине скорость движения сточной жидкости в трубах следует ограничивать. В соответствии со СНиП П-32-74 в металлических трубопроводах не рекомендуется допускать скорости движения жидкости более 8 м/с, а в неметаллических трубопроводах — более 4 м/с.
Минимальный уклон труб бытовой канализационной сети можно определять по приближенной формуле
i=1/d,где d — внутренний диаметр труб, мм.
3.3. Глубина заложения трубопроводов сетей водоотведения.
От глубины заложения трубопроводов существенно зависят стоимость и сроки строительства канализационной сети. В связи с этим ее назначают по возможности минимальной с учетом следующих условий:
1) предохранения сточных вод в трубах от замерзания;
2) защиты труб от механического повреждения;
3) возможности присоединения к уличной сети внутриквартальных (дворовых) сетей.
Температура сточных вод не опускается ниже 7°С даже в самое холодное время года, поэтому канализационные трубопроводы можно прокладывать на глубине, меньшей глубины промерзания грунта. Наименьшую глубину заложения канализационных трубопроводов следует принимать на основании опыта эксплуатации канализационных сетей в аналогичных условиях. При отсутствии такого опыта наименьшую глубину заложения от поверхности земли до труб можно определять по формуле
h = hпром -е
где hnpом — глубина промерзания грунта; е — величина, равная 0,3 м для труб диаметром до 500 мм и 0,5 м для труб большего диаметра.
В то же время глубина заложения трубопроводов должна исключать возможность разрушения труб временными динамическими нагрузками от транспорта. Статические расчеты показывают, что для керамических труб, широко применяемых в канализации, действие временных нагрузок от транспорта опасно при глубине заложения от поверхности земли до верха труб менее 0,7 м. При необходимости укладки труб на меньшей глубине следует применять трубы из более прочного материала, например из железобетона. 
Рис. 3.4. Схема определения начальной глубины заложения уличной сети
1 — внутриквартальная или дворовая сеть; 2 — уличная сеть
3.4. Трубы, применяемые для устройства сети водоотведения
Материалы, применяемые для устройства канализационном сети, должны быть прочными, водонепроницаемыми, устойчивыми против коррозии и истирания, гладкими (для уменьшения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей) и дешевыми. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяют керамические, бетонные, железобетонные и асбестоцементные трубы.
Керамические трубы. Для устройства безнапорных канализационных сетей применяют керамические трубы (рис. 3.4) диаметром 150— 600 мм, длиной 800, 1000 и 1200 мм с раструбом на одном конце (табл. 1), изготовляемые по ГОСТ 286— 74.
Таблица 1. Размеры, мм, и масса, кг, керамических канализационных труб для безнапорных трубопроводов (по ГОСТ 286—74, см. рис. 3.4)
Соединение керамических труб (рис. 3.5) выполняется аналогично раструбному соединению чугунных водопроводных труб. Герметичность стыка обеспечивается заполнением кольцевого зазора между стенками гладкого конца трубы и раструба на Уз— 7г всей глубины раструба смолеными пеньковой прядью или канатом. Канат уплотняют конопаткой без применения молотка. В остальную часть кольцевого зазора вводят заполнитель (замок) для повышения прочности стыка. В качестве заполнителя используют асфальтовую мастику, асбестоцементный или цементный раствор. Стык называют соответственно асфальтовым, асбестоцементным и цементным.
Наиболее распространен асфальтовый стык. Асфальтовую мастику готовят из 3 частей естественного асфальта и 1—2 частей гудрона или битума Б Н -Ш. В кольцевой зазор мастику заливают в разогретом состоянии с применением временной формы (опалубки), выполняемой в виде стального хомута с резиновой прокладкой, плотно охватывающей трубу по периметру.
Рис.3.4 Керамическая труба
Рис. 83. Стык керамических труб Рис. 3.5. Стык керамических труб 1— на кольцах пластизола гладкий конец трубы; 2 — заполнение асфальтовой мастикой или асбестоцементом (цементом); 3 — неглазурованные борозды (рифли) для лучшего сцепления трубы с материалом заделки стыка; 4— раструбный конец трубы; 5—уплотнение смолеными пеньковой
прядок или канатом
Основания под трубы. Основанием для труб в большинстве случаев может служить естественный грунт. Однако при укладке труб непосредственно на грунт он должен оставаться в ненарушенном и сухом состоянии. Лож е под трубы следует устраивать одновременно с их укладкой и так, чтобы труба на всем протяжении плотно соприкасалась с ненарушенным грунтом не менее чем на окружности. При этом трубы выдерживают давление на 30—40% больше, чем трубы, уложенные на плоское ложе без выемки. Тщательная засыпка и трамбовка грунта, особенно в пространстве между трубой и стенкой траншеи, повышает сопротивление трубы раздавливанию на 20%. Устройство искусственных оснований под трубы необходимо при слабой несущей способности грунта или при возможности ее снижения при увлажнении либо по другим причинам.
В водонасыщенных грунтах, хорошо отдающих воды, керамические, бетонные и железобетонные трубы следует укладывать на слой щебня, гравия или крупного речного песка толщиной 0,15—0,2 м с устройством в нем дренажных лотков для отвода воды.
В торфяниках, плывунах и слабых насыпных грунтах устраивают свайное основание под трубы всех диаметров, а стыки заделывают эластичными материалами.
При укладке трубопроводов в скальных грунтах также требуется устройство искусственного основания. Керамические трубы диаметром до 450 мм и другие трубы диаметром до 600 мм следует укладывать на слой крупного речного песка, гравия или щебня толщиной 0,15—0,2 м, а все трубы большего диаметра — на подушку из тощего бетона толщиной 0,15 м по
слою щебня толщиной 0,08— 0,1 м.
Выбор материала труб. Материал труб выбирают с учетом совокупности всех условий проектирования: грунтовых особенностей, наличия грунтовых вод, глубины заложения труб, свойств грунтовых и транспортируемых сточных вод и др.
В сложных условиях строительства (при необходимости прокладки труб в плывунах, при интенсивном притоке грунтовых вод или при иных неблагоприятных обстоятельствах) наиболее целесообразно применять длинномерные железобетонные, чугунные и пластмассовые трубы. Укладка труб небольшой длины (керамических, бетонных) требует значительно больше времени и затрат на заделку стыков, водоотлив и устройство надежных оснований. При определении экономической целесообразности применения труб из тех или иных материалов следует учитывать не только стоимость самих труб, но и затраты на их транспортирование и укладку в траншеях, водоотлив при производстве работ и др.
При выборе труб особое внимание необходимо уделять свойствам сточных вод и возможности воздействия их на материал труб.
Для транспортирования бытовых и производственных сточных вод с нейтральной (pH=,7) и слабощелочной (рН=8 -М0) реакцией можно применять все описанные выше трубы. Для отведения производственных сточных вод со щелочной реакцией (р Н > 1 0) следует применять фанерные или чугунные трубы.
Сточные воды со слабокислой реакцией (рН = 5-=-6) можно отводить по керамическим или асбестоцементным трубам, а воды с кислой реакцией (р Н < 5) — по кислотоупорным керамическим, стеклянным или фаолитовым трубам.
Трубы сети водоотведения
Материалы, применяемые для устройства канализационных сетей, должны быть прочными, водонепроницаемыми, устойчивыми против коррозии и истирания, гладкими (для уменьшения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей) и дешевыми. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяют керамические, бетонные, железобетонные и асбестоцементные трубы, а также кирпич
и железобетон, из которых выполняют коллекторы. Для устройства канализационных сетей применяют также винипластовые, стеклянные и фанерные трубы. Для напорных трубопроводов используют трубы чугунные, стальные и асбестоцементные.
Керамические трубы (рис. 3.6) изготовляют раструбными длиной 1000 и 1200 мм и диаметром до 600 мм (ГОСТ 286—74). Внутреннюю и внешнюю поверхности труб покрывают глазурью, что придает им твердость, водонепроницаемость, гладкость и ряд других положительных свойств. Для лучшего соединения труб места нарезки на внутренней поверхности раструба и на наружной поверхности гладкого конца труб не покрывают глазурью.
Для отвода агрессивных кислых вод применяют керамические трубы, изготовляемые из кислотоупорных глин с примесью кислотоупорных шамотов.
Бетонные трубы (рис. 3.7), применяемые для устройства самотечных коллекторов, изготовляют диаметром 100—1000 мм (ГОСТ 20054—74), а железобетонные трубы (рис. 3.8) — диаметром до 4000 мм (ГОСТ 6482—71). Бетонные и железобетонные трубы изготовляют раструбными и фальцевыми из бетона марки не ниже 300 вибрационным или центробежным способом.
Асбестоцементные безнапорные трубы, применяемые для устройства самотечных коллекторов, изготовляют без раструбов диаметром 150—600 мм и длиной 2,95 и 3,925 м (ГОСТ1839—72). Соединение асбестоцементных труб выполняется при помощи муфт.
Рис. 3.6. Керамическая труба
а — общий вид; 6 — заделка стыка асфальтом; в —заделка стыка цементом или асбестоцементом; 1 — гладккй конец трубы; 2 — раструб; 3 — асфальтовая мастика; 4 — смолевая пеньковая прядь; 5 — асбестоцемент
Рис.3.7 Бетонная труба Рис.3.8Железобетонная фальцовая труба
Заделка раструбных и муфтовых соединений труб самотечных линий состоит из уплотняющей конопатки и асфальтового, асбестоцементного или цементного замка.
Уплотняющая конопатка представляет собой смоленую пеньковую прядь, заделываемую на 1/3—1/2 глубины кольцевого зазора стыка.
Рис. 3.9Соединения труб с асфальтовым замком
а — раструбное; 6 — муфтовое; 1—труба: 2 — асфальтовый замок; 3 — конопатка из смоленой пряди; 4 — муфта
Асфальтовый замок (рис. 3.9) выполняют из мастики, состоящей из 3 мае. ч. асфальта и 1 мае. ч. гудрона или битума БН-Ш. Мастику заливают в расплавленном состоянии в кольцевой зазор между раструбом (муфтой) и гладким концом трубы. При заливке кольцевой зазор стыка прикрывают опалубкой. Стык с асфальтовым замком эластичен и хорошо противостоит химическим воздействиям сточных вод.
Асбестоцементный замок выпилняк5т из смеси 30% асбестового волокна и 70% цемента марки не ниже 300 (по массе). Непосредственно перед употреблением смеси ее увлажняют водой в количестве 10% по массе от общей массы смеси. Асбестоцементную смесь вводят в кольцевой зазор стыка послойно с уплотнением каждого слоя тупым концом чеканки без применения молотка. Во избежание высыхания асбестоцементного замка его рекомендуется увлажнять до момента полного затвердевания.
Цементный замок выполняют из 1 мае. ч. цемента и 1 мае. ч. песка аналогично асбестоцементному замку. При агрессивных грунтовых или сточных водах для заделки стыков следует применять кислотоупорные цементы. Высокой прочностью и герметичностью обладают стыки с задел
3.5.Дождевая канализационная сеть(Водостоки)
Начертание водосточной сети в плане определяется рельефом местности, схемой планировки и насыщенностью территории подземными сооружениями. Принципы трассирования водосточной сети аналогичны принципам трассирования бытовой канализационной сети. В целях уменьшения сечения и длины каналов водосточную сеть рекомендуется трассировать вдоль городских проездов по кратчайшим расстояниям к водоемам, тальвегам и оврагам. При ширине проезда до 30 м водосток рекомендуется прокладывать в середине его. При большей ширине проезда водосток можно прокладывать в две линии по обеим его сторонам.
Расчетный расход по отдельным участкам дождевой сети определяется по формуле
Q=qFψ,
где q — интенсивность дождя, л /(с-га), т. е. приток дождевых вод, выпадающих на площадь 1 га; F — площадь стока, га; ψ— коэффициент стока.
Гидравлический расчет дождевой сети производят по тем же формулам, что и расчет бытовой сети.
Трубопроводы дождевой сети выполняют из керамических, бетонных или железобетонных труб, а коллекторы — из сборных железобетонных элементов. Сооружения, выполняемые на дождевой сети, аналогичны сооружениям, выполняемым на бытовой сети.
Дождевые сточные воды поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники, которые представляют собой колодец, перекрытый приемной решеткой. В плане дождеприемники имеют прямоугольную (0,6X0,9 м) или круглую (диаметром 0,8 м) форму. И х располагают у бортовых камней проездов на расстоянии 50—80 м друг от друга.
Выпуск дождевых сточных вод в водоемы производится в большинстве случаев в пределах городов и промышленных предприятий. В связи с этим устройству сооружений для выпуска дождевых сточных вод должно уделяться особое внимание. По санитарным и эстетическим соображениям дождевые сточные воды следует выпускать ниже уровня низких вод и ледостава. Конструкция выпусков должна обеспечивать их устойчивость от воздействия потоков, обладающих большой энергией.
4.Очистные сооружения.
4.1.Состав и свойства сточных вод
Загрязнения сточных вод могут быть минеральными и органическими. К минеральным загрязнениям относятся песок, глина, шлак, бой стекла, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Органические загрязнения бывают растительного происхождения (остатки плодов, овощей, растений, бумага, растительные масла и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки тканей живых организмов, органические кислоты, различные бактерии, в том числе и болезнетворные, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли — так называемые бактериальные и биологические загрязнения).
В бытовых сточных водах содержатся такие белезнетворные (патогенные) бактерии, как возбудители заболеваний брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы, а также яйца гельминтов (глистов), поступающие в сточные воды с физиологическими выделениями людей и животных. Возбудители заболеваний содержатся и в некоторых производственных сточных водах.
По физическому состоянию загрязнения сточных вод делятся на растворенные и нерастворенные, обладающие различной дисперсностью.
Степень загрязнения сточных вод характеризуется содержанием в них взвешенных и оседающих веществ, их биохимической и химической потребностью в кислороде, содержанием в них отдельных химических элементов и соединений, их активной реакцией.
Нерастворенные вещества находятся в сточных водах в виде крупной взвеси, суспензий, эмульсии и пены и представляют собой частицы размером 0,1 мкм и более. Степень загрязнения сточных вод нерастворенными примесями обычно оценивают по содержанию в воде так называемых взвешенных веществ. Последние составляю т ту часть нерастворенных примесей, которая задерживается на бумажном фильтре при фильтровании через него воды. Количество взвешенных веществ по массе определяют после высушивания их при температуре 105° С, т. е. в сухом состоянии. Часть взвешенных веществ, состоящая из грубодисперсных частиц с большой плотностью, под действием силы тяжести может выпадать из воды в осадок. Другая часть взвешенных веществ, состоящая из мелкодисперсных частиц, плотность которых близка к плотности воды, может не осаждаться и оставаться во взвешенном состоянии.
Взвешенные вещества, вы падающие из воды на дно сосуда после ее двухчасового отстаивания, называются оседающими веществами.Количество взвешенных веществ, попадающих в воду от одного жителя города в сутки, практически постоянно и равно 65 г. И з них оседающие вещества составляют 40 г.
4.2.Основные способы и схемы очистки сточных вод.
Существуют различные способы очистки сточных вод: механическая, химическая, физико-химическая и биохимическая (или биологическая).
Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочала, бумаги и др.), песколовки — для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.)> отстойники — для очистки сточных вод от взвешенных веществ.
Под действием силы тяжести частицы, плотность которых больше плотности воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, плотность которых меньше плотности воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку.
Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод. Для очистки производственных сточных вод от большого количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для чистки воды от оседающих веществ.
Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большую плотность (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода подводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.